Cristalele ideale cu o latură ideală nu există. În cristale reale există diferite defecte care încalcă periodicitatea în aranjarea atomilor. Defectele structurale ale cristalelor sunt împărțite în
- Zero-dimensionale sau puncte asemănătoare (posturi vacante, atomi încorporați);
- Unidimensional sau liniar (dislocări de muchii și șuruburi);
- Două-dimensionale și tridimensionale sau mari (micropori, fisuri, bule de gaz).
Puncte defecte. Vacanțe - absența unui atom în nodul cristalin
zăbrele. Atomii încorporați: a) atom străin la locul reticulului de cristal; b) un atom în afara nodului, în spațiul interstițial. Defectele de punct cresc conductivitatea electrică, dar nu afectează proprietățile mecanice.
Defectele zero-dimensionale, sunt împărțite în energie, electron și atomic. Pentru energie defecte includ modificări temporale ale regularității rețelei cristaline - fononi asociate cu vibrațiile termice ale atomilor zăbrele. defecte electronice sunt excesul de electroni, electroni în absența unor legături de valență între atomii - găuri și excitațiilor - perechi electron-gol, care sunt interconectate prin forțe Coulomb. Defectele atomice sunt împărțite în propriile (termice) și impurități. defecte termice în cristalele sunt la orice temperatură diferită de zero absolut, și apar fie ca situri neocupate - poziția (defecte Schottky) sau ca educația, starea postului și atomul deplasat într-un interstițiu (defecte Frenkel). Impurități atomi străini în funcție de mărimea lor, pot fi aranjate la situri cu zăbrele sau situsuri interstițiale. Astfel de defecte se numesc impurități substitutive și respectiv impurități interstițiale.
Dislocări: marginea - muchia ruptă a planului atomic din interiorul zăbrelei de cristal; șurub - axa convențională din interiorul cristalului, față de care planurile atomice sunt răsucite în procesul de cristalizare. Cu o creștere a densității de dislocare și a unei scăderi a mobilității, puterea crește cu câteva secunde.
Definiții unidimensionale - liniare (dislocări de muchii și șuruburi) se formează în cristale supuse unor deformări externe. Cu o schimbare de margine, stratul superior al atomilor cristalului se mișcă relativ la cel inferior, ca urmare a terminării uneia dintre planurile atomice din interiorul cristalului. Limita unui semi-plan atomic se numește dislocare de margine. Este o linie care se află în planul de alunecare și determină regiunea cristalului care suferă o schimbare (Fig.
În cazul unei dislocări în șurub, o parte a cristalului este deplasată relativ față de cealaltă într-o direcție paralelă cu linia de dislocare și formează un strat de atomi care se ridică deasupra planului cristalului sub forma unei etape. În acest caz, întregul cristal constă, într-un fel, dintr-un plan atomic răsuciți de-a lungul unei linii elicoidale în jurul dislocării (figura B).
Fig. Defectele liniare - dislocări: a - margine; b - șurub
Cea mai simplă metodă pentru detectarea dislocărilor este metoda de gravare chimică a suprafeței unui cristal de către un gravor selectat special. Cinetica proceselor de gravare constă în următoarele etape:
- difuzia de etanse chimice;
- Desorbția produselor de interacțiune;
- difuzia produselor de reacție de pe suprafață.
Deoarece dislocare slăbi forțele de legare dintre particule într-un cristal, în locurile în care gropile de dislocații sunt formate pe suprafață, a cărei formă este determinată de orientarea planului în care se realizează gravură. Pentru caracteristica cantitativă densitate luând dislocare pe unitatea de suprafață (de obicei, 1 cm2). Densitatea de ordinul a 10 până la 10 2 3 cm -2 corespunde cristale de calitate, în timp ce în foarte deformat - Noiembrie 10 -10 12 cm -2.
Două dimensiuni (defecte de suprafață) - suprafața unui cristal unic, granițele granulelor policriștilor, planurile de înfrățire (când o parte a laturii cristaline ocupă o poziție în oglindă în procesul de creștere față de cealaltă).
Defecte tridimensionale - fisuri, cavități, incluziuni ale unei alte faze etc.
Defectele de volum provin din influența condițiilor externe de cristalizare sau sub influența încărcărilor externe. Ca rezultat, mai multe posturi vacante oferă timp; mai multe dislocări liniare - o fisură.
Efectul dislocărilor asupra procesului de deformare a unui cristal este că prezența dislocărilor facilitează în mare măsură mișcarea planurilor atomice una față de cealaltă și contribuie la o scădere a limitei de rezistență. Ca urmare a deformării, dislocările se pot extinde dincolo de fețele cristalului. Sub influența forțelor considerabile din cristal pot apărea noi dislocări, facilitând deformarea cristalului (blocul de curgere). Dislocările se întrepătrund.
Dacă nu există dislocări, este necesar un efort considerabil pentru a deforma materialul. Cu cât sunt mai multe dislocări, cu atât mai puțină forță este necesară pentru a deforma eșantionul. Începând cu o anumită concentrație de dislocări, deformarea devine mai dificilă, dislocațiile interferând cu mișcarea unii altora. Există un efect de întărire.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: