Дислокации влияние на свойства кристаллических тел

Структурными несовершенствами являются внутренние. дефекты. В кристаллической структуре могут образоваться пропуски — вакантные места. В сплавах такие вакансии образуются преимущественно вблизи чужеродного атома. Структуры с пропусками называются дефектными. Другое очень важное несовершенство в строении кристаллов — смещения друг относительно друга целых атомных блоков, так называемые дислокации. Дислокациями в настоящее время объясняется целый ряд свойств твердого тела вообще — как прочностные, так и физико-химические. Дислокации бывают разных видов, причины образования их довольно сложны. Изучение причин образования дислокаций, влияния на свойства твердого тела, распространение их — специальная область исследования. [c.98]

Влияние линейных и плоских дефектов на свойства твердых тел. Более сложным видом нарушений структуры кристалла являются линейные дефекты или дислокации. Их возникновение обусловлено нарушением местоположения целой группы частиц, размещенных вдоль какой-либо воображаемой линии в кристалле. Возникновение дислокаций требует большой энергии, поэтому их число мало зависит от температуры кристалла и в обычных кристаллических образцах имеет порядок 10 —10 в 1 см . Как правило, дислокации образуются в процессе выращивания кристалла или при его механической и термической обработке. [c.81]

Вводя в один и тот же кристалл полупроводника примеси различного характера, можно, изменяя характер проводимости, создавать различные электронные схемы (диоды, триоды, тетроды и т. д.). Влияние примесей на электрические свойства полупроводников и объясняет те высокие требования, которые предъявляются к чистоте полупроводниковых материалов и к их кристаллической структуре, которая должна обладать наименьшей концентрацией несовершенств (дислокации, блоки, вакансии). [c.448]

Дислокации оказывают значительное влияние на прочность и пластические свойства кристаллов. Наличие даже небольшого числа дислокаций в металлах может снижать их прочность по сравнению с теоретической на несколько порядков. Поэтому одним из путей повышения прочности кристаллических веществ является получение кристаллов с почти идеально правильным бездефектным строением. Это направление осуществлено при получении так называемых нитевидных кристаллов, или усов . Прочность их приб-лилоется к наиболее высокой, теоретически возможной и дости- [c.176]

С ростом pH от 1 до 5 Яс, НУ, о и 1 Нг уменьшаются, причем зависимости, полученные при разных температурах процесса осаждения, идентичны. С увеличением pH содержание водорода в покрытии также уменьшается. Содержание серы в осадках при изменении pH остается постоянным, но зависит от 4- Так, при 4 = 20 X 5 = 0,21. .. 0,27%, а при 4 =- 60 С Сз = 0,004. .. 0,008%. Наиболее существенно изменяются свойства при pH = = 1. .. 2, что объясняется влиянием содержания водорода в осадках. Данные рентгеноструктурного анализа свидетельствуют о том, что сера и водород воздействуют на параметры кристаллической решетки. Так, размер блоков когерентного рассеяния уменьшается при 4 = 60 °С и увеличивается при 4 20 °С (см. рис. 38). Микронапряжения (eзд) кристаллической решетки на расстоянии 5 нм подчиняются такой же закономерности (рис. 38) концентрация дефектов упаковки деформационного типа а = = 0,001 плотность дислокаций 9,6-10- см . В табл. 56 приве- [c.87]

Неоднородность поверхности кристаллических адсорбентов может б1.тть вызвана причинами двух родов. Во-нервых, это наличие ребер, ступеней роста, различных дислокаций, возможные фазовые и химические примеси у самих частиц. Такого рода неоднородность поверхности твердых адсорбентов при выборе благоприятных условий синтеза и последующих обработок может быть значительно снижена. Практически важно снизить такую неоднородность до такой степени, чтобы ее влиянием на адсорбционные свойства можно было бы пренебречь. [c.15]

Адсорбция примесей вызывает нарушения в построении кристаллической решетки, которая содержит точечные (вакансии и примеси), линейные (краевые и винтовые дислокации) и плоскостные дефекты. Высокая концентрация вакансий обуславливает резкое повышение скорости диффузионных процессов, количество дефектов в кристаллической решетке увеличивается. Дефекты кристаллической решетки оказывают существенное влияние на физические свойства образующихся осадков. В некоторых случаях на электроде возникает жидкоподобная структура — металлические стекла. Не имея границ зерен, они являются однородными метастабильными системами и часто обладают более высокой коррозионной стойкостью по сравнению с кристаллическими осадками такого же химического состава. [c.267]

