Дислокация междоузельная

Суш ественным источником неоднозначности и неопределенности кинетики и механизма реакций с участием твердых тел, даже в случае монокристаллов, является фактор неоднородности, т. е. различие свойств атомов и ионов, расположенных на вершинах, ребрах и гранях кристал-пов различия свойств атомов и ионов граней с разными индексами различия, обусловленные дефектами — вакансиями, междоузельными атомами и ионами, дислокациями, ионами с аномальной валентностью, примесными центрами, растворенными в кристаллах или адсорбированными на их поверхности [14]. [c.12]

При жестком облучении нейтронами или другими высокоэнергетическими частицами кристаллическая решетка металла претерпевает изменения, напоминающие те, что происходят при глубокой холодной деформации. Появляются вакансии в решетке, межузельные атомы, дислокации это увеличивает скорость диффузии специфических примесей или легирующих компонентов. В процессе облучения может происходить локальное повышение температуры — так называемый температурный пик . Существуют два типа пиков термические, при которых практически все атомы остаются на своих местах в решетке, и пики смещения, когда множество атомов перемещается в междоузельные положения. [c.154]

В заключение следует отметить, что изменение температуры окружающей среды и температуры продукта перекачки, как показывают полученные результаты, влияет на структуру и свойства металла труб СГС. В частности, снижение температуры до -40°С уменьшает ударную вязкость в два раза. Повыщенная температура ( 400 С) увеличивает диффузию примесных атомов и ускоряет деформационное старение трубных сталей. При этой температуре в сталях происходит перегруппировка дислокации, уменьшение плотности дислокации и микродефектов, часть вакансий уходит на границы зерен, а часть вакансий и междоузельных атомов поглощается дислокациями. [c.139]

Наличие дислокаций и плоских дефектов в реальных кристаллах сильно сказывается на механических свойствах твердых тел. Однако это отнюдь не означает, что монокристаллы вещества по прочности всегда будут превосходить его поликристалличе-ские конгломераты. Все будет зависеть от степени взаимодействия дислокаций и плоских дефектов с другими дефектами твердого тела. Так, монокристаллы чистого железа очень пластичны, в то время как стали, имеющие блочную структуру, проявляют прочность в сотни раз большую за счет взаимодействия дислокаций с примесными дефектами. Междоузельные примесные дефекты, как правило, затрудняют движение дислокаций, осложняя механическую обработку металлов. В связи с этим при механической обработке высокопрочных металлов, таких, как титан, молибден, бериллий, вольфрам, обычно проводят их тщательную очистку от примесей азота и кислорода. [c.82]

Если бУ Ф О, то нехватка (при бУ > 0) или избыток (при бУ < < 0) материала не могут быть сбалансированы при сохранении непрерывности среды механическим путем. Однако в реальном кристалле всегда существует механизм уплотнения или разрежения вещества, не требующий макроскопических нарушений его сплошности. Имеются в виду процессы образования и диффузионного перемещения точечных дефектов междоузельных атомов (уплотняющих материал) и вакансий (разрежающих вещество). Следовательно, неупругое увеличение объема (15.37) на оси дислокации должно компенсироваться равным ему уменьшением объема кристалла путем образования соответствующего числа точечных дефектов в окрестности ядра дислокации. Поскольку на каждый кристаллический узел приходится объем элементарной ячейки Уо. то величине (15.37) [c.253]

Действие такого механизма Сводится к макроскопическому скоплению вакансий или междоузельных атомов вдоль линии дислокации. Обозначим через д (г) относительное увеличение удельного объема среды в точке г в единицу времени. Тогда в соответствии с формулами (17.4) и (17.9) движение отдельной дислокации должно порождать такую величину [c.272]

Рис. 93. Перемещение краевой дислокации путем удлинения лишней атомной полуплоскости при конденсации междоузельных атомов (М) или укорочении лишней полуплоскости при конденсации вакансий (В).

Легко проверить, что над плоскостью скольжения краевой дислокации (со стороны лишней полуплоскости ) возникает избыточная концентрация вакансий, а под плоскостью скольжения — избыточная концентрация междоузельных атомов. [c.301]

Мы говорили, что неконсервативное движение дислокации вызывает неупругое изменение объема Но на соотношение (17. И) можно смотреть иначе если на линии дислокации происходит неупругое изменение объема д, то дислокация вынуждена переползать со скоростью, определяемой этой формулой. Локальное неупругое изменение объема имеет место, например, когда на дислокации оседает макроскопическое количество междоузельных атомов или вакансий. Если подробно описанная в п. 2 18 конденсация точечных дефектов на дислокации осуществляется путем их диффузионного, подвода к дислокационному ядру, то неупругое увеличение объема кристалла вдоль линии дислокации можно определить формулой [c.314]

Рис. 110. Вакансионная дислокация (ВЩ и междоузельная дислокация МД) как контуры плоских скоплений вакансий или междоузельных атомов.

Элементарный анализ формул (21.7) показывает, что происходит рост выгодно ориентированных дислокаций за счет неудачно ориентированных, а также рост дислокаций большого радиуса за счет растворения однотипных мелких и за счет диффузионной перекачки материала от ВД к МД. Эти процессы выглядят как диффузионная переориентация системы дислокационных петель в упругом поле. Они проиллюстрированы на рис. 112, где изображена перестройка ансамбля междоузельных петель в условиях одно-, осного нагружения. Такая переориентация сопровождается неупругим удлинением образца со скоростью, пропорциональной внешней нагрузке. [c.323]

Рис. 32. Появление междоузельных атомов и исчезновение вакансий при переползании дислокаций движение в противоположном направлении приводит к исчезновению междоузельных атомов и образованию вакансий.

Концентрация собственных дефектов зависит также от плотности дислокаций (см. гл. IV). Наконец, важным средством создания дефектов в неравновесной концентрации является облучение кристаллов частицами и фотонами высоких энергий. Возникающие при этом вакансии и междоузельные атомы носят название радиационных дефектов. Изучение механизма их образования составля ет в настоящее время предмет самостоятельного раздела науки (см., например, [2, 4, 8]). Здесь коснемся этого вопроса лишь вскользь. [c.95]

Как уже указывалось, важной особенностью дислокаций является наличие ненасыщенных связей. Можно ожидать, что в силу этого дислокации будут стремиться к захвату электронов. Однако поскольку такие связи расположены рядом друг с другом, то перекрытие волновых функций должно привести к образованию энергетической зоны. Это означает, что захваченный электрон будет перемещаться вдоль дислокации. Однако на ней могут быть и особые места, на которых электрон застревает, локализуется. Ими являются собственные и примесные точечные дефекты, непосредственно связанные с дислокацией. Наличие ненасыщенных связей и областей сжатия и растяжения приводит к повышенной подвижности атомов, которые могут присоединяться к краю лишней полуплоскости или отделяться от нее. Это вызывает образование собственных дефектов— вакансий или междоузельных атомов, мигрирующих от дислокации в глубь регулярной решетки, или, наоборот, слияние этих дефектов с дислокацией. В обоих случаях может происходить переползание дислокации в целом или образование на ней порогов (ступенек) (рис. 61), которые обнаруживаются по прерывистому характеру линий, образуемых выделяющейся на дислокациях примесью при декорировании, вследствие избирательного притяжения инородных атомов порогами. Последние возникают и в тех случаях, когда перемещающиеся дислокации пересекают друг друга [22]. На каждой из них при этом образуется порог в направлении вектора сдвига второй дислокации. Очевидно, пороги и могут служить местами локализации электронов. Чаще всего они являются центрами [c.130]

Мы ограничились в основном структурными и примесными точечными нарушениями правильности решетки кристалла, т. е. вакансиями междоузельными атомами, чужеродными ионами и простейшими комплексами, образованными этими дефектами. Остальные несовершенства — дислокации, граничные или внешние поверхности — обсуждались лишь постольку, поскольку они взаимодействуют со структурными точечными дефектами и влияют на их концентрацию, статические и динамические характеристики. [c.259]

В предыдущей главе обсуждались возможности молекулярных моделей для так называемых идеальных кристаллов которых, строго говоря, в природе не существует. В реальных кристаллах, как правило, возникают области, в которых расположение атомов существенно отличается от характерного для идеального кристалла периодически упорядоченного расположения. Такие области называют дефектами в кристалле, при-че.м в зависимости от размерности области искажения дефекты разделяют на двумерные (поверхности), линейные (дислокации) и точечные (вакансии, примесные и междоузельные атомы). Для точечных дефектов используют также термин локальные центры , отражающий нуль-мерность дефекта. [c.246]

В кристаллической решетке металла вследствие облучения нейтронами или другими энергетическими частицами происходят изменения, во многих отношениях напоминающие вызываемые сильной холодной деформацией. В решетке появляются вакансии, междоузельные атомы и дислокации все эти дефекты вызывают увеличение скорости диффузии специфических примесей или легирующих компонентов. В процессе облучения могут происходить локальные повышения температуры — температурные пики , которые подразделяются на два вида. Одни пики относятся к случаям, когда атомы или совсем не покидают свои места в кристаллической решетке либо покидают их в незначительном количестве. Другие пики характеризуются переходом многих атомов в междоузлия кристаллической решетки. [c.118]

В том случае, если граница образована дислокациями, не способными к скольжению вместе с границей, перемещение межфазной границы оказывается сопряженным с равновесием и диффузией точечных дефектов в кристалле. Так как перемещение такой границы, представленной, например, на рис. 10, б, связано с необходимостью рождения или аннигиляции вакансий или междоузельных атомов, межфазная граница будет находиться в равновесии даже при не равной нулю движущей [c.359]

Рассмотрим круговую призматическую петлю, лежащую в плоскости хОу. Введем единичный вектор нормали к плоскости призматической дислокации п и свяжем его направление с направлением обхода дислокационной петли (например, по правилу винта . Оказывается, что в зависимости от взаимной ориентации п и вектора Бюргерса Ь призматические дислокации делятся на два типа 1) пЬ = Ь > О и 2) пЬ == —Ь < 0., Дислокации первого типа ограничивают участки лишнего материала, внедренного в кристаллическую решетку (рис. 110, верхняя схема). Поскольку лишний материал образует моноатомный слой, то его можно представить себе как макроскопическое плоское скопление междоузельных атомов. На этом основании соответствующие призматические дислокации будем называть дислокациями междоузельного типа или просто междо-узельными дислокациями (МД). Дислокации второго типа ограничивают участки кристаллической плоскости, с которых как бы удален материал (рис. 110, нижняя схема). Очерченную такой дислокацией часть атомной плоскости можно считать заполненной моноатомным слоем вакансий, поэтому соответствующую петлю мы будем называть дислокацией вакансионного типа, вакансионной дислокацией (ВД). Приведенные выше названия призматических дислокаций двух типов связаны также с возможным механизмом их образования. Дело в том, что при значительном пересыщении междоузельные атомы в кристалле коагулируют и собираются в плоские диски. Когда такой диск простирается на макроскопическое расстояние, его контур превращается в междоузельную дислокацию. Аналогично может возникнуть плоское скопление вакансий, образующее сплющенную полость в кристалле. Если радиус этого скопления значительно превышает межатомное расстояние, то противолежащие друг другу берега полости сближаются до межатомного расстояния, и полость захлопывается. Контур захлопнувшейся полости превращается в вакансионную дислокацию. [c.320]

Производят монокристаллы К. без дислокаций диаметром до 0,156 м. Осн. дефекты в таких монокристаллах К. скопления собств. междоузельных атомов, вакансий и атомов остаточных прнмесей. Для определения природы и содержания структурных дефектов в К. применяют избират. травление (в осн. смесью к-т HF, HNOj и Hj OOH), рентгеновский и др. методы. [c.508]

На рис. 93 условно изображен край лишней атомной полуплоскости, совпадающей с осью краевой дислокации. Когда междоузельный атом пристраивается к краю вставленной в кристалл полуплоскости, он становится правильным атомом, в результате чего на линии дислокации возникает выступ атомных размеров. Однако сама линия дислокации определена с точностью до атомных размеров, поэтому на ее положении может отразиться оседание лишь макроскопического количества междоузельных атомов. Средняя часть, рис. 93 показывает изменение в положении края лишней полуплоскости при конденсации значительного числа междоузельных атомов, когда образуется протяженный выступ на дислокации. Моноатомный выступ приводит к смещению соответствующего участка дислокаци-онной линии на величину а в направлении, перпендикулярном плоскости скольжения. Дислокация как бы опускается на один атомный этаж — переходит на следующую плоскость скольжения. [c.287]

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]

Допустим теперь, что кристаллический образец содержит призматические дислокации двух типов (МД и ВД), различным образом ориентированных в пространстве. Предположим, что кристалл подвергнут растяжению вдоль оси г (а = (т) и рассмотрим упругую силу, действующую на единичный элемент длины дислокационной петли при подобном нагружении. Эта сила складывается из двух частей. Во-первых, имеется упомянутое выше упругое самодействие искривленной дислокации, проявляющееся в линейном натяжении и приводящее к силе ОЬУЯ, которая стремится уменьшить размеры дислокации и направлена в плоскости петли к ее центру. Во-вторых, в параллельном направлении (направлении переползания дислокации) действует упругая сила = Ьп а скп , где знак плюс относится к междоузельной дислокации, а знак минус — к вакансионной дислокации. Если отличен от нуля только элемент = а тензора напряжений, мы имеем [c.321]

Отступления от идеальной кристаллической структуры могут быть в виде более или менее грубых нарушений, к каким относятся внутренние микротрещины и разрывы между отдельными блоками и другие крупные изъяны структуры, а также в виде тепловых микродефектов—междоузельных ионов, вакантных узлов отрицательных и положительных ионов решетки и их агрегатов, в виде ионов и атомов примеси, и, цаконец, в виде дислокаций. [c.99]

Развитие физики твердого тела характеризуется все возрастающим вниманием исследователей к изучению структурных и концентрационных несовершенств реальных кристаллических материалов, имеющих различную физическую природу и различные пространственные масштабы. В настоящей монографии мы не будем касаться вопроса о формировании и роли неоднородностей, характеризз емых хотя бы в одном направлении протяженностью порядка межатомных расстояний в кристалле (атомы растворенного вещества, междоузельные атомы, вакансии, дислокации, дефекты упаковки и т. п.). Присутствие таких неоднородностей приводит к существенному отличию локальных свойств кристаллов от их усредненных характеристик. В ряде случаев это обстоятельство и определяет применимость материала для тех или иных технических целей. Вследствие такого полон ения большое значение приобретает установление связи условий образования кристаллов [1], например, с плотностью и распределением дислокаций в них [2]. Указанный вопрос интересует многих ученых, изучающих рост кристаллов из паров и жидкой фазы, он важен для специалистов, работающих в различных направлениях [3]. [c.7]

Взаимодействие дефектов нередко наблюдается при температурах значительно ниже температуры разрыхления кристаллов, когда вероятность перемещения атомов, занимающих места в узлах регулярной рещетки, весьма мала. Возможность ассоциации дефектов в этих условиях связана чаще всего либо с диффузией подвижных междоузельных ионов примесей , либо с тем, что взаимодействие происходит в области дислокаций и межблочных поверхностей, т. е. в местах с ослабленными связями и повышенной концентрацией вакансий, где вследствие этого диффузия примесей значительно облегчена. [c.165]

Обратимые процессы. Реакции в области дислокаций. При медленном охлаждении гекс-2п5-Си-фосфоров, содержащих медь в высокой концентрации (5 10 г Си г- 2п5 и более) желтые и красные центры не возникают, так как междоузельные ионы успевают занять места в узлах решетки или выделиться из нее с образованием фазы СпгЗ. Получаемые з таких условиях люминофоры, помимо зеленых центров свечения, содержат центры синей люминесценции. Поскольку последние появляются лишь в пересыщенных системах (пересыщение создается либо высокой концентрацией активатора, либо низкой концентрацией соактиватора), то предполагается, что образование синих центров является результатом ассоциации атомов активатора. Уже упоминавшееся благоприятное действие водорода, создающего серные вакансии, указы- [c.170]

