Виды несовершенств кристаллической- решетки

Виды несовершенств кристаллической решетки [c.364]

Различают следующие виды несовершенств кристаллической решетки [c.364]

Линейные дефекты являются другим важнейшим видом несовершенства кристаллической решетки, когда в результате сдвига на одно межатомное расстояние одной части решетки относительно другой вдоль какой-либо плоскости число рядов атомов в верхней части решетки на один больше, чем в нижней. В данном случае в верхней части решетки появилась как бы лишняя атомная плоскость ( экстра-плоскость). Край экстра-плоскости, перпендикулярный направлению сдвига, называется [c.6]

Одним из видов несовершенств кристаллического строения является наличие незанятых мест в узлах кристаллической решетки, или иначе — вакансий, или атомных дырок (см, рис. 7,а). Такой точечный дефект решетки играет важную роль при протекании диффузионных процессов в металлах (подробнее см. в гл. ХП1. п. 1). [c.28]

Другим важнейшим видом несовершенства кристаллического строения являются так называемые дислокации. Представим себе, что в кристаллической решетке по каким-либо причинам появилась лишняя полуплоскость атомов, так называемая экстраплоскость (рис. 8). Край 3—3 такой плоскости образует линейный дефект (несовершенство) решетки, который называется краевой дислокацией. Краевая дислокация может распространяться на многие тысячи параметров решетки, для нее вектор Бюргерса (см. с. ООО) перпендикулярен экстраплоскости. В реальных металлах дислокации смешанные на некоторых участках — краевые, на других — винтовые. [c.28]

Одним из видов несовершенств кристаллического строения является наличие незанятых мест в узлах кристаллической решетки, или иначе - вакансий, или атомных "дырок . [c.24]

Линейные несовершенства кристаллической решетки имеют размеры, близкие к атомным в двух измерениях и значительную протяженность в третьем. К этому виду дефектов относятся дислокации, простейшими из которых являются краевые, винтовые и смешанные. [c.30]

Кроме микрохимической неоднородности, следует иметь в виду и тесно связанную с нею микрофизическую неоднородность, вызываемую локальными скоплениями несовершенств кристаллической решетки, в первую очередь вакансиями и дислокациями. [c.30]

Атомарный водород в силу высокой подвижности (коэффициент диффузии >н = 10 м с) диффундирует в объеме стали, накапливаясь в местах сосредоточения внутренних напряжений и несовершенств кристаллической решетки. Дефекты металла в виде пор являются своеобразными ловушками для атомарного водорода в них происходит его молизация, идущая с образованием плоскостного давления до 400 МПа [2.7]. [c.141]

Повышенное содержание оксидных включений вызывает смещение потенциала питтингообразования в отрицательную сторону, т. е. повышает склонность сталей к питтинговой коррозии. Повышение чистоты сплава снижает склонность к образованию питтинга. Однако даже чистейшие металлы и сплавы, взятые в виде монокристаллов, могут давать ямки травления. Это указывает на то, что в некоторых условиях отдельные несовершенства кристаллической решетки, как например, дислокации, также могут стать первопричиной возникновения питтинга. [c.98]

Структура тонких поверхностных слоев металлов и сплавов прл нагружении трением характеризуется значительной плотностью несовершенств кристаллической решетки. При скольжении в поверхностном слое достигаются значения плотности дислокаций на один-два порядка выше, чем при известных видах напряженного состояния для той же степени остаточной деформации. Характеристики структуры поверхностных слоев при трении Определяются соотношением нормальной и тангенциальной составляющих нагрузок и свойствами граничного слоя смазки. [c.51]

Атомы в кристалле металла соединены металлической связью. При этом атомы теряют часть внешних электронов и превращаются в положительно заряженные ионы. Свободные электроны, не связанные с каким-либо конкретным атомом, свободно передвигаются в кристалле с большими скоростями. Относительно свободное передвижение электронов в металле и является причиной высокой тепло- и электропроводности металлов. Взаимодействие между положительно заряженными ионами и свободно перемещающимися отрицательными электронами и является той силой, которая обеспечивает единство кристалла. Большая однородность взаимодействия при таком типе связи делает ее менее чувствительной к дефектам кристаллической решетки, поэтому кристаллы металлов обладают пластическими свойствами. Говоря о прочности материалов, мы имеем в виду не столько прочность идеальных кристаллов, сколько влияние на эту прочность несовершенств кристаллической решетки, имеющих место как внутри самого кристалла, так и между отдельными кристаллами (границы зерен). [c.58]