Наконец, помимо рассмотренных точечных дефектов возможны линейные, плоскостные и объемные искажения кристаллической решетки. Один из видов искажений — краевая дислокация— показан на рис. 5.10. Такие искажения маловероятны у ионных кристаллов из-за увеличения энергии отталкивания катион — анион . Однако они имеют место в решетках металлов и оказывают сильное влияние на некоторые физические свойства, такие, как пластичность. [c.137]

Неоднородность строения полимеров не может не отразиться на их механических свойствах, подобно тому, как неоднородности низкомолекулярных кристаллов (в данном случае нарушения в кристаллической решетке — дислокации) сильно влияют на их механические свойства. Это влияние проявляется в том, что вследствие существования дислокаций реальные кристаллы способны пластически деформироваться и разрушаться под действием напряжений, значения которых на несколько порядков меньше, чем предел прочности идеальных кристаллов. Более того, оказывается, что в случае полимеров структурная неоднородность является одним из необходимых условий, обеспечивающих их способность к пластической деформации [23, 24]. [c.7]

Очевидно, что изучение эффекта Ребиндера имеет огромное прикладное и научное значение, поскольку влияние адсорбцион-ио-активных сред на механические и прочностные свойства материалов может быть весьма разнообразным. Например, ад-сорбционно-активные среды могут вызывать охрупчивание материала или прямо противоположный эффект — снижение сопротивления кристаллического материала пластическому течению, т. е. пластифицирование. Оно проявляется в снижении предела текучести и коэффициента упрочнения пластичного твердого тела. Причиной пластифицирующего действия жидкой среды считают в случае монокристаллов снижение потенциального барьера, который преодолевается дислокациями при перемещении точек их выхода на поверхность кристалла [174]. Поликристаллические металлы в контакте с некоторыми металлическими расплавами также обнаруживают способность к пластическим деформациям при нагрузках на порядок меньших, чем предел текучести чистых металлов [175]. Столь сильное действие среды связано с диффузией адсорбционно-активного расплава по границам зерен и облегчением скольжения зерен друг относительно друга. [c.102]

Влияние примесей на электрические свойства полупроводников и объясняет те высокие требования, которые предъявляются к чистоте полупроводниковых материалов и к их кристаллической структуре, которая должна обладать наименьшее концентрацией несовершенств (дислокации, блоки, вакансии). [c.434]

Помещенные в табл. 11 результаты показывают, что модули упругости поликристал-лических графитов, в конечном итоге, зависят от особенностей их структуры, сформированной в процессе производства. Влияние кристаллической структуры на упругие свойства поликри-сталлических графитов изучалось многими другими исследователями [19, с. 139, 185 34—36], данные которых привести не представляется возможным из-за ограниченности работы. Некоторые из них [34, 35] связывают упругие свойства материала с существованием винтовых дислокаций в поликристаллических графитах. [c.69]

Дислокации, впервые введенные в науку как гипотетические несовершенства в структуре реальных кристаллов, в настоящее время изучаются как реально существующие объекты, оказывающие значительное влияние на свойства материалов. Многие свойства твердых тел, такие, как прочность, пластичность, ползучесть, в первую очередь обусловлены дефектами кристаллической решетки. В теоретических исследованиях дислокаций можно выделить два подхода микроскопический и макроскопический (континуальный). В первом из них исследуются отдельные дефекты или ансамбли дефектов и их взаимодействия со средой и изучается природа этих объектов в основном на феноменологическом (реже статистическом) уровне описания твердых тел во втором описываются дислокации как нарушение однородности сплошной среды. [c.5]

Подход к деформационно-прочностным свойствам металлической подложки в адгезионном соединении должен основываться на зависимости механических свойств твердых тел от состояния их поверхности. Особенно наглядно влияние поверхности на свойства твердых тел проявляется в широко известном эффекте Ребиндера [78, 79]. Кроме того, необходимо учитывать дислокационный механизм деформации металлов, также придающий особую роль состоянию поверхности [80—82]. Поверхность затрудняет перемещение, а также зарождение и размножение дислокаций, и это влияние благодаря дальнодействию упругих полей дислокаций распространяется на определенную глубину. Роль состояния поверхности металла, как и других кристаллических тел, особенно велика в процессе деформации. Дело в том, что деформация вначале охватывает тонкий поверхностный слой материала и только затем распространяется вглубь [c.162]

Наличием перечисленных несовершенств кристаллических решеток глинистых минералов — нестехиометрических замещений, блоковых дислокаций, беспорядочных искажений анионных кислородных сеток, смещений катионов в междоузлия, беспорядочного расположения в октаэдрической сетке незаполненных вакансий — можно объяснить многие их физико-химические свойства. Обычно нарушения в пределах слоя способствуют нарушениям во взаимном расположении слоев, поэтому и влияние беспорядочных смещений слоев на поверхностные свойства глинистых минералов определяется особенностями строения отдельного слоя. [c.12]

Завершая этот краткий обзор важнейших видов кристаллических дефектов, подчеркнем еще раз, что именно реальная структура твердых тел оказывает решающее влияние на их свойства. С появлением дефектов механические и другие свойства материалов в общем случае ухудшаются по сравнению с идеальным твердым телом. Однако нужно принять во внимание и то, что дефекты в кристаллах оказывают разностороннее влияние. Возьмите, к примеру, трехмерные дефекты, снижающие подвижность дислокаций. Так как наукой в настоящее время еще не решена проблема изготовления больших кристаллов, близких к идеальным, что связано с огромными экономическими затратами, промышленность использует поликристаллические материалы с очень высокой плотностью дефектов структуры. С помощью относительно простых и давно известных способов, получивших, правда, только в последнее время объяснение с точки зрения атомно-физиче-ской теории, можно изменять свойства материалов в нужном для определенной области применения направлении. Совсем недавно во все возрастающем объеме стали использоваться на практике высокочистые материалы, близкие по структуре к идеальному твердому телу. С несколькими примерами этого вы познакомитесь в последующих разделах. [c.67]

Влияние дислокаций на свойства кристаллических тел. Понятие о дислокациях было введено в 30-х годах XX в. Я- И. Френкелем, Д. И. Тейлором, Е. Орованом и др. Теория дислокаций, разрабатываемая впоследствии многими учеными, оказалась чрезвычайно плодотворной и позволила объяснить особенности многих важных свойств кристаллических тел и процессов с их участием. Теоретические предсказания, касающиеся влияния этого типа несовершенств решетки на свойства кристаллических тел, были блестяще подтверждены практически. Более того, в 50-х годах наличие в кристаллах дислокаций было доказано их непосредственным наблюдением. В частности, краевые дислокации в виде лишних атомных [c.96]

Изучение кристаллических структур методами рентгеноструктурного (основан на дифракции рентгеновских лучей кристаллической решеткой вещества) и электронографического анализа (основан на дифракции электронов или нейтронов) показало, что реальные кристаллы отличаются от идеальных. В реальных кристаллах строгая пространственная периодичность нарушается из-за наличия дефектов кристаллической структуры. Многие свойства кристаллических тел объясняются наличием таких дефектов. Последние могут быть собственными, если они образуются вследствие теплового движения в кристалле, или примесными, если в кристалле появляются посторонние примеси, введенные случайно или преднамеренно. Дефекту. могут затрагивать одну или несколько элементарных ячеек или весь кристалл в целом. В технологии пигментов большой интерес представляют, например, такие дефекты, как ультрамикротрещины, определяющие прочность кристалла, что в свою очередь играет важную роль в процессах измельчения и диспергирования пигментов. Если в момент кристаллизации возникают механические помехи росту кристалла, в нем может возникнуть дефект, называемый дислокацией. При деформациях кристалла дислокации и их скопления могут перерастать в ультрамикротрещины. Во многих случаях в узлах кристаллической решетки могут отсутствовать структурные единицы, т. е. атомы, ионы или молекулы. Такие дефекты носят название вакансий. В пространстве между узлами (в междоузлии ) могут присутствовать атомы, ионы или молекулы, причем как свои собственные (принадлежащие веществу кристалла), так и примесные (принадлежащие другому веществу). Вакансии и наличие атомов, ионов или молекул в междоузлиях оказывают существенное влияние на оптические свойства пигментов (цвет, показатель преломления), их электропроводность, а также на скорость роста кристаллов, особенно при реакциях в твердой фазе. [c.182]

