Дислокации энергия

Причины образования дислокаций. Энергия активации процесса образования дислокаций составляет значительную величину порядка 10... 100 эВ. Это означает, что не только при нормальной, но даже при температуре, близкой к температуре плавления, их равновесная концентрация должна быть очень мала. Однако, как уже указывалось, в реальных кристаллах плотность дислокаций достигает очень больших значений и редко бывает меньше 10 ... 10 см . Отсюда следует, что дислокации относятся к неравновесным дефектам, при образовании которых энергия кристаллической решетки возрастает гораздо больше по сравнению с возрастанием за их счет энтропии и, следовательно, энергия Гиббса кристаллического тела увеличивается. [c.92]

Прямое доказательство существования дислокационного механизма АЭ -ее возникновение при пластическом деформировании монокристаллов. Оценки степени деформации, возникающей при единичном акте скольжения, дают е г 10 , в то время как деформация, приходящаяся на один регистрируемый импульс АЭ, составляет 10 ...10" . Таким образом, в событии, создающем один регистрируемый АЭ-импульс, участвует 10 . .. 10 дислокаций, энергия отдельного события - 10" 5...10 Дж. Подобные соотношения характерны для механизмов лавинного типа, когда в одновременное кооперированное движение вовлекается большое число дислокаций. Достоверность полученных оценок недостаточна из-за неполного описания условий экспериментов, характеристик примененной аппаратуры, методики регистрации и обработки результатов из -мерений. [c.168]

На участках скопления дислокаций энергий поверхностных атомов увеличена на 42 кДж/моль по сравнению с энергией атомов, находящихся в узлах совершенной кристаллической решетки. С учетом изложенного на участках металла, где имеются скопления дислокаций, скорость анодного процесса А/см , в пассивном состоянии составит [c.600]

С краевой дислокацией связано поле упругих деформаций, и, следовательно, имеется энергия упругой деформации, которая убывает с ростом расстояния от дислокации. Энергия деформации Е, отнесенная к единице длины линии дислокации, мо>кет быть представлена [12, 13] уравнением, имеющим вид [c.214]

ДВИЖЕНИЕ ДИСЛОКАЦИИ. ЭНЕРГИЯ ДИСЛОКАЦИИ. ДИСЛОКАЦИОННЫЕ РЕАКЦИИ [c.325]

Движение дислокации. Энергия дислокации. Дислокационные реакции [c.391]

К л и и е й н ы м дефектам относят различного вида дислокации, т. е. линейные нарушения кристаллической решетки, от которых зависят большинство механических характеристик кристаллических веществ. Основными видами дислокаций являются краевые (линейные) и винтовые. Дислокационные нарушения кристаллической решетки принципиально отличаются от нарушений, вводимых вакансиями. Если вблизи линии, состоящей из вакансий, находится правильно построенный кристалл, то вокруг дислокаций возникает искажение кристалла, распространяющееся на его значительный объем. Энергию этого искажения можно определить как работу упругой деформации, необходимой для образования дислокации. Энергия краевой дислокации [c.152]

На рис. 16.5 показана винтовая дислокация, в результате которой на поверхности грани появляется мономолекулярный выступ. Присоединение уже первого структурного элемента к краю дислокации приводит к выигрышу эн( ргии 2а н обеспечивает появление повторяющегося шага с выигрышем энергии За. За счет присоединения новых элементов дислокационный выступ будет продвигаться в направлении I. Одновременно с этим у центра дислокации О появится другой выступ, перпендикулярный к ее первоначальному направлению, также способный к дальнейшему росту, но уже в направлении 2. У нового центра дислокации вновь возникают благоприятные условия для реализации повторяющегося шага в направлении 3 и таким образом спустя некоторое время после включения тока первоначальная дислокация разовьется в спиральный фронт роста. На иоверхности грани может быть не одна, а боль- [c.338]

При низких температурах эффективны механизмы, основанные на скольжении дислокаций, которое может облегчаться в присутствии поверхностно-активных сред. Теория адсорбционного пластифицирования [291] объяснила эти эффекты на основе представлений о снижении потенциального барьера, препятствующего выходу дислокаций на поверхность с образованием на поверхности ступеньки, и об облегчении начала работы приповерхностных источников дислокаций благодаря снижению свободной поверхностной энергии. Это дает возможность ориентировочно оценить те условия, в которых аналогичные эффекты могут иметь место в природе. Это та область режимов деформации, когда в наборе активационных энергий- преобладают компоненты, связанные с поверхностным барьером [255],. равным Ь а, где Ь — вектор Бюргерса и о — свободная поверхностная энергия минерала. В этом случае отношение скоростей деформации в присутствии активной среды и на воздухе равно [c.88]

Но для большинства минералов поверхностный барьер мало отличается от энергии активации движения дислокации сквозь решетку, равной энергии активации образования перегиба на линии дислокации, если сопротивление оказывает главным образом сила Пайерлса. Например, для оливина обе величины близки к 200 кДж/моль. Поэтому не удивительно, что для ионных и ионно-ковалентных кристаллов, в которых сила Пайерлса велика, адсорбционное пластифицирование проявляется лишь при действии сред, обладающих достаточно большой поверхностной активностью. Так, вода, понижающая поверхностную энергию фторида лития на 30%, а хлорида натрия — на 75%, практически не влияет на движение дислокаций в первом случае, но вызывает ярко выраженный эффект (увеличе- [c.88]

BOM приближении прочность металлов при высоких температурах увеличивается с повышением их температуры плавления. Это связано с тем, что ползучесть металлов при высоких температурах совершается путем восходящего движения дислокаций, которое может осуществляться при наличии термической активации и диффузии атомов. Энергия активации процесса ползучести при высоких температурах Т по Дорну, равна энергии акти- [c.117]

Таким образом, пластичность сталей обусловлена процессами сдвига (скольжения) структурных элементов в результате перемещения, аннигиляции и инициирования дислокаций. Деформационное упрочнение обусловлено преодолением различного рода потенциальных барьеров при перемещении дислокаций. Дислокации обладают большими собственными энергиями и создают высокие далЬнодействующие напряжения. Они являются промежуточным звеном между работой внешних сил и трещинами. Следовательно, в дислокациях запасается энергия, которая затем переходит в энергию свободной поверхности. [c.85]

Индивидуальное движение дислокаций возможно до достижения их плотности порядка 10 -Ю м [90]. Далее начинаются коллективные эффекты, связанные со стремлением образовывать энергетически выгодные конфигурации, запасанием энергии, переходящей впоследствии в энергию свободной поверхности [91]. [c.144]

Теоретические значения прочности металла, рассчитываемые по величине энергии, затрачиваемой на образование двух новых поверхностей при преодолении межатомных связей в идеальной решетке монокристалла, во много раз выше значений технической прочности, получаемых при испытании реальных образцов того же металла. Эго расхождение объясняется наличием различного рода дефектов — несовершенств строения кристаллического тела. К таким дефектам — несовершенствам тонкой структуры — относят, прежде всего, дислокации. [c.71]

Известно, что деформационное старение металла труб на тех участках трубопровода, где температура относительно высокая (I 400 С), протекает более интенсивно. Это объясняется тем, что при этой температуре прим ЙЫё атомы (Мп, N. С, Сг и др.) относительно легко мигрируют к дислокациям и уменьшают их энергию. Исходя из модели упругого взаимодействия, Коттрелл [1,3] показал, что число атомов п(1) в единице объема, мигрирующих к единице длины дислокации за время I из кристаллической решетки стали, содержащей первоначально По атомов растворенного элемента, равно [c.137]

Вектор Бюргерса — мера сдвига и энергии искажения кристаллической решетки, определяемая движением дислокации. [c.239]

В какой-то момент будет иметь место положение, представленное на рис. 11.5, в. В итоге же дислокация выйдет на поверхность и исчезнет, как показано на рис. 11.5, г. Таким образом, пластический сдвиг в реальном металле происходит не путем одновременного сдвига всей атомной плоскости, что потребовало бы затраты гораздо большей энергии, а путем перемещения дислокаций вдоль плоскости скольжения. [c.325]

Локальные давления в кристаллической решетке возникают также в окрестности точечных дефектов — вакансий и примесных атомов. Связанная с вакансиями избыточная энергия решетки не превосходит 1 эВ на одну вакансию, т. е. почти на порядок меньше, чем для единичной Дислокации. Хотя суммарная энергия кристалла, связанная с вакансиями, может достигать существенной величины, эффект их влияния на растворение ничтожно мал. Действительно, подстановка этого значения энергии моновакансии в уравнения, аналогичные (111), дает совершенно ничтожную величину эффекта, а образование дивакансий, тривакан-сий и т. д. ничего не меняет, поскольку в отличие от плоских скоплений дислокаций энергия каждой кооперированной вакансии меньше, чем изолированной. Во всяком случае эффект не может превосходить величины, соответствующей равномерно распределенным в объеме дислокациям. [c.114]

При оседании пузырька на дислокацию энергия системы снизится, из-за того, что одновременно с этим исчезает отрезок дислокации длиной 2г и высвобождается энергия 2СЬЧ. Дальнейшее движение пузырьков затрудняется тем, что ему приходится увлекать за собой дислокацию. И наоборот, следует ожидать, что дислокации, движущиеся в процессе пластической деформации или переползания, стимулируемого требованием уменьшения внутренней энергии кристалла, будут увлекать за собой пузырьки. [c.55]

ПЛОТНОСТЬ энергии деформации у Gy , где G — модуль сдвига, изменяется обратно пропорционально г . Если эту энергию суммировать между внутренним и внешним радиусами и на длине L. то получается (LGb J4n)]n R /R ). В случае краевой дислокации напряжения и деформации зависят более сложным путем от угловых координат вокруг дислокационной линии. Преобладающими деформациями являются деформации сдвига по плоскости скольжения, противоположного знака с каждой стороны дислокации, а также сжатие и расширение выше и ниже дислокации (если рассматривать плоскость скольжения горизонтальной). В любом направлении они изменяются обратно пропорционально г, расстоянию от дислокации. Суммарная энергия деформации дается тем же выражением, как для винтовой дислокации, деленным на (1—v), где V — коэффициент Пуассона. Она, таким образом, несколько больше, чем для винтовой дислокации. Для дислокации промежуточного типа поля деформаций или напряжений винтовой и краевой дислокаций перекрываются пропорционально компонентам вектора Бургерса, разложенного параллельно и перпендикулярно к линиям дислокаций. Энергия имеет промежуточное значение между этими двумя крайними. [c.21]

Дислокации, заторможенные у препятствия, образуют плоское скопление из п дислокаций, энергия которого в п раз больше, чем у того же числа изолированных дислок аций. Поэтому уширение от скопления пропорционально tg О и в Уп раз больше, чем от хаотически распределенных дислокаций. [c.358]

Расчет А. И. Губанова проведен для орторомбического полиэтилена, для которого в работах [74, 75] вычислены все компоненты тензора упругих постоянных. Для моноклинного полиэтилена такие расчеты никем не были выполнены, автор [70] не счел необходимым их проводить в основном потому, что поперечные модули упругости мало различаются даже для химически различных полимеров. (Ссылаясь на А, И. Китайгородского 76], А. И. Губанов указывает, что рассматриваемая авторами 36, 77] метастабильная кристаллическая форма полиэтилена — это триклинная форма, близкая к моноклинной, с параметрами кристаллической решетки а=4,28, 6 = 4,82, с = 23,04А а=91°, Э = 92°04, у=107°18 ). Результаты проведенного расчета приведены в табл. 1, где т] — степень рассогласования решеток, 21 — расстояние между соседними дислокациями энергия адгезии, согласно [73], адг = ——Едисл- [c.114]

Наклепом называется упрочнение мет алла под дейсгвием пласги-ческой деформации. Пластическое деформирование ведет к образованию сдвигов в криет аллах, к дроблению блоков мозаичной структуры, а при значительных степенях деформаций наблюдается заметное изменение формы зерен, их расположения в ггространстве, причем между зернами возникают трещины, что приводит к повышению плотности дислокаций. Одновременно этот процесс порождает искажения кристаллической решетки, что создает многочисленные препятствия перемещению дислокаций. Все это вместе приводит к увеличению запаса свободной энергии. [c.87]

Для силикатных пород нет точной информации о снижении о под действием воды. Обзор сведений по кварцу содержится в книге [257] и в работе [258], из которых видно, насколько велик разброс литературных данных. Однако можно считать, что свободная энергия негидратированной силоксановой поверхности кварца, обнажающейся при образовании ступеньки, вряд ли успевает сильно снизиться при физической адсорбции воды или при смачивании, а термоактивируемая химическая модификация поверхности с образованием силанольных связей требует большего времени. В то же время известно, что движение дислокаций в кварце может значительно облегчаться под действием воды. По схеме, разработанной Григгсом [259], в результате диффузии воды вдоль дислокаций образуются силанольные мостики =51—ОН. .. НО—51 =, которые легко рвутся в самом слабом месте (по водородной связи). Сопротивление движению дислокаций уменьшается, и поэтому диффузия ОН-групп (или, возможно, ионов Н+ или НзО+) контролирует подвижность дислокаций и, следовательно, скорость деформации. По сути, здесь мы имеем дело с явлением, близким к адсорбционному пластифицированию, только облегчение разрыва межатомных связей происходит в другом координационном окружении — не на поверхности, а в объеме. По-видимому, такой механизм возможен и в случае многих других силикатных минералов (оливин [260] и др.). [c.89]

Прочность металлов в среднем на два порядка меньше теоретической прочности бездефектного кристалла сТтеор (сгтеор 0,1 Е). Такое различие обусловлено тем, что термодинамически вероятно наличие в металле достаточно высокой плотности дефектов кристаллического строения еще до деформации. Пластичность - как свойство подвергаться остаточному формоизменению - реализуется при деформации путем скольжения (трансляционного и зернограничного) и двойникования структурных элементов. Причем процесс скольжения не является результатом одновременного смещения атомов соседей. Процесс скольжения осуществляется путем последовательного смещения отдельных групп атомов в областях с искаженной решеткой. Нарушение кристаллической ре-ше йси означает, что их атомы выведены из положения минимума потенциальной энергии. Поэтому для их смещения требуется меньше энергии и напряжения. Наиболее распространенными дефектами кристаллической решетки являются линейные дефекты - дислокации (винтовые и краевые). Под действием приложенных напряжений про- [c.77]

Источниками дислокаций (до деформации) являются сегрегация примесей напряжение и дислокационные центры кристаллизации срастание раз.тично ориентированных зерен и субзерен межзеренное общение и др. В отоженном металле число дислокаций достигает Ю см . Пластическая деформация способствует увеличению плотности дислокаций на 5-6 порядков, движению дислокаций и их групп, включая границы зерен. В результате они приобретают сложную форму, увеличивается их длина, общая энергия и сопротивление скольжению. Выход дислокации на поверхность кристалла приводит к сдвигу на одно межатомное расстояние. Следовательно, суммарный сдвиг при начальной плотности дислокаций N0 = Ю5/см2 составит = Ю - Ю - 10- = 10- что соот- [c.78]

Значительный интерес представляет так называемая теорп.ч дислокации (Безекен), которая пытается объяснить и классифицировать явления катализа. В основу этой теории принято положение, что при физическом контакте между катализатором и компонентами реакций первый своим электростатическим полем изменяет траектории электронов (дислокация) реагирующих молекул, благодаря чему эти молекулы получают способность легче и быстрее вступать во взаимодействие. При дислокации в результате изменения энергии и смещения силовых полей образуются метастабильные системы, представляющие продукты взаимодействия катализатора с активированными молекулами. Связи в таких системах должны быть рыхлыми, и катализатор должен максимально деформировать активированные молекулы. Дислокация имеет электрическую (полярную) природу. [c.126]

Разница во времени до разрушения при статическом разрушении и циклическом объясняется явлением саморазогрева при циклических нагрузках [92]. Такая реакция твердых тел на периодическое дискретное воздействие указывает на колебательные явления, лежащие в основе существования и движения дислокаций. Выделение энергии при движении дислокаций в виде тепла способствует перераспределению ее в системе и включению в движение дополнительного количества дислокации или их скоплений. Передача тепловой энергии электронами значительно эффективнее, чем передача волн деформации фононами, поэтому процессы разрушения термически активируемы. Именно в этом можно усмотреть различия между ползучестью, ма1юцикловой и термоусталостью, а также объяснить фактическое невыполнение линейного закона суммирования. [c.144]

Деформации при паровыжиге носят циклический характер. Такой сложный характер деформирования формирует многоуровненную сильно неравномерную структуру, в которой постепенно сменяются лидеры -дефекты, отвечающие за диссипацию энергии [28] в ряду дислокации --сверхдислокации — вакансии - дисклинации - микротрещины. [c.246]

Изменение энергии граничного слоя межпу областями перемагничивания зависит от качества материала, его механической и термической обработки, наличия и распределения в нем микропор, дислокаций, напряжений, включений и т.п., поэтому параметры скачков Баркгаузена могут служить для определения качества материалов и изделий из них. [c.169]

Установлено, что структурные единицы легче всего встраиваются в места выхода на поверхность дислокаций. Если это винтовые дислокации, то встраивание идет непрерывно до завершения кристаллизации, причем образуются спиральные ступени роста, часто прямоугольные и очень сложные благодаря наложению друг на друга различных дислокаций. Если кристаллизация происходит на поверхности постороннего кристалла, то энергия взаимодействия структурных единиц с подложкой зависит от структуры и состава последней. При определенных условиях наблюдается эпитаксия. Этот процесс происходит, при некотором подобии кристаллических решеток, путем ориентации плотнеупакованных слоев кристаллизующего вещества и подложки. Имеет также значение соот- [c.152]

Гетерогенным называют катализ на поверхности твердых тел, находящихся в контакте с реагирующими веществами в газовой фазе или в растворах. Основные теоретические положения, необходимые для понимания сущности гетерогенного катализа, уже изложены в гл. 14 в связи с обсуждением роли адсорбции в гетерогенных реакциях. При проведении реакции на поверхности твердых тел последняя играет вполне определенную роль благодаря адсорбции на поверхности понижается энергия активации катализируемой реакции. До настоящего времени еще не существует удовлетворительной количественной теории катализа. В любой каталитической реакции важнейшее значение имеет структура поверхности. Катализ протекает не на всей поверхности твердого тела, а главным образом на активных центрах (дислокациях, ребрах кристаллов и других дефектах кристаллов). Кроме того, известно, что каталитическая активность зависит от кристаллографической плоскости, — кристаллы, ориентированные в некоторых определенных направлениях, обладают максимальной активностью. Большое значение в гетерогенном катализе имеют смешанные катализаторы. Примером могут служить почти все известные газовые реакции, используемые в химических технологических процессах (синтез аммиака, синтез 50з, гидрирование угля по Бергиусу или Фишеру— Тропшу, окисление аммиака по Оствальду и многие другие). [c.196]

Поэтому, как правило, для ускорения переноса вещества твердофазные реакции проводят при повышенной температуре. Реакцию можно проводить и при относительно низкой температуре, если структурные элементы исходных веществ остаются неизменными (разд. 33.9.2). В процессе присоединени частицы к исходной структуре энергия должна подводиться в таком количестве, чтобы, с одной стороны, обеспечить достаточную подвижность присоединяющейся частицы, с другой стороны — не нарушить структуру исходной решетки. Исследование кинетики реакций в твердой фазе показывает, что химическая активность твердых тел в первую очередь зависит от степени совершенства структуры реального кристалла. Под несовершенством структуры понимают общее число дефектов решетки, причем можно различать макродефекты кристалла (границы зерен, смещения (дислокации), примесные атомы) и микро, (ефекты (точечные) однородного кристалла. [c.430]

Намного легче осуществляются гетерогенное зародышеобразование и кристаллизация. Скорость образования центров кристаллизации новой фазы ускоряется в присутствии поверхностей раздела, существовавших до образования центров новой фазы. Такими поверхностями раздела могут служить стенки сосуда, инородные включения в виде зерен и коллоидных частиц, дислокации и т. д. Наличие поверхностей раздела повышает поверхностную энергию системы, а это способствует снижению АРкр, т. е. величины энергии гомогенного зародышеобразования за счет уменьшения энергии поверхности раздела Д/ . [c.221]

Другая отличительная особенность процессов адсорбции на металлах группы платины по сравнению с ртутным электродом связана уже не с механизмом адсорбции, а с характером распределения адсорбированных частиц по энергиям связи. Если на ртути идеально соблюдается энергетическая равноценность адсорбционных мест, то в случае твердых электродов нельзя не принимать во внимание большую вероятность нарушения такой однородности. Прежде всего могут отличаться по энергиям адсорбции различные грани. Значения энергий адсорбции на межкристал-литных границах, в узких шелях, микропорах, в местах включений посторонних частиц в поверхностный слой могут быть сун1е-ствеино иными по сравнению со значениями энергий адсорбции на чистых гранях. Особыми местами являются также вершины и ребра кристаллитов, выходы дислокаций и другие дефекты поверхности. Следует учитывать, что часто могут иметь место не [c.87]

Третий из показанных на рис. 2.44, а импульсов соответствует процессу акселерационного типа. Когда дислокации противоположного знака сближаются и аннигилируют или дислокация выходит на поверхность кристалла и исчезает, их энергия преобразуется в упругую. Процессы сближения или выхода на поверхность дислокаций происходят с ускорением, отсюда название импульса этого типа. Энергия процесса аннигиляции дислокаций порядка Дж, длительность импульса — 10 с, ширина спектра— сотни мегагерц. Другие дислокационные источники имеют большую длительность и энергию (до 10 Дж). [c.173]