Линейные несовершенства твердых тел формируются в процессе кристаллизации в виде блоков кристаллической решетки, несколько сдвинутых по направлениям (см. рис. [c.67]

Одним из видов несовершенств кристаллического строения является наличие незанятых мест в узлах кристаллической решетки, или иначе — вакансий или атомных дырою) (см. фиг. 231). Такой точечный дефект решетки играет важную [c.16]

Другим важнейшим видом несовершенства кристаллического строения являются так называемые дислокации. Представим себе, что в кристаллической решетке по каким-либо причинам появилась лишняя полуплоскость [c.16]

Линейные дефекты малы в двух измерениях, в третьем они могут достигать длины кристалла (зерна). К линейным дефектам относятся цепочки вакансий, межузельных атомов и дислокации. Дислокации являются особым видом несовершенств в кристаллической решетке. С позиции теории дислокаций рассматриваются прочность, фазовые и структурное превращения. [c.265]

Линейные дефекты по размерам в двух направлениях сравнимы с межатомными расстояниями, а в третьем простираются на многие тысячи периодов кристаллической решетки. Важнейшими видами линейных несовершенств являются краевые (линейные) и винтовые дислокации. [c.21]

С появлением и развитием ядерной энергетики стали активна изучаться другие методы введения дефектов. Когда частицы с высокой энергией (электроны, нейтроны, осколки деления атд-мов и т. д.) проходят через твердое тело, то это, естественно, приводит к нарушению его кристаллической решетки. Природа образующихся несовершенств определяется видом частиц и их энергией, однако часть получающихся нарушений составляют меж-узельные атомы и вакансии, т. е. точечные дефекты. На полученных таким путем образцах можно проводить два вида исследований. В одном из них изучение скорости исчезновения дефектов при различных температурах дает возможность получить значение их на основании чего возможна идентификация типа диффундирующих дефектов. Другой вид исследований позволяет с помощью радиации изучать такие диффузионные процессы, как переход порядок — беспорядок или искусственное старение. Это дает определенную информацию об атомном механизме этих процессов, а также показывает, какие изменения происходят в твердых телах, используемых в качестве реакторных материалов [c.153]

Дислокации являются особым видом несовершенств в кристаллической решетке. По своей природе они резко отличаются от других [c.96]

Изменение механических свойств металлов и сплавов при снижении температуры зависит от вида кристаллической решетки и несовершенства ее строения, размера зерен, включений атомов легирующих элементов, фазового состава сплавов. На прочность и пластичность кристаллических тел особое влияние оказывают число действующих в кристаллической решетке систем скольжения, количество и распределение примесей, упорядоченность дислокационной структуры. [c.7]

Дислокации являются особым видом несовершенств в кристаллической решетке. По своей природе они резко отличаются от других дефектов, в том числе и указанных выше линейных несовершенств. В настоящее время не только прочность, но и фазовые, и структурные превращения, а также целый ряд других явлений рассматривают с использованием теории дислокаций. [c.123]

Степень влияния различных видов кристаллических несовершенств на свойства металлов различна. Так, влияние вакансий сравнительно невелико. Наоборот, даже небольшое количество примесей, внося большое число инородных атомов в кристаллическую решетку металла, вызывает в ней множество неоднородностей. Наиболее важным несовершенством являются дислокации, определяю-ш,ие многие физико-механические свойства металлов. Дислокации возникают при кристаллизации, а также при пластическом деформировании, термической и других видах обработки. Образование дислокаций в процессе скольжения при пластическом деформировании будет рассмотрено в главе VI. [c.34]

Наличие в металле проводника искажений решетки и несовершенств всякого рода увеличивает вероятность столкновения электронов с атомами, т. е. повышает сопротивление проводника. В частности, к числу факторов, увеличивающих сопротивление металлических проводников, относятся упругие искажения решетки, все виды дислокаций, внедрения чужеродных атомов в кристаллическую решетку и другие дефекты. [c.82]

Причины возникновения электрохимической гетерогенности могут быть самыми различными. По современным воззрениям электрохимическая гетерогенность поверхности металла может быть вызвана не только микронеоднородностью структуры металла как, например, различием в составе или ориентации отдельных кристаллов и наличием границ зерен или инородных включений [7,13]. Даже субмикронеоднородность металла как, например, местные несовершенства кристаллической решетки вследствие дислокаций или включения других атомов в решетку основного металла, а также различное энергетическое состояние атомов, зависящее от их полол<ения в решетке на поверхности, следует рассматривать как причины, вызывающие появление электрохимической гетерогенности металла. В предположении, что электрохимическая гетерогенность сплава существует даже на атомном уровне, нет необоснованных допущений, как это иногда высказывается, так как вполне очевидно, что элементарные анодные и катодные процессы относятся к отдельным дискретным атомам кристаллической решетки. Признание того, что электрохимическое растворение металла идет в виде двух независимых, но сопряженных процессов (анодного и катодного), влечет за собой и признание их дифференции в пространстве или во времени. Накопление на поверхности атомов более устойчивого компонента при растворении твердых металлических растворов может служить самым прямым доказательством того, что анодный процесс вполне реально (а не условно) относится к отдельным атомам более активного компонента твердого раствора. [c.23]