Изменение свойств материала может происходить не только в результате воздействия различного рода сред, но и от вида приложенного нагружения. Наиболее опасным видом нагружения является циклическое нагружение, которое проводит к появлению и развитию трещин, а затем и к полному разрушению тела. Такой тип разрушения называют усталостным, а сам процесс - усталостью Изменение состояния материала при усталостном процессе отражается на его механических свойствах, макроструктуре, микроструктуре и субструктуре. Происходящие изменения можно разделять на стадии, которые зависят от исходных свойств материала, вида напряженного состояния и особенностей влияния внешней среды. Усталостное разрушение значительно отличается от разрушения, вызванного действием постоянной нагрузки. В основе усталостного разрушения металла лежит дислокационный механизм зарождения микроскопических трещин. Возникновение уста.постных трещии связывают с результатом циклического деформирования кристаллической решетки, когда максимальное значение напряжения за период цикла способно провести к пластическим сдвигам. Происходит интенсивное увеличение количества дислокаций и их движение, как в прямом, так и в обратном направлении. Существуют [c.401]

Вторая причина, позволяющая ожидать большей каталитической активности в местах распололгения дефектов кристаллической решетки, связана с изменением электронной плотности. Современные воззрения на влияние электронного фактора в катализе будет также обсуждаться в гл. 6, здесь же достаточно сказать, что изменение электронных свойств твердого тела может происходить на поверхностных центрах, связанных с дислокациями и точечными дефектами. [c.228]

Влияние пластической деформации на структуру коррозионно-стойкой стали в общих чертах сводится к тому, что в процессе деформации в структуре стали образуются многочисленные дефекты кристаллической решетки двойники, плоскости скольжения, скопления и дислокаций, а также происходит распад аустенита с образованием квазимартенсита и мелкодисперсных карбидов х,рома. Пластическая дефО рмация коррозионно-стойких сталей повышает запас свободной энергии металла. При этом существенно меняются коррозионные свойства стали. В результате пластической деформации повышается стойкость сварных соединений к межкристаллитной коррозии. Влияние же пластической деформации на ножевую коррозию в лите ратуре освещено недостаточно. Между тем, установление этого фактора необходимо в связи с тем, что на практике как сварные соединения отдельных узлов и деталей, так и листы и трубы перед сваркой часто подвергаются деформации. Опыты по исследованию влияния последующей деформации на ножевую коррозию проводили на пластинах стали 12Х18Н10Т размером 20X80X3 мм с продольным швом. Пластины деформировались с различной степенью растяжения (от 2,5 до 25%). Скорость деформации составляла 1,2— 1,3 мм/мин. Степень деформации (%) рассчитывали по формуле [c.65]

По данным рентгенофазового анализа различия в фазовом составе структурироваяных и неструктурированных образцов незначительны и не могут оказать сколько-нибудь заметного влияния на их слеживаемость. Различия в пористой структуре хотя и заметны и, очевидно, оказывают определенное. воздействие на структурно-механические свойства образцов, но, видимо, не могут привести к столь резкому падению слеживаемости, которое наблюдается на опыте. Единственное логичное объяснение полученных данных в том, что модифицирующие агенты влияют на дислокационную структуру кристаллических блоков, составляющих матрицу гранулы, тормозят движение и размножение дислокаций по аналогии с явлениями дисперсионного упрочнения металлических сплавов. [c.222]

Конференции по динамике дислокаций, состоявшиеся почти одновременно в СССР [1] и в США [21, дали новый толчок исследованиям различных механизмов динамического торможения дислокаций. Были обследованы не только фононные, но и электронные механизлш торможения дислокаций, обнаружено влияние сверхпроводящих переходов на подвижность дислокаций и макроскопическую пластичность кристаллических материалов, установлено влияние динамических свойств дислокаций на подвижность не только быстрых, но и медленных дислокаций. Накопленные данные позволяют заново рассмотреть общее состояние теории фононного и электронного торможения дислокаций и существенно прояснить ряд вопросов, поставленных в обзоре [3]. См. также [96, 97]. [c.219]

В книге рассмотрены научные основы процесса, конструкции установок и технология выращивания из расплава профилированных монокристаллов и кристаллических изделий заданного поперечного сечения способом Степанова. Изложена теория формообразования материала в расплавленном состоянии. Исследованы условия, обеспечивающие устойчивость процесса выращивания профиля постоянного сечения, и влияние анизотропии скорости роста монокристалла в расплаве на его форму. Приведены результаты исследований механизма образования дислокаций в растущем кристалле. Описаны установки для выращивания, особенности технологии, структура и свойства профилированных монокристаллов и металлических изделий с по-ликристаллической структурой. Выполнен всесторонний анализ сфер применения, экономики и перспектив способа. Лит. — 433 назв., ил. — 68, табл. — 13. [c.2]