Энергия взаимодействия дислокаций с точечными дефектами

Дислокации взаимодействуют и с точечными дефектами. Это взаимодействие представляет большой практический интерес, так как прочностные свойства материала существенно зависят от характера и силы их связи. Особенно важную роль при этом играют примесные дефекты. Энергия этого взаимодействия составляет 0,75—, 3 эВ ( 0,4—0,8-Дж/м ). [c.58]

В противопо-ложность точечным дефектам, появление которых в решетке кристалла повышает его энтропию и тем самым снижает его свободную энергию, дислокации и межзеренные границы мало влияют на энтропию кристалла энергия образования этих протяженных дефектов велика, и поэтому они не могут существовать в измеримых концентрациях как термодинамически устойчивые дефекты. Линейные и поверхностные дефекты легка образуются при выращивании монокристаллов и при приложении к ним неоднородных термических и механических воздействий. Поскольку эти дефекты при небольших концентрациях распределены по объему кристалла неравномерно, нарушение свойств кристалла, обусловленное их присутствием, локализовано в небольших объемах, окружающих дислокации или границы. Вблизи дислокаций или межзеренных границ свободная энергия кристалла имеет по сравнению с энергией частей кристалла, удаленных от него, повышенное значение. Следовательно, при взаимодействии кристалла с внешней средой кинетика процессов, протекающих вблизи дефектов на поверхности или в объеме кристалла, будет иной, и однородность свойств кристалла будет нарушена. [c.222]

Укажем еш,е на то, что дефекты обладают подвижностью. Перемв ш,ение их по решетке требует некоторой энергии активации, значение которой определяется природой дефектов, структурой решетки и направлением движения дефекта. Де кты могут отталкиваться и притягиваться друг к другу. Так, пустые узлы в подрешетках атомов металла и неметалла притягиваются друг к другу, а одноименные отталкиваются. Электроны притягиваются к анионной вакансии,, образуя F-центры, и отталкиваются от катионной вакансии. ЭлектрО ны втягиваются в места дислокаций и вакансий валентных решеток германия и кремния. Продукты взаимодействия дефектов обладают новыми свойствами. Точечные дефекты взаимодействуют с дислокациями. Вакансии, собираясь в области дислокаций, образуют микрО каверны атомы в междоузлиях, взаимодействуя друг с другом вбли-ЗН дислокаций, образуют скопления атомов примесей, а затем ячейки новой фазы. [c.147]

Нелинейное взаимодействие упругих волн (комбинационное рассеяние звука на звуке) заключается в том, что происходит передача энергии от взаимодействующих волн в волну комбинационной частоты. Такое взаимодействие, возможное на всех типах волн, достаточно подробно рассматривалось во многих теоретических и экспериментальных работах. Эффект обусловлен не только нелинейной упругостью твердого тела, но и наличием в реальной структуре дислокаций, точечных дефектов, микротрещин, остаточных напряжений. Исследования, направленные на установление связи между амплитудой генерируемых гармоник и нагрузкой, действующей на тело, показали, что амплитуда зависит не только от величины нагрузки, но также от продолжительности внешнего воздействия и его направления. Таким образом, по результатам измерений параметров генерируемых гармоник принципиально можно определять как состояние структуры материала, так и величину действующей на него нагрузки. Необходимо отметить, что амплитуда гармоник, обусловленных дислокациями, оказывается намного больше, чем гармоник, обусловленных упругой нелинейностью. [c.34]

При взаимодействии частичных дислокаций образуются дефекты упаковки и двойники, представляющие собой двумерные поверхностные дефекты. Энергия образования поверхностей, связанных с дефектами упаковки и двойниками, на 1...3 порядка ниже энергий образования поверхности, разделяющей отдельные зерна кристаллов. В напряженном состоянии кристалла при реализации пластических деформаций могут образоваться дефекты с более высокими энергиями, в частности точечные, на образование которых необходимо затратить энергию 10 ..10 Дж. Изменение структуры вещества при измельчении бывает, как правило, достаточно сложным и обычно анализируется различными методами рентгеноструктурньш анализом, электронной микроскопией и ядерной гамма-резонансной спектроскопией (ЯГРС) [34] и др. [c.141]

Введение в решетку совершенного кристалла любых точечных или атомных дефектов приводит к появлению вокруг этих дефектов некоторого поля упругих деформаций. Взаимодействие между полями упругих напряжений примесных атомов и дислокаций должно привести к установлению между ними некоторой связи. Вокруг краевой дислокации имеются области сжатия и растяжения. Если атом примеси, атомный радиус которого больше атомного радиуса основного вещества, переместится в область растяжения вблизи дислокации, то свободная энергия кристалла снизится за счет уменьшения величины упругой деформации, вносимой атомом примеси. То же самое относится и к атомам меньшего размера при их перемещении в область сжатия. [c.228]

Усы вследствие своих уникальных механических свойств в последнее время привлекли внимание исследователей. Прочность их составляет 1000—2000 кгс/мм . Недавно американская фирма arborundum [5] сообщила о получении усов Si с прочностью 4218 кгс/мм2. Модуль Юнга усов находится в пределах 40-10 — 100-10 кгс/мм . Приведенные значения прочности усов все же меньше теоретической, рассчитанной по энергии межатомного взаимодействия для идеальных кристаллов. Теоретическая прочность От определяется приближенно по уравнению От = 0,1 (где Е — модуль Юнга). Несоответствие между теоретически вычисленной и практически полученной прочностью обусловлено микро- и макродефектами кристаллитов. Различают две группы микродефектов — точечные и линейные. К точечным дефектам относятся вакансии (узлы решеток, в которых отсутствуют атомы) смещение атомов по отношению к положению равновесия чужеродные атомы, внедренные в кристаллическую решетку. К линейным дефектам относятся прежде всего дислокации, резко снижающие прочность кристаллических тел, а также поверхностные макродефекты (трещины и др.). [c.319]

Перенос энергии посредством миграции экситонов может происходить только в изолирующих или полупроводниковых кристаллических телах. К таким телам относятся. молекулярные и ионные кристаллы, керамика, большая часть полимеров, полупроводники и пр. Экситонами называют возбужденные электронные состояния в кристаллах. В принципе экситон представляет собой пару электрон — дырка. Эта связанная пара — электрон в полосе проводимости и дырка в валентной полосе — как одно целое может двигаться через кристалл. Движение экситона через кристалл можпо представить себе как ряд рекомбинаций электронов и дырок с последующим поглощением освобожденной энергии. Возбужденная молекула окружена другими молекулами, которые способны воспринимать и переизлучать энергию возбуждения. Экситон мигрирует сквозь кристалл до тех пор, пока не произойдет взаимодействие с фонопами (рассеяние на фопонах) или атомами примесей, с дислокациями или точечными дефектами, которое приведет к потере энергии возбуждения. После этого экситон может быть локализован и захвачен ловушкой. Энергия экситона растрачивается на флуоресценцию или иногда на химические превращения молекул ловушки. Роль экситонов в процессах, происходящих в неорга- [c.311]