Несовершенства кристаллической решетки металла должны оказывать определенное влияние на проницаемость металлических мембран для водорода, так как возможными путями диффузии водорода через металл являются 1) междоузлия кристаллической решетки 2) границы зерен в поликристалличе-ских образцах 3) несовершенства кристаллической решетки внутри зерен. Соотношение между этими видами диффузии устанавливается, очевидно, в каждом конкретном случае в зависимости от состояния металла и условий (температура, давление газообразного водорода вне металла или плотность тока, состав электролита и т. д.). Роль междоузлий и границ зерен в диффузии водорода через железо и сталь обсуждалась ранее (раздел 2.6). Нарушения кристаллической решетки (вакансии, дефекты упаковки, дислокации, малоугольные границы в блоках мозаики и т. д.), вызванные механической или термической обработкой (Металла, могут служить ловушками , коллекторами, для водорода. Это приводит к сильному торможению процесса диффузии водорода через металл [268—270]. Имеющиеся в настоящее время экспериментальные данные недостаточны для того, чтобы надежно разделить влияние на диффузию водорода внутренних напряжений, границ блоков мозаики, дислокаций, вакансий и других нарушений кристаллической решетки [259]. Решение этой задачи осложняется тем, 1что один тип дефектов непрерывным образом может трансформироваться (за счет количественных изменений) в другой. [c.84]

Вакансии и дислоцированные атомы представляют собой точечные дефекты и вызывают искажения кристаллической решетки. Они не остаются неподвижными, а непрерывно перемещаются. При перемещении по кристаллической решеткё вакансии могут встречаться друг с другом и объединяться с образованием пустоты (рис. 2,6). Скопления вакансий способны перерождаться в другой вид несовершенства кристаллического строения, так называемые дислокации (рис. 2, в). Этот дефект является линейным, потому что распространяется в длину. [c.12]

В настоящее время из сплава М40 получены все основные виды промышленных полуфабрикатов фольга толщиной до 50 мкм, листы, прессованные полуфабрикаты [61, с. 331], поковки (в том числе кольца диаметром до 2000 мм), штамповки и т. д. При изготовлении этих полуфабрикатов выявляются некоторые особенности сплава, обусловленные его природой. Так, в процессе деформации (особенно холодной) сплав быстро упрочняется, что приводит к увеличению числа промежуточных отжигов. Припро-ведении прессования, ковки, штамповки и других операций требуются повышенные усилия деформации. Не желателен нагрев металла перед деформацией выше 440° С, так как это уменьшает степень дробления литых фаз, присутствующих в сплаве в большом количестве, что может ухудшить качество полуфабрикатов. Для получения хорошей поверхности полуфабрикатов необходимо применение пониженных скоростей горячей деформации (подобно сплаву АМгб). В этом случае в процессе горячей деформации в металле успевает пройти частичный отжиг, способствующий исчезновению части образовавшихся несовершенств кристаллической решетки, что повышает пластичность металла. Так, например, при ковке на прессе литой нагретой заготовки первая осадка осуществляется с умеренной скоростью, при этом после небольшой осадки по высоте заготовки делается непродолжительная остановка (происходит частичный отжиг), после чего деформация продолжается. Для более полного дробления литых интерметаллидных фаз при ковке деформацию проводят с тройной сменой осей (не менее), но уже при второй и более осадках увеличивают процент деформации до обычного. Отличительная особенность полуфабрикатов и слитков сплава М40 — наличие мелкозернистой структуры. Изменение температурного режима и степени деформации, а также проведение нагревов полуфабрикатов прн высоких температурах незначительно изменяют размеры зерен. [c.131]

Трещины второго вида возникают не по первичным границам кристаллов, а по участкам, где сосредоточены несовершенства кристаллической решетки — полигонизационным границам (см. гл. XIX, 19.3 Физическая неоднородность металла сварного шва ). В результате процесса полигонизации резко снижается пластичность литого металла или расширяется температурный интервал хрупкости, что делает металл склонным к межкристал-лическому разрушению при температурах ниже солидуса. [c.551]