О роли некоторых кинетических факторов. Выше предполагалось, что при достаточно быстром охлаждении кристаллофосфора концентрации атомных дефектов остаются без изменения. Однако опыт показывает, что полное замораживание высокотемпературного равновесия, как правило, неосуществимо. Это объясняется сравнительно малой теплопроводностью фосфоров и большой скоростью диффузии ряда дефектов. Продолжительность охлаждения фосфоров мало зависит от температуры, тогда как скорость диффузии увеличивается с ростом ее экспоненциально. Особенно быстро происходит диффузия собственных дефектов, приводя прежде всего к аннигиляции междоузельных атомов с соответствующими вакансиями, а также к ассоциации вакансий и выходу их на дислокации, к снижению концентрации тепловых дефектов по Шоттки и к уменьшению отклонений от стехиометрического состава. Это проявляется, например, в том, что по достижении некоторой критической температуры Г рит дальнейшее повышение температуры прокаливания ряда бинарных соединений не изменяет определяемой по электропроводности растворимости в них избытка элементов, образующих эти соединения [90]. На самом деле, конечно, растворимость изменяется, однако измерения при комнатной температуре фиксируют одно и то же состояние, отвечающее Гкрит — температуре, при которой диффузия собственных дефектов замедляется настолько, что дальнейшее изменение концентрации их при охлаждении не происходит . Уменьшение отклонений от стехиометрического состава в процессе охлаждения приводит к расширению области давлений паров серы (цинка или кадмия), при которых образуются кристаллы ZnS и dS с низкой электропроводностью. Это еще один фактор, затрудняющий получение сульфидов с р-проводи-мостью. [c.206]

Заметим, что, начав с образования пар индивидуальных дефектов, мы закончили описанием образования больших кластеров дефектов. Большие ассоциаты вакансий фактически тождественны второй фазе. Критической точке, в которой появляется новая фаза, соответствует тот момент, когда атомы кластера покидают предписанные им кристаллической структурой основного вещества места в решетке и перегруппировываются в соответствии со своей собственной кристаллической структурой. Кластер (V i)n в Na l превращается таким образом во вкрапление металлического натрия, которое является зародышем новой фазы . В других случаях переход от кластера к новой фазе не так прост. Например, растворяясь в германии и кремнии, литий может занимать междоузлия. Ассоциация междоузельных атомов лития между собой приводит к возникновению сетки, межатомные расстояния в которой очень близки к межатомным расстояниям в металлическом литии. Однако, какой бы размер ни имел этот кластер, он сильно отличается от металлического лития, так как включает в себя атомы Ge (или Si). Поэтому, хотя кластер в некоторых отношениях и ведет себя подобно металлическому литию (например, он обладает металлическими свойствами), его свободная энергия и свободная энергия металла будут разными. Если уж говорить о новой фазе, то ее скорее можно представить как Li Ge или Li Si, а не как металлический литий [104, 105]. Образование фазы чистого лития возможно только в тех случаях, когда атомы Li передвигаются к месту, где имеется достаточное пространство для построения отдельной фазы, не содержащей Ge или Si, например к внешней поверхности либо к дислокациям. Вопрос об идентификации осажденных частиц методом электронной дифракции рассмотрен в работе Ньюмена [106]. [c.228]

Одним из путей усвоения механической энергии, подводимой к твердому телу," явл яется возникновение внешних ж внутренних поверхностей раздела, дислокаций,, вакансий и междоузельных атомов.. Возникающие при упругом де-, формировании состо,яния, кристалла с распределенными, в объеме дислокациями и дефектами, в которых сосредоточена избыточная энергия, термодинамически более выгодны, чем состояния с равномерным распределением упруп напряжений по всем" межатомным связям. Стабилизирующим фактором и в ЭТОЙ случае является вклад йонфнгурз [c.98]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология