Главная Обратная связь

Дисциплины:






Дефекты кристаллической решетки



 

В реальных кристаллах, из которых состоят материалы, да и в монокристаллах встречается большое количество дефектов, которые оказывают влияние на свойства материалов и их обработку.

Различают следующие дефекты кристаллической решетки: точечные, линейные, поверхностные.

 

Точечные дефекты

 

Образование точечных дефектов связано с диффузным (тепловым) передвижением атомов и наличием в металле примесей, искажающих кристаллическую решетку.

Атомы совершают колебательные движения относительно узлов кристаллической решетки и имеют среднюю энергию, определяемую температурой, причем чем больше температура, тем больше амплитуда колебаний. Но всегда имеются атомы, энергия которых значительно больше (или меньше) среднего значения энергии. Если их энергия больше среднего значения, то атомы могут не только удалиться от своего положения равновесия, но и, преодолев потенциальный барьер, перейти в междоузлье, образовав внедренный атом, или выйти на поверхность материала. Место, где находился атом, называется вакансией, или дыркой (Рис.1.5.а). На это место перемещается другой атом и т. д., т.е. дырка как бы перемещается внутри кристалла. С ростом температуры дырок становится больше и при температурах близких к температуре плавления их становится порядка 1% к числу атомов.

Образование внедренных атомов и вакансий искажает кристаллическую решетку на 5 – 6 периодов. Но образование вакансий не всегда связано с выходом атома в междоузлье, поэтому число дыр и внедренных атомов не равно Например, в меди при температуре 200 С вакансий в 1050 больше, чем внедренных атомов.

 

 

Рис. 1.5. Дефекты в кристаллах: а – вакансия; б - внедренный атом; с - краевая линейная дислокация; г - неправильное расположение атомов на границе зерен 1 и 2.

 

Образование дырок происходит за счет испарения атомов с поверхности, а также их источниками могут быть трещины, границы зерен, дислокации. Скопление вакансий образует в кристаллах поры и каналы, которые можно уже отнести к объемным дефектам.

Точечные несовершенства появляются и в результате внедрения инородных атомов примесей (Рис.1.5.б), которые, как правило, присутствуют даже в самых чистых металлах. Понятие чистый металл является условным, при его использовании для практических целей всегда оговаривается степень его чистоты. Она обозначается числом «9», например чистота полупроводникового германия 99,99999% - означает, что примеси в данном материале содержаться в количестве 0,00001%. Примеси могут сильно влиять на ряд свойств металлов.

 





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...