Другим важнейшим видом несовершенства кристаллического строения являются так называемые дислокации. Представим себе, что в кристаллической решетке по каким-либо причинам появилась хишняя полуплоскость атомов, так называемая экстраплоскостъ (рис. 9). Край 3—3 такой пло- [c.20]

Электрохимическая коррозия — наиболее распространенный вид коррознн. Металлы и их сплавы в большинстве активных химических сред, а также в природных условиях — в морской воде, воздушной атмосфере, грунтовых водах — корродируют по электрохимическому механизму. При этом виде коррознн в результате микронеоднородности, несовершенства кристаллической решетки металла и других факторов на поверхности изделия в контакте со средой в общем процессе образуются два самостоятельных, но сопряженных анодных и катодных участка, между которыми возникает то-к (рис. 1). На анодных участках атомы металла переходят в раствор. [c.7]

Отметим, что реальные кристаллы либо с самого своего возник-иовения содержат дислокации, либо имеют какие-то иные несовершенства и в них дислокации образуются уже при низких напряжениях сдвига. Поэтому-то при низких напряжениях дислокации движутся через кристаллическую решетку, отчего и происходит пластическая деформация кристалла. После того как дислокация выйдет наружу кристалла, форма его изменится, но структура останется прежней (рис. 117, б). Возникают новые дислокации и движутся через кристалл. Суммарно результат этих скольжений в зернах проявляется в виде пластической деформации образца. [c.107]

В действительности сталь (исключая совершенно чистое железо) неоднородна по составу и состоит из 2-х и более фаз, образующих зерна с различно ориентированной в них относительно фронта диффузии кристаллической решеткой, разделенные межзеренными прослойками. Кристаллическая решетка зерен имеет большое число несовершенств — разного вида дефектов от ультрамикросконических (вакансии, дисло1сации) до макроскопических (трещины, внутренние полости). Дефекты решетки вызываются также включениями окислов, шлаков, газов. Поскольку структурные составляющие стали обладают разной проницаемостью для диффундирующего 1Водорода, то, проводя измерения, например, потока водорода, диффундирующего через стальной образец в виде ме.мбраны, одним из методов, описанных В разделе 1.3.1, мы получаем валовую величину, представляющую собой некоторое среднее из проницаемостей различных составляющих. [c.79]

Представления об идеальной кристаллической решетке дают правильную ориентацию для объяснения и построения количественной теории упругости или теплового расширения, но совершенно недостаточны для понимания структурно-чувствительных свойств (пластичности, прочности, диффузии и пр.). Физика этих явлений, основанная на концепции существования несовершенств в атомной решетке, получила распространение еще в 30-х годах двадцатого столетия и позволила понять основные иричины реально наблюдаемого механического поведения кристаллов. Особенно плодотворной оказалась теория дислокаций, обеспечившая исключительно бурное развитие физики пластичности и разрушения. Однако по мере ее развития, углубления, накопления новых экспериментальных фактов все более утверждалось мнение о том, что теория дислокаций в ее классическом виде может быть рационально использована лишь для ограниченного ряда простых конкретных ситуаций — прежде всего при формулировке отдельных частных моделей пластической деформации или разрушения. Ни одна из серьезных попыток последовательного использования дислокаций для создания теории макроскопических механических свойств не увенчалась успехом. Можно с уверенностью утверждать, что теория дислокаций не привела к созданию инженерной теории прочности. [c.3]

Многие виды структурных несовершенств изменяют период решетки кристалла в микроскопических областях. Эти вариации можно исследовать рентгеновскими методами, поскольку объем, в котором дифрагирует рентгеновское излучение, очень мал [66]. Для твердых растворов ниобата бария-стронцжя зависимость параметров решетки от состава была установлена в ряде работ (см., например, [50, 67]). Наиболее подробные исследования кристаллических и керамических образцов были проведены авторами работы [7]. Они установили, что параметры а и с элементарной ячейки в системе твердых растворов НБС зависят не только от состава твердого раствора, но и от режимов термической обработки. Так, оба параметра увеличиваются по мере повышения содержания бария (соответственно уменьшения стронция), тогда как при повышении содержания ниобия или увеличении скорости охлаждения увеличивается лишь параметр с, а параметр а уменьшается. Анализ полученной зависимости параметров решетки от содержания в твердом растворе NbaOs показывает, что заметные изменения параметры а и с претерпевают в области недостатка ниобия и практически не зависят от содержания ниобия выше стехиометрии (1/>0,5). [c.149]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...