Происхождение дислокаций

Для цели нашего рассмотрения особый интерес имеют линейные дефекты границ зерен, к которым относятся зернограничные дислокации. По своему происхождению ЗГД делятся на две группы — собственные (структурные, вторичные) и внесенные. [c.91]

Дислокация является источником внутренних напряжений в кристалле — она создает в свободном от внешних нагрузок кристалле поле деформаций и напряжений. С этим полем связана определенная упругая энергия. Естественно считать эту энергию энергией дислокации. При движении дислокации должно перемещаться связанное с ней упругое поле. Но поле всегда обладает некоторой инерцией, обусловленной тем, что энергия динамического упругого поля отличается от энергии статического поля. Инерционность упругого поля дислокации можно трактовать как инерционность самой дислокации, описывая это обстоятельство некоторой эффективной массой дислокации. При таком подходе энергия и масса дислокации, а следовательно, и уравнение движения дислокации будут иметь чисто полевое происхождение. [c.277]

Модель на рис. 5 служит для объяснения как происхождения дислокаций, так и наличия ступенек высотой до 1000 А на металлах и т. п. Кристаллитная модель была предложена много лет назад в связи с разработкой теории стекол [28], поскольку трудно объяснить малое изменение парциального молярного объема 5102 в жидких силикатах, не допуская присутствия айсбергов решетки двуокиси кремния [3]. [c.15]

По природе и происхождению дефекты подразделяют на следующие типы точечные (нульмерные), линейные, или дислокации (одномерные), поверхностные (двухмерные) и объемные (трехмерные). [c.178]

Перемещение поры как целого вызывают и силовые поля иного происхождения. В частности, силовое поле может вызываться наличием градиента температуры, механических напряжений (наличие дислокаций), электрического потенциала, гравитационного поля и т. д. Общеизвестным примером последнего является всплывание пузырьков в жидкости. Во всех случаях движение поры происходит в направлении, противоположном направлению дей- [c.219]

Методом трансмиссионной электронной микроскопии было, показано, что напряженный материал растворяется избирательно на тех участках, где имеется высока плотность дислокаций. Их происхождение может быть результатом как скопления дислокаций по плоскостям скольжения, так и пересечения дислокаций с границами зерен и двойников. [c.110]

Дислокации и дислокационные (мозаичные) границы. Помимо дислокаций как таковых в качестве дефекта, связанного с ними, следует упомянуть включения материнского раствора, которые могут располагаться в каналах вдоль дислокаций с большим вектором Бюргерса. Отличительная их особенность в том, что они образуют цепочки, секущие зоны роста. Так, более или менее правильные сетки вытянутых включений в виде пространственного скелета или спиральные цепочки включений, видимо, дислокационного происхождения наблюдаются иногда в кристаллах бромата натрия. [c.129]

Фрэнк [26], изучая макроскопические кристаллы, показал, что если на плотноупакованной поверхности выступают винтовые дислокации, то такие кристаллы растут быстрее совершенных кристаллов. Происхождение подобных дислокаций еще не выяснено. В некоторых зародышах они появляются совершенно случайно, после чего эти зародыши растут быстрее, чем зародыши без дислокаций не исключено также возникновение дислокаций на стадиях, значительно более поздних, чем процесс образования зародышей. В по- [c.222]

Следует иметь ввиду, что медленно движущаяся дислокация испытывает действие силы неупругого происхождения ( 17, п. 5). [c.304]

Суммарная сила упругого происхождения, вызывающая переползание дислокации, в точной записи равна [c.321]

Условия равновесия дислокации в точке х под действием сил упругого и неупругого происхождения имеют вид [c.55]

Соотношения (4.37), (4.38), (4.41) образуют замкнутую систему уравнений, позволяющую при известных внешних упругих полях Стд и известных силах неупругого происхождения ЪОс и Ьо полностью решить задачу о движении границы остаточного двойника, т.е. определить р(х), и(х) и Естественно, что эта система уравнений применима лишь тогда, когда дислокаций достаточно много, чтобы можно было ввести непрерывную функцию р(х), и они поставляются на границу в том количестве, которое требуется системой (4.37), (4.38), (4.41). [c.118]

Если известны силы упругого и неупругого происхождения, действующие на отдельную дислокацию превращения, то уравнение (7.1) можно рассматривать как сингулярное интегральное уравнение для определения функции р(х). Ясно, что функция р х), являющаяся решением уравнения [c.196]

Для ряда образцов было зафиксировано образование питтингов на поверхностях трения. Характер процессов, протекающих в контакте в динамических условиях, и механизм образования питтингов может быть различным. Как известно, реальная поверхность металла характеризуется повышенной концентрацией дефектов строения - вакансий, дислокаций и т.п. При интенсивном деформировании поверхностных слоев металла при трении дефекты служат концентраторами напряжений и являются очагами зарождения микротрещин. В результате многократного циклического деформирования происходит развитие микротрещин, их смыкание, отслаивание частиц износа и образование пит-тйнгов вследствие контактной или фрикционной усталости металла. Большую роль при этом играет, как указывалось выше, адсорбционное понижение прочности поверхностных слоев металла вследствие эффекта Ребиндера, химическая коррозия, вь1зываемая серосодержащими лрисадками, а также электрохимическая питтинговая коррозия, возникающая в местах скопления поверхностных дефектов в результате пробоя пассивирующей поверхности пленки окисла. О механизме образования питтингов можно было в какой-то степени судить по их виду. Питтинги усталостного происхождения имели неправильную форму, неровные края, от которых могли отходить поверхностные трещины. Такие питтинги наблюдались для эфира 2-этилгексанола и фосфорной кислоты. Серосодержащие присадки ОТП и Б-1 вызывали появление большого количества мелких питтингов, В присутствии хлорсодержащих присадок хлорэф-40 и совол возни- [c.43]

Даже в чистых металлах, которые применяются в настоящее время, часто обнаруживаются химические неоднородности и нарушения структуры, такие, как дислокации. С учетом этого в главу включено обсуждение этих неравновесных свойств с точки зрения их происхождения, определения и влияния на электродные реакции. Дано краткое описание используемых в настоящее время лучших методов получения чистых, хорошо воспроизводимых металлических поверхностей. [c.6]

Влияние твердой поверхности на приводимые с ней в контакт жидкие материалы весьма разнообразно. Ориентирующее и зародышеобразующее действие поверхности характерно не для всей площади, а для активных центров. С помощью методов декорирования [75] было показано, что различные активные центры дают разные образования. Происхождение активных центров связано с дислокациями, выходящими на поверхность, структурными де- [c.19]

Проведенный в связи с этим термодинамический анализ показал, что доля энергетической составляющей деформации приблизительно равна 0,18, но при больших удлинениях уменьшается до 0,10. Учет энергетической составляющей деформации необходим и при исследовании процесса сокращения (контракции) ориентированных систем. Как известно, при нагревании ориентированных полимеров происходит их сокращение. В случае аморфно-кристаллических полимеров обычно считается, что сокращение (потеря ориентации) происходит вследствие расстекловывания аморфных областей. Следовательно, сокращающие усилия имеют в основном энтропийный характер. При этом однако, не учитываются дополнительные силы энергетического происхождения, возникающие в момент образования избыточной поверхностной энергии, а также в результате скольжения отдельных элементов кристаллитов по дислокациям. Попытка учесть эти факторы сделана в работе [c.221]

Теория, качественно описанная здесь, изложена более полно и количественно в других работах [6, 7]. Много примеров такого роста кристаллов непосредственно наблюдалось на опыте. Важно отметить, во-первых, что изучение картин роста кристаллов тложет дать ценные сведения относительно происхождения дислокаций в конкретных кристаллических системах. Ряд данных приводится работе Форти 1,8]. Одним из ее результатов было обнаружение того факта, что плотность дислокаций во многих типах кристаллов, в частности у металлов, существенно ниже вычисленных ранее более косвенными методами. Во многих типах кристаллов расстояния между дислокациями составляют сотни микрон или миллиметры, но для отожженных металлических кристаллов типично расстояние порядка микрона, а при холодной обработке достигается величина порядка 100 А. [c.17]

