Взаимодействие точечных дефектов

В настояш,ее время основной интерес исследователей сместился в область элементарных взаимодействий точечных дефектов, кластеров, активных центров и их динамики. Благодаря указанной тенденции теория роста кристаллов трансформировалась в теорию элементарных процессов роста. На этом пути получен ряд новых, впечатляющих результатов, особенно в области синтеза монокристаллических пленок. [c.5]

Оценка деформационного взаимодействия точечных дефектов дает для энергии упорядочения величину У— где V— объем, [c.323]

Мы видим, что взаимодействие точечного дефекта с упругим полем состоит из двух независимых частей, в первой из которых (линейной по деформации) дефект выступает как источник напряжений, а во второй (квадратичной по деформациям) — как локальная неоднородность. Иногда говорят, что первая описывает размерный эффект, а вторая — модульный эффект. [c.297]

Полученные выше формулы позволяют описать упругое взаимодействие отдельных точечных дефектов. Но прежде чем приступить к записи общих соотношений, обратим внимание на выделенное положение изотропной среды, где точечный дефект с шаровой симметрией создает чисто сдвиговое поле напряжений. Оказывается, что в линейном приближении взаимодействие центров дилатации в изотропной среде отсутствует. Действительно, если считать, что (19.19) или (19.20) характеризует действие на один центр дилатации упругого поля другого центра дилатации, то в (19.19) или (19.20) следует положить Ohi — 0. Однако отсутствие взаимодействия двух точечных дефектов в линейном приближении есть следствие предельно простой модели и изотропии среды, а не общее правило. В анизотропной среде или даже в изотропной среде с несимметричной моделью дефекта всегда имеется упругое взаимодействие точечных дефектов. Это взаимодействие удобно характеризовать энергией (19.17), считая, что й( относится к одному дефекту, а деформация гт создана другим дефектом. Энергия взаимодействия двух точечных дефектов естественным образом может быть выражена через тензор Грина соответствующей среды. Пусть один дефект находится в точке г = Гу (его характеристика йЯ ), а второй — в точке г = (его характеристика й11>). Тогда применение формулы (15.9) приводит нас к такому выражению для упругой дисторсии [c.298]

I. взаимодействие точечных дефектов [c.371]

До сих пор мы рассматривали только взаимодействие одинаковых или разных точечных дефектов с образованием простых комплексов, которые могут возникнуть в любом месте кристалла. Для образования новой фазы несомненно требуется, чтобы такие дефекты соединялись между собой с возникновением упорядоченных агрегатов, которые в предельном случае становятся новой фазой. До недавнего времени для описания взаимодействия точечных дефектов в кристалле почти не привлекались простые модели статистической механики. В связи с этим интересно рассмотреть случай простого твердого тела, содержащего простые дефекты одного типа для образования таких дефектов требуется затратить энергию, равную Еа- Если предположить, что дефекты взаимно притягиваются (а имеется достаточно много сведений о том, что это в принципе [c.375]

В этом отношении исключение составляют монооксиды титана и ванадия ТЮ и УО [31]. В этих необычных соединениях обе подрешетки — катионная и анионная — содержат одновременно очень высокие концентрации вакансий [в сумме около 30% (ат.) даже при стехиометрическом составе]. Причина такой аномалии заключается в специфической электронной структуре этих материалов. Ионы титана и ванадия в кристаллической решетке этих оксидов имеют сильно перекрывающиеся -орбитали, благодаря чему они связаны между собой значительной металлической связью. Поэтому обсуждаемые соединения часто называют полуметаллами. Металлическая связь приводит к сильному экранированию эффективных зарядов вакансий и, следовательно, к ослаблению их электростатического взаимодействия. Поэтому вакансии в ТЮ и УО в значительной мере проявляют себя как слабо взаимодействующие точечные дефекты, хаотически распределенные по узлам обеих подрешеток. [c.48]

В кристаллической решетке металлов возможны различные процессы активационного характера, которые в общем можно разделить на процессы образования разных дефектов точечных, линейных и поверхностных, и на процессы перемещения дефектов. Например образование вакансий и междуузельных атомов, движение и взаимодействие точечных дефектов, испарение атомов (с поверхности или во внутренние полости), коагуляция вакансий и т. д. [c.122]

Другие виды взаимодействия точечных дефектов. Ряд фактов говорит о том, что ассоциация дефектов может иметь место и при изовалентном замещении атомов основной решетки активатором и сопутствующими примесями. Одной из причин этого является действие сил деформации, приводящее к тому, что крупному примесному атому, вызывающему сжатие решетки, выгодно располагаться по соседству с атомом, радиус R которого меньше радиуса вытесняемого им атома основания люминофора. Этот эффект называется объемной компенсацией [116] (о подобном явлении уже шла речь при рассмотрении сегрегации примесей вокруг дислокаций). [c.160]

Однако локальные искажения кристаллической решетки не являются единственным видом искажений, возникающих в результате взаимодействия точечных дефектов. Упорядочение дефектов может привести к образованию сверхструктуры или структуры сдвига. Причем образование сверхструктуры происходит путем ассимиляции вакансий или внедренных атомов (ионов). Одинаковые по заряду дефекты, стремящиеся занять наиболее удаленные друг от друга позиции, по мере увеличения их концентрации под действием отталкивающих сил размещаются в вполне определенных кристаллографических узлах. [c.40]

В заключение отметим, что имеется ряд равноправно существующих моделей, описывающих взаимодействие точечных дефектов, образование ассоциатов, сверхструктур, упорядочение и аннигиляцию дефектов путем перегруппировки координационных полиэдров. Некоторые типы дефектов в кристаллах ферритов и их влияние на физические свойства будут рассмотрены в главах 4 и 5. [c.41]

Кроме того, скорость ползучести при 1000°С для нестехиометрического состава всегда на порядок величины больше, чем для стехиометрического. Это можно объяснить увеличением трения в решетке из-за взаимодействия точечных дефектов с дислокациями. Взаимодействие скользящих дислокаций с кластерами вакансий в нестехиометрическом рутиле наблюдалось также с помощью электронного микроскопа. По-видимому, кластеры вакансий возникают в результате нестехиометрии соединений. [c.101]

Взаимодействие точечных дефектов. Облако Дебая-Хюккеля [c.16]

Вопрос о взаимодействии точечных дефектов, дислокаций и поверхностных дефектов в ионных кристаллах заслуживает самого серьезного внимания. Обращаясь к истории вопроса, заметим, что явления, возникающие вблизи дислокаций весьма аналогичны эффектам на поверхности кристаллов. Продолжая исследование А. Ф. Иоффе и его учеников по изучению поверхностных свойств реального ионного кристалла, А. В. Степанов в 1932 году открыл явление возникновения электрического потенциала на гранях ионных кристаллов при их пластической деформации, названное эффектом Степанова . Было показано, что генерация зарядов имеет при этом место в полосах скольжения. Таким образом были открыты заряженные полосы скольжения (в терминологии 30-х годов), или заряженные дислокации (в терминологии 70-х годов). Носителями эффективных зарядов в кристаллической решетке являются точечные дефекты строения (вакансии, межузловые ионы и т. п.). Поэтому возникновение заряженных линейных дефектов возможно лишь при захвате или потере ими дефектов нулевого порядка. Таким образом, установив эффект заряжения дислокаций при их движении, А. В. Степанов тем самым экспериментально обнаружил взаимодействие линейных и точечных дефектов. [c.93]

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ [c.98]

Было показано [31—33], что взаимодействие точечных дефектов может привести и к более серьезным структурным изменениям, нежели локальные искажения решетки. Речь идет об упорядочении дефектов с образованием сверхструктуры или структуры сдвига. Первая возникает путем ассимиляции вакансий или внедренных атомов одинаковые по заряду дефекты стремятся занять более удаленные друг от друга позиции, но по мере увеличения их концентрации отталкивающие силы заставляют дефекты занимать вполне определенные кристаллографические узлы. При некоторой концентрации вакансии или внедренные атомы полностью упорядочиваются с образованием сверхструктуры. Естественно, что упорядоченные дефекты связывают друг друга они значительно менее подвижны, чем неупорядоченные и, строго говоря, не могут рассматриваться как дефекты во вновь возникшем кристаллографическом порядке. В качестве дефектов теперь выступают любые нарушения сверхструктуры, а не основной структуры, существовавшей первоначально. [c.99]

Наряду с квазихимическим описанием процессов ассоциации, наиболее обстоятельно данном Крегером [3], были предложены статистические модели, учитывающие парные взаимодействия точечных дефектов [38—40]. [c.102]

Другим классом дефектов, которые наблюдаются в нематиках, являются точечные дефекты В этом случае направление директора не определено лишь в единственной точке. Эти дефекты можно наблюдать в капиллярах, когда граничные условия таковы, что на поверхности капилляра круглого сечения директор направлен вдоль радиуса капилляра, а на граничных сечениях капилляра задана ориентация директора вдоль оси капилляра. Оказывается, что энергия деформации вокруг точечного дефекта пропорциональна размеру рассматриваемого объема. Это означает, что энергия взаимодействия точечных дефектов разных знаков пропорциональна расстоянию между ними. [c.113]

Выражение (38.23) описывает, согласно терминологии Зинера [164], энергию взаимодействия атомов внедрения на далеких расстояниях. Природа этого взаимодействия разбирается в [164, 252]. Как показано в [164, 252], введение точечных дефектов в упругоизотропный объем конечного размера приводит к появлению мнимых поверхностных сил, создающих однородные напряжения. Взаимодействие локальной деформации, связанной с введением точечного дефекта, с этими напряжениями и приводит к взаимодействию точечных дефектов на далеких расстояниях. [c.330]

Взаимодействие точечных дефектов (примесей) с дислокацией имеет две особенности. Во-первых, между ними существует простирающееся на большие расстояния упругое взаимодействие, обусловленное упругими полями дефектов. Сила взаимодействия отдельной примеси с дислокационной линией элементарно описывается с помощью соотношения (15.9) и формулы Пича — Келера (17.39). Вся трудность расчета реальных взаимодействий дислокации со случайно расположенными примесями связана с выбором разумного усреднения по расположениям примесей [c.289]

Помня, что для междоузельных атомов Йо > О, а для вакансий йц < О, мы можем заключить, что вблизи дислокации всегда существуют области повышенной концентрации дефектов того или иного типа. Таким образом, упругое взаимодействие точечных дефектов с дислокацией приводит к образованию облаков точечных дефектов (атмосферы Коттрелла) вблизи последней. [c.301]

Образование ассоциативных центров при электростатическом взаимодействии точечных дефектов. Как было показано, при активации люминофоров иновалентными примесями возникают противоположно заряженные дефекты. Вследствие кулоновского взаимодействия они обнаруживают тенденцию к ассоциации друг с другом с образованием сложных, ассоциативных центров, подобных так называемым ионным парам в растворах электролитов [5]. Такого рода процессы наблюдаются в системах, содержащих активатор и соактиватор, например [c.145]

Необратимые процессы. Диффузионная теория кинетики взаимодействия точечных дефектов. Одним из важных примеров необратимых процессов является взаимодействие созданных облучением неравновесных собственных дефектов при прогреве кристаллов (отжиг радиационных дефектов). Другим примером может служить образование центров желтой и красной люминесценции в 2п8-Си-фос-форах. На втором из этих примеров рассмотрим особенности гакого рода процессов. [c.166]

Упругое поведение вакансий и межузельных атомов соответствует появлению в кристаллах центров сжатия и расширения поэтому точечные дефекты также притягиваются к краевым дислокациям. В результате таких взаимодействий точечный дефект перемещается к дислокации и может быть поглощен ею, так что полностью анигилирует на ней. Механизм этого процесса показан на рис. 4.22. На этом рисунке представлена краевая дислокация, ось которой переходит с одной плоскости скольжения на другую, расположенную на одно межатомное расстояние (ступенька) выше. [c.229]

В то время как пики внутреннего трения необходимо изучать при малых деформациях (10 —10 ) [43], когда внутреннее трение не зависит от амплитуды деформации, для изучения взаимодействия точечных дефектов с дислокациями измеряется амплитудно-зависимое внутреннее трение, теория которого разработана Гранато и Люкке [44]. В работе Саррака [41] показано, что малые количества примеси внедрения в a-Fe расположены не равномерно, а сосредоточены около дислокаций, приводя к их закреплению и уменьшению угла наклона (Р) амплитудной зависимости внутреннего трения (рис. 3) в процессе старения. [c.88]

Другим примером пространственных диссипативных структур является решетка вакансионных пар, экспериментально обнаруженная Дж. Эвансом в 1970 г. при исследовании микрос1рук1уры молибдена, облученного ионами азота. Известно, что облучение металла быстрыми частицами (нейтронами, ионами) приводит к образованию в кристаллической решетке точечных дефектов — вакансий и меж-узельных атомов, При повышении температуры эти вакансии, двигаясь в кристалле, образуют сложные кластеры дефектов в виде сферических вакансионпых пор и плоских дислокационных петель. Обычно такие кластеры образуют пространственно однородную систему. Однако при определенных условиях облучения вакансионные поры располагаются упорядоченно в виде правильных сверхрешеток , тип которых совпадает с типом кристаллической решетки металла которые имеют период, в сотни раз превышающий период этой решетки. Образоваше таких упорядоченных структур вакансионных пор вызывано нелинейным динамическим взаимодействием точечных дефектов с мелкими вакансионными кластерами и диффузионным взаимодействием между порами. [c.285]