Происхождение дислокаций еще далеко не полностью объяснено и главным образом по той причине, что в этой области проводилось мало экспериментов. Энергия дислокаций не столь велика, чтобы нельзя было допустить их образование при тепловых возмущениях в достаточно малых кристаллических зародышах. Кроме того, кристаллы часто растут вначале в виде дендритов при высоком пересыщении, которое необходимо для зарождения (если исключить присутствие посторонних частиц, от которых они могут наследовать дислокации) затем, когда пространство между ветвями заполняется, любое легкое искажение ветвей приводит к дезориентациям, которые вызывают образование дислокаций в твердом кристалле. Теория роста кристалла объясняет естественный отбор кристаллов, содерн<ащих некоторое число дислокаций. Однако при этом объясняется наличие только небольшого числа дислокаций, в общем не обязательно большего чем одна дислокация, выходящая на каждой растущей габитусной грани кристалла. Наблюдения Форти и Фрэнка [30] в опытах над малыми сублимированными кристаллами серебра действительно указывают на число их, немногим больше, чем названо. Но содержание дислокаций, определенное различными непрямыми способами для металлических образцов больших размеров, полученных более обычными методами, значительно больше и редко оценивается величиной, меньшей чем 10 /слг или 10 см1см , что, по существу, одно и то же. Содержание дислокаций уменьшается при отжиге, но в пределе, по-видимому, достигает величины указанного порядка. Автор полагает, что это не имеет существенного значения и должно быть приписано содержанию примесей в доступных сортах металлов (обычно металл с концентрацией в 10" н. спектроскопически обнаруживаемых примесей считают сверхчистым ) выделившиеся частицы представляют опорные точки для дислокационной сетки, и наличием адсорбированных вдоль дислокациснных линий атомов растворенного вещества, понижающих как их линейное натяжение, так и их подвижность, можно, по-видимому, объяснить данные наблюдения. [c.33]

Электронно-микроскопические исследования выявили очень дефектную структуру кристаллов алита в клинкерах и твердых растворах 3S. Блочность кристаллов проявляется в виде ручьевых узоров со средним размером ячеек 200—400 нм, что вызвано пересечением трещинами скола системы винтовых дислокаций, ориентация которых одинакова. Распространение трещины происходит по определенным кристаллографическим плоскостям. Таким образом, зная расстояние между дислокационными линиями, можно определить плотность дислокаций в минерале. Движение сетки дислокаций в процессе излома кристалла и скопления их на границах раздела блоков вызывает образование характерной ячеистой структуры минерала. Другим компонентом дефектной структуры является образование ямок травления в местах выхода дислокаций. Ямки травления на кристаллах исследуемых образцов имеют форму пирамиды, а их размеры увеличиваются пропорционально длительности травления. Этот факт свидетельствует в пользу того, что ямки травления дислокационные, поскольку ямки травления недислокационного происхождения, как правило, имеют форму усеченной пирамиды и исчезают при продолжительном травлении. [c.237]

За небольшим исключением поликристаллические материалы металлургического происхождения С обычной дислокационной структурой имеют относительно низкий уровень (гр 1 %) демпфирования и потому не могут быть использованы для защиты от шумов и вибраций. Однако, используя специальные приемы достигнутые в микрометаллургии, можно создать такие структуры в микрокристаллах, демпфирующая способность которых будет на 2—3 порядка выше. Так, например, уровень внутреннего трения в НК меди при 300 К может меняться от 5-10 (г з = 0,3% плотность дислокаций мала) до 5-10" (г = 30%). В последнем случае НК содержит большое количество смешанных 60-град дислокаций с вектором Бюргерса Ь = а/2 [101], расположенных вдоль оси роста высокий уровень демпфирования этих НК сохраняется до —1100 К- [c.505]

По измененио диамагнитной восприимчивости авторами было показано, что дефектность графитоподобных слоев турбостратного углерода пиролизного кокса, прокаленного при 1300°С, в сферолитовом компоненте структуры меньше, чем в струйчатом. При термообработке углеродистых материалов, имеющих турбостратнуи структуру, в местах контактов пакетов, слоев возникают дислокации, которые перед-вигаигся через пакет вдоль базисных плоскостей [ 13Л. Это приводит к возникновению связей между отдельными слоями, к искажению ориентации слоев. Применительно к коксам диотиллятного происхождения можно сказать,что при термообработке такие процессы идут более интенсивно и микронапряжения, которые имелись еще в структуре исходного кокса, увеличиваются в количественном отношении в большей степени, чем в рядовых. [c.101]

Приведенная схема разрушения является весьма общей и применима ко многим частным моделям. Что касается дислокационного механизма образования микротрещин в полимерах, то в кристаллических полимерах он возможен, но в аморфных полимерах дислокаций, по-видимому, не существует. К вопросу о дефектах недислокационного происхождения мы вернемся в гл. V, где рассматривается статистическая теория прочности твердых тел и полимеров. [c.21]

На любую дислокацию в сплошной среде действует сила, порожденная полем упругих напряжений. Эта сила определяется известной формулой Пича - Кёлера [86, 87]. Однако дислокация в кристалле испытывает также действие сил, которые нельзя описать теорией упругости. Эти сторонние по отношению к теории упругости силы обычно называют силами неупругого происхождения. Существует два типа таких сил. [c.32]

Значительных успехов мы достигли в изучении дефектов рещетки и их влияния на химические процессы. Здесь мы приведем только основные результаты. Большинство естественных монокристаллов содержит небольшое количество винтообразных дислокаций очень больших (> 1000А) векторов Бюргерса. Их можно обнаружить с помощью травления смесью СЬ и Ог. Величина вектора Бюргерса измеряется посредством раскалывания кристалла и измерения высоты прерываемой ступеньки, которая берет начало в этой дислокации (фиг. 5). Дислокации не являются непрерывными, а начинаются и кончаются внутри данного кристалла. Плотность крупных винтовых дислокаций, по-видимому, возрастает вблизи поверхности кристалла менее чем в десять раз и то лишь изредка, и ни одна из них не была обнаружена в центре кристалла. Микроскопические спиральные метки [7] (фиг. 6), обнаруженные на кристаллах только из избранных мест происхождения, всегда собираются в точку, откуда появляются одна или большее число таких винтовых дислокаций. Механическая деформация или сцарапывание острым инструментом никогда не создает дислокаций или других дефектов решетки, которые могли бы обнаруживаться травлением. [c.346]

Келлер и Бассетт описали также наблюдения, которые в значительной степени проливают свет на развитие кристаллов в рамках в виде террасовых окаймлений и на происхождение винтовых дислокаций у полимерных кристаллов вообще. Они отметили, что переосаждение, происходящее, когда кристаллы находятся во взвешенном состоянии в горячем растворе, приводит, как оказалось, к дендритным нарастаниям острых выступов на существующих гранях. В частности, могут образоваться дендритные выступы, ограниченные гранями (ПО), если молекулы осаждаются на гранях (100) усеченных кристаллов при этом наблюдаются также ромбические выступы на гранях (ПО), но в меньшей степени. При таких нарастаниях наблюдаются обычно повышенные плотности винтовых дислокаций, которые помогают разобраться в механизме образования большинства дислокаций. Действительно, если два смежных дендритных выступа смещены относительно плоскости исходного кристалла по высоте вверх и вниз, то в двугранных углах между ними (где сконцентрированы напряжения) легко происходит образование винтовой дислокации. Такие дислокации, вероятно, быстро стабилизируются при продолжающемся росте граней, образующих многогранник. Правильность такой интерпретации образования сложных кристаллических агрегатов при высоких скоростях роста очевидна в этих условиях рост носит более дендритный характер и промотирует более высокие плотности дислокаций. Данные, полученные при изучении таких агрегатов, о которых сообщили Коури и Падден [66], согласуются с этим взглядом. Ренекер и Гейл [117] показали, что примеси могут также способствовать образованию винтовых дислокаций, концентрируясь в двугранных углах. [c.437]

При исследовании внутреннего трения в а-железе, содержащем водород, при низких температурах [274—276] были обнаружены два пика внутреннего трения. Первый пик наблюдался при 50К у наводороженных образцов, не подвергавшихся старению. Ему соответствовала энергия активации 12,5 кДж/моль (3,0 ккал/моль), и происхождение его связывалось с атомарным водородом, распределенным по меладуузлиям кристаллической решетки железа. При старении образца этот пик постепенно исчезает, и взамен его при 105К появляется второй пик Е 25,1 кДж/моль (6,0 ккал/моль). Считают, что этот процесс связан с диффузией свободных атомов водорода к дислокациям и созданием вблизи них специфических атмосфер . При [c.85]

Второй тип сил неупругого происхождения появляется при изучении частичных дислокаций в кристалле, представителями которых выступают двойникуюшие дислокации и дислокации превращения. Отдельная частичная дислокация ограничивает некоторый дефект упаковки (моноатомную двойниковую прослойку, моноатомную прослойку новой фазы при фазовом превращений) и испытывает действие силы поверхностного натяжения, связанного с поверхностью дефекта. Эта сипа всегда направлена в плоскости дефекта по нормали к линии дислокации в данной точке. [c.33]

Подводя итог рассмотрению сил, действующих на дислокации превращения, п 2дЧёркнем, что силы неупругого происхождения могут быть включены 9 континуальное рассмотрение только в виде феноменологических параметров,. Но если такие величины, как удельная теплота превращения Д С/, температура равновесия фаз Го, макроскопические электрические (Хэ) и магнитные (Хм) характеристики фаз, как правило, хорошо известны, то феноменологические параметры, характеризуюшие силы Пайерлса, поверхностного натяжения (по существу, межфазной поверхностной энергии), а также величины, характеризующие термоактивируемое дви-51 ение дислокаций, могут быть определены либо в специально поставленных количественных экспериментах, либо соответствующим теоретическим расчетом путем перехода на более глубокий, атомный уровень. Наиболее перспективным в последнем случае является использование метода матема11 еского моделирования. [c.35]

Если двойники распространяются в дефектном кристалле, то действующая на дислокацию эффективная сила торможения кроме силы Пайерлса включает силу сопротивления, обусловленную распределенными в образце дефектами. Дефекты оказьшают непосредственное воздействие на дислокации, препятствуя их огибанию, пересечению и т.п., и на сопротивление, описываемое их упругими полями. Чтобы подчеркнуть то обстоятельство, что описанная сила имеет слагаемые, отличные от силы Пайерлса, будем называть ее в дальнейшем просто силой трения. Модуль и направление этой силы в равновесии зависят от направления движения дислокации, предшествовавшего равновесию, так как она включает в себя диссипативную силу, всегда направленную против движения. Поэтому вид силы неупругого происхождения зависит в значительной мере от способа образования двойника ). [c.56]

Сила неупругого происхождения включает в себя и силу поверхностного натяжения. Очевидно, что действие такой силы испытьшают лишь дислокации, расположенные только на конце двойника. В самом деле, добавление одной дислокации в той части двойника, ширина которой имеет макроскопические размеры, практически не меняет поверхности раздела материнского и сдвойникованного кристаллов и не изменяет сушественно поверхностную энергию. В то же время добавление одной дислокации у острия двойника, где границы раздела удалены одна от другой на несколько атомных слоев, может значительно изменить соответствующую поверхностную энергию. Это предположение подтверждается качественным рассмотрением [167]. В работе [1671 показано, что межфазная поверхностная энергия в двойнике существенно уменьшается с увеличением числа атомных слоев, перешедших в двойниковое положение. В частности, оказьшается, что уже трехслойный двойник практически можно рассматривать как таковой, обладающий двумя когерентными двойниковыми границами. К подобному же выводу приводят и результаты математического моделирования многослойных дефектов упаковки и двойниковых границ [128]. [c.56]

Если поле внешних агрузок и зависимость сил неупругого происхождения от координаты X известны, то соотношение (3.5) можно рассматривать как уравнение для нахождения функций р(х) по заданной функции о (х). Заметим, что оно является сингулярным йнтегральным уравнением С особенностью ядра типа особенности ядра Коши, поэтому качественное исследование его решения довольно подробно можно провести в Общем случае [169]. Ядро Л (х, ) существенно зависит от анизотропии среды, угла д (см. рис, 3.5) и удаления двойникующих дислокаций от поверхности крибталла ). [c.57]

При экспериментальном изучении упругих двойников всегда отмечалась малость отношения его толщины к длине (например, для кальцита h/b Ю ", для висмута и сурьмы hfb 10 ) ). Если же силы неупругого происхождения не малы (такая штуацая возникает в кристаллах, где наряду с двойникованием протекает скольжение и двойникующие дислокации взаимодействуют с дислокациями леса , с полосами скольжения, возникающими вблизи двойника, и т.д.), то двойники могут быть достаточно толстыми (рис. 3.11). [c.68]

Дефекты в кристаллах различаются по типу и происхождению. Значительная их часть (фазовые неоднородности, включения, дефекты упаковки, дислокации) возникают уже в процессе изготовления слитков. Последующая глубокая пластическая деформация, неизбежная при производстве сортового металла, дополнительно порождает дефекты, прежде всего дислокации. В дефектных местах кристаллической поверхности имеют место значительные флуктуации термодинамических свойств решетки и энергии активации электрохимических процессов. Особенно резко изменяются свойства металла в местах включения инородных фаз (карбидов, гидридов, нитридов, окислов и др.). Другим источником энергетической, а следовательно, и кинетической неоднородности, несомненно, являются дефекты пассивирующей пленки. Ясно, что этот фактор тесно связан с дефектами самого металла. Поэтому скорости растворения пассивного металла для разных микроучастков поверхности должны существенно отличаться друг от друга и изменяться с течением времени. Последнее обстоятельство отражает динамику как выхода внутренних дефектов решетки на поверхность растворяющегося кристалла, так и процессов пленкообразования. Представления о неизбежном существовании активных пор в пассивирующей окисной пленке и о роли электрокапиллярных явлений в этих порах развиты Шултиным [27]. [c.69]

Как уже указывалось выше, поликристаллические волокна имеют зернистую структуру с границами раздела между зернами эти границы многие авторы рассматривают как линейные дислокации. Наиболее четко зернистая структура выявляется для борного волокна, нриче.м отдельные партии волокна могут отличаться по размерам зерен. Волокнам, полученным в многокамерных аппаратах, свойственна слоистая структура, напоминающая ежегодные кольца роста древесины. Борное волокно имеет ряд дефектов различного происхождения, например наросты в виде бугорков различных размеров вплоть до 250 мкм, радиальные трещины, образующиеся в результате напряжений, возникающих в процессе роста оболочки, глубина которых простирается до места, где растягивающие напряжения переходят в сжимающие. [c.359]

В случае хлорида калия более тщательные и подробные эксперименты были выполнены авторами работы [15]. На рис. 56 представлены результаты измерения термоэ.д.с. для ряда образцов-(чистый КС1, КС1, содержащий Sr b—1,2X10 ). Наблюденная зависимость от материала электродов (кривые 1 а 2 рис. 56) недостоверна, так как в повторных опытах, выполненных в идентичных условиях, отмечаются трудно контролируемые вариации того же порядка величины, а образцы кристаллов были разного происхождения, т. е. заведомо с разным содержанием примесей, разной плотностью дислокаций и т. п. Ход кривых, в особенности наблюдаемая для чистых кристаллов Л-точка в районе 820 К, не может быть объяснен существующими теориями. Оценка теплот диффузии (Qm+ = 0,98 эВ и Qx = = —0,4 эВ) в этом случае совершенно противоречит предсказаниям теории Виртца (см. также [16]). [c.186]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология