Дефекты дислокации

Нарушения периодичности структуры проявляются в особенностях картины рассеяния (сателлиты, диффузный фон и др.). Анализ этих особенностей позволяет определить как динамические нарушения, обусловленные тепловым движением частиц кристалла, так и тип и распределение статических дефектов кристаллической структуры (точечные дефекты, дислокации и т. д.). Динамические и статические нарушения структуры влияют на все физические свойства твердых тел, в наибольшей мере сказываясь на транспортных свойствах кристаллов, связанных с переносом электричества, тепла или массы, включая пластичность и прочность. Так, коэффициент диффузии в одном и том же веществе может меняться на 10 порядков. [c.15]

СКИХ деформаций сдвига. Это вызовет при охлаждении кристал- лов образование структурных дефектов — дислокаций, плотность которых только по этой причине может достигнуть весьма больших значений (до 10 м" ). Структурные дефекты, как известно, ухудшают свойства кристаллов, поэтому при выращивании монокристаллов предпринимают различные меры, чтобы поверхность раздела кристалл — расплав имела плоскую форму. Сохранение плоского фронта кристаллизации важно также для равномерного распределения примесей в поперечном сечении монокристалла. Чтобы избежать этих недостатков и создать достаточно однородное распределение температуры в расплаве и кристалле, последний в процессе роста вращают со скоростью до 50 об/мин, а тигель вращают в обратном направлении со скоростью до 30 об/мип. [c.59]

Прочность кристаллов при растяжении и сжатии изменяется не только от их строения, но и от размера с уменьшением размера она возрастает. Увеличение прочности кристаллов с уменьшением их диаметра (или поперечного сечения) обусловлено повышением степени совершенства их строения и снижением концентрации опасных дефектов дислокаций, пор, трещин и т. п. Вместе с тем полученная при опытах прочность монокристаллов далека от их теоретической прочности, что свидетельствует о высокой степени дефектности их физической структуры. Дефекты кристалла (трещины, царапины, поры, включения) являются местом концентрации напряжений и зоной начала его разрушения при нагрузке. [c.341]

Если на первых этапах развития теория твердого тела занималась исключительно идеальными, совершенными кристаллами, структура которых не имеет каких-либо нарушений, то в настоящее время, наряду с такими кристаллами, интенсивно изучаются также неидеальные твердые тела, имеющие в своей структуре несовершенства (дефекты, дислокации). Изучение несовершенств структуры необходимо для объяснения явлений переноса в твердых телах (электрическая проводимость, теплопроводность, диффузия), а также в связи с проблемами прочности кристаллов, кинетики их роста и др. [c.172]

Важный вид несовершенств в кристалле — линейные дефекты, или дислокации. Плотность дислокаций зависит от условий образования кристалла. Для металлов число дислокаций, проходящих через единицу площади, не менее 10 см для германия, кремния гь 10 см- , а при особых условиях их удается снизить до 10 см-2. 3 отличие от точечных дефектов, дислокации не являются статистически равновесными образованиями в равновесном кристалле они должны отсутствовать, поскольку образование их связано с очень значительным возрастанием энергии, а энтропийный выигрыш при этом невелик. Однако в процессе кристаллизации дислокации всегда возникают. Механические напряжения вызывают движение дислокаций, причем этот процесс сопровождается появлением в кристалле точечных дефектов. [c.193]

Энергетически возбужденными состояниями равновесной решетки являются только 0-мерные дефекты. Дислокации и двумерные дефекты не относятся к равновесным структурам. Они определяются условиями синтеза и пластическими деформациями кристаллов. [c.271]

Различия в кинетических характеристиках при растворении железа по механизмам (1.18) и (1.23) обусловлены различной структурой железа, его поверхностной активностью (наличием дефектов, дислокаций и т. п.). При значительной дефектности металла, скоплений дислокаций и других искажениях кристаллической решетки растворение протекает преимущественно по схеме (1.18). Наоборот, в отсутствие дефектов (уменьшения числа активных центров) на поверхности металла растворение протекает по схеме (1.23). [c.16]

Таким образом, немногочисленные данные показывают, что ингибиторы могут эффективно подавлять коррозию сталей под напряжением. Однако пока не установлена зависимость между способностью ингибиторов тормозить коррозию под напряжением и их строением, что не позволяет научно обоснованно подходить к их выбору. На основе теоретических соображений можно пред-. положить [103[, что при воздействии растягивающих напряжений наиболее эффективными ингибиторами будут являться те, которые хорошо адсорбируются на отрицательно заряженной поверхности растянутого металла. Это прежде всего ингибиторы катионного типа, а также ингибиторы, образующие На поверхности плотные пленки. В случае пластической дефор.мации, когда в кристаллической решетке металла образуются линейные дефекты — дислокации, сжатая часть которых заряжена положительно, а растянутая отрицательно, можно ожидать, что эффективными ингибиторами могут являться вещества Как катионного, так и анионного типа, а также ингибиторы образующие плотные полимолекулярные слои или пленки. [c.65]

Мерой активности является избыток ее свободной энергии по отношению к фазе тождественного состава, которая находится в нормальном состоянии. Следует отметить, что активность реагентов в конкретном физико-химическом процессе определяется не только абсолютной величиной избытка свободной энергии, но и в значительной степени энергетическим вкладом различных видов структурных несовершенств, включая свободную поверхность, точечные и линейные дефекты (дислокации), микронапряжения и т. д. [c.312]

Вообще говоря, теория дислокаций — это область физики твердого тела и непосредственного отношения к теме данной книги она не имеет, тем не менее мы коротко, в общих чертах, рассмотрим применение этой теории в химии поверхностей. По-видимому, наиболее простыми типами дефектов являются дефекты, образованные избыточными, или внедренными, атомами, — дефекты Френкеля [70] и дефекты, образованные недостающими атомами или вакансиями, — дефекты Шоттки [71]. Такие точечные дефекты играют важную роль в диффузии и электрической проводимости в твердых телах, а также при внедрении солей в первичные решетки частиц иной валентности [72]. Термодинамически существование дефектов определяется энергией и энтропией их образования. Эта ситуация напоминает образование изолированных дырок и блуждающих атомов на поверхности. Дислокации в свою очередь можно рассматривать как организованную совокупность точечных дефектов дислокации представляют собой дефекты решетки и играют важную роль в механизме пластической деформации твердых тел. В отличие от точечных дефектов образование дислокаций обусловливается не столько термодинамическими требованиями, сколько механизмом возникновения зародышей и роста кристалла (см. разд. У П1-4). [c.215]

Следует отметить, что статистическая теория дает только приблизительное макроскопическое описание поверхности и не отражает такие особенности молекулярной картины, как дефекты, дислокации и т. д. Это позволяет при рассмотрении поверхностных явлений в реальных системах в какой-то мере использовать термодинамические методы. [c.218]

Влияние квадрупольного эффекта на магнитный резонанс ядер о. I ф 2 ъ дефектных твердых телах можно успешно использовать в связи с тем, что в местах дефектов, дислокаций и т. п. появляются градиенты электрического поля, которые [c.38]

Граница зерна называется когерентной, когда через эту границу прослеживается непрерывность кристаллической структуры от одного зерна к другому. Если угол разориентировки между двумя кристаллическими структурами очень мал, то обычно наблюдается небольшое число дефектов (дислокаций, вакансий), связанных с границами зерен. В конечном итоге разориентировка становится такой, что уже невозможно больше проследить какую-либо непрерывность перехода между решетками двух соседних зерен. В этом случае границу называют некогерентной. [c.345]

Рассмотренные нами два типа линейных дефектов (дислокация и дисклинация) являются фактически двумя независимыми видами одного семейства особенностей деформации сплошной среды, называемых дислокациями Вольтерра. Дислокации в кристалле суть [c.256]

Под РДМ понимают совокупность методов изучения микроскопического строения объекта с помощью дифракции рентгеновских лучей. Методами РДМ можно изучать как субструктуру моно- и крупных поликристаллов (размер и разориентировку субзерен), так и индивидуальные дефекты (дислокации, дефекты упаковки, выделения примесей). [c.373]

Основными дефектами кристаллической решетки микроскопическая теория пластичности считает точечные дефекты (вакансии и междоузлия) и линейные дефекты (дислокации). При более грубом описании пластичности возникает необходимость рассматривать двумерные дефекты границы зерен и блоков, полосы скольжения, границы двойников, межфазные гра[шцы и тд. Механизмы перемещения точечных дефектов и дислокаций, а также процессы, происходящие на выделенных поверхностях, определяют кинетику пластического деформирования. Механизмы движения дефектов разного типа различны, и каждому из них посвящена обширная литература. Но для объяснения предмета данной книги достаточно проанализировать ситуацию с дислокациями. [c.10]

Ряд особенностей поведения дефектов существенно зависит от атомной структуры их ядер. Под последними обычно понимают для линейных дефектов - дислокаций-область вблизи геометрического центра, в которой становится неприменима континуальная теория. В этой области выражения для полей напряжений и упругой энергии дислокации (соответственно а цЬ г и и fxb 1п (R/гц), где г — расстояние от центра дислокации, R и Го - внешний и внутренний радиусы обрезания), получаемые континуальной теорией, расходятся при г - О, г о 0. [c.36]

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]

Таким образом, наличие шероховатостей, выступов и впадин, активных граней, точечных дефектов, дислокаций образует весьма сложную микротопографическую картину, не говоря уже [c.138]

Помимо рассеяния фононов на фононах, фононы могут рассеиваться в диэлектриках на других квазичастицах (экситонах, магнонах) точечных дефектах (примесных атомах, вакансиях и их комплексах) линейных дефектах (дислокациях) границах зерен в поликристаллах на случайном распределении изотопов данного химического элемента и т. д. Процесс переноса тепла, естественно, усложняется, что проявляется в усложнении зависимости коэффициента теплопроводности от температуры. Теоретическая оценка вкладов в полное теплосопротивление w = 1/к, вносимых перечисленными механизмами, очень сложна [7] и весьма приближенна. [c.155]

Энергия, выделяющаяся в результате ядерных реакций, на несколько порядков больше прочности химических связей, энергетического эффекта обычных химических реакций или количества энергии, необходимого для образования дефектов (дислокаций и вакантных узлов) в решетке твердых веществ. Ни однн материал независимо от его фазового состояния или внешних условий не является совершенно инертным по отношению к ядерным излучениям. Поэтому в последние годы с появлением легкодоступных источников высокой энергии химическое действие радиации активно исследовалось многочисленными учеными с самыми различными целями. Новая область радиацрюнной химии включает исследования, направленные на предотвращение ущерба от разрушающего действия радиации, на разработку методов избирательного разрушения (например, стерилизация и применение в медицине), или специфическое использование радиации для избирательного проведения химических реакций. Данная глава ограничивается рассмотрением последней из перечисленных областей радиационной химии и, в частности, выявлением возможностей использования ядерных излучений как способа проведения химических превращений в процессах нефтепереработки. [c.114]

Мех. активация твердых тел заключается в создании долгоживущих нарушений атомной структуры с целью изменения структурно-чувствит. св-в в-ва, прежде всего реакц. способности. Чаще всего активируют порошковые материалы мех. обработка порошков сопровождается накоплением точечных дефектов, дислокаций, аморфных областей, увеличением площади межзеренных границ, образованием новых пов-стей (см. Дефекты). Энергетич. выходы образования структурных дефектов, как правило, не превышают 10 -10 моль/МДж. В результате мех. нарушения атомной структуры повышаются р-римость в-ва и скорость растворения, облегчаются р-ции с молекулами среды и др. твердыми телами, на десятки и сотни градусов снижаются т-ры твердофазного синтеза, термич. разложения, спекания. Механически активируют наполнители (графит и др.), фосфатные удобрения, прир. и синтетич. полимеры и др. материалы. Мех. активация увлажненного диоксида кремния и нек-рьк др. оксидов придает им вяжущие св-ва и является основой безобжиговой технологии жаропрочных материалов. [c.77]

Благодаря этим соображениям можно объяснить изменение гистерезисных свойств Со с уменьшением размера зерен [229]. На самом деле структура, формирующаяся в процессе ИПД, с высокой плотностью дефектов (дислокаций, границ зерен, точечных дефек- [c.229]

Дислокации могут возникнуть в местах скопления дефектов кристалла. Рис. 268 демонстрирует этот случай. В результате деформации структуры около этого дефекта, на его месте возникает дислокация (случайб). Как и точечные дефекты, дислокации могут перемещаться в кристалле. На рис. 269, а—г последовательно показано, как под действием сил, сдвигающих нижнюю половину кристалла относительно верхней, возникшая лпнейная дислокация перемещается внутрь кристалла, выходит в конце [c.262]

Одним из свойств, решающим образом зависящим от наличия дислокаций, является прочность кристаллических тел. Зная структуру и энергию химической связи между атомами в кристалле, можно рассчитать силу, необхо димую для деформации и разру шения идеального (т. е. не содер жащего дефектов) кристалла т. е. его теоретическую прочность Опыт показывает, что те напря жения, при которых происходят деформации и разрушение реальных монокристаллов, т. е. их реальная прочность, оказываются в 10 ... 10 раз меньше рассчитанных теоретически. В настоящее время доказано, что причина высокой пластичности и пониженной прочности заключается в существовании в реальных кристаллах легко подвижных дефектов — дислокаций. [c.97]

Бездефектный кристалл разрушается при напряжениях (Отеор), намного превышающих прочности поликристаллов. Теоретическая прочность приблизительно равна атеор - 0,1-Е. Между тем прочность поликристаллов составляет около (0,001. ..0,01) Е, что на один-два порядка ниже величины (Тхеор- Такое различие объясняется наличием в поликристаллическом металле дефектов (дислокации, поры и др.), возникающих в силу особенностей его кристаллизации и физической природы. Поликристалл представляет собой конгломерат различно ориентированных зерен с разными физико-механическими формой и размерами. Границы зерен обладают специфическими свойствами, отличающимися от свойств зерен, и являются источниками образования микроскопических дефектов. Механические характеристики о , ав, и 5 отражают осредненные показатели прочности и пластичности конкретного образца, по которым судят о качестве материала. При этом отпадает необходимость изучения сложных процессов взаимодействия структурных составляющих [c.434]

Кроме рассмотренных выше для кристаллов характерны линейные дефекты (дислокации), когда смещается целый ряд атомов Такие дефекты возникают под действием механических и термических факторов, а также в процессе роста кристаллов Дислокация может быть краевой, когда в кристалле появляется дополнительная неполная плоскость, и винтовой, когда вокруг линии дислокации образуется иаклониая плоскость в виде спирали При деформациях кристаллов дислокации и их скопления могут перерастать в ультрамикротрещииы, наличие которых преимущественно и определяет прочность кристалла [c.239]

Таким образом, показано, что на поверхности серебра и других металлов, являющихся катализаторами окисления, сосуществуют разные формы адсорбированного кислорода, которые находятся в виде ионов (О2 и 0 ) либо образуют двумерные или с большим числом слоев поверхностные окислы разного состава и структуры. Под влиянием хемосорбции или целевой реакции окисления происходит перестройка поверхности металла [59], например на платине возникает окисел Р1з04, на серебре Ag20з и т. д. В этих структурах кислород более реакционноспособен, чем в РЮ, Ag20 и др. В зависимости от природы поверхности ( дефекты , дислокации, заряд и т. д.) изменяется соотношение различных форм кислорода, способных окислять углеводороды с разной селективностью. [c.40]

Таким образом, наличие шероховатостей, выступов н впадин, активных граней, точечных дефектов, дислокаций образует весьма сложную микротопографическую картину, не говоря уже.о влиянии химической природы и предыстории образца. Поэтому однозначного ответа на вопросы о локализации адсорбционных центров, их плотности и поверхностной, энергии быть не может без привязки к конкретной структуре и составу поверхности. [c.126]

Применение электронной микроскопии позволило показать некоторые тонкие детали структуры кристаллов, в отдельных случаях проследить характерные черты процессов их роста и разрушения. Одним из наиболее важных достижений в этой области, имеющем принципиальное значение для развития представлений о структуре кристаллов, является установленная недавно возможность непосредственного наблюдения в электронном микроскопе плоскостей кристаллических решеток и их дефектов — дислокаций. Всестороннее изложение вопроса о дислокациях в кристаллах имеется в книге Рида [1], а также в обзорных статьях Вонсовского и Орлова [2] и Инденбома [3]. [c.167]

Термин гетерогенный распад относится к процессам выделения на всякого рода дефектах (дислокациях, границах зерен и пр.). Рентгеновски выявляемый двухфазный распад есть частный случай гетерогенного, когда на границе зерен зарождаются и от одного зерна в глубь другого растут колонии (ячейки), состоящие из фазы выделения и обедненной (равновесной) матричной фазы. На рис. 18.3 представлена электронная мик- [c.408]

Несколько слов об отношении излагаемых в книге вопросов к общему положению, сложившемуся в физике дефектов к настоящему времени. В последние годы стало очевидным, что механические свойства сильно деформированных твердых тел или кристаллов со сложной дислокационной или двойниковой структурой очень трудно выразить непосредственно через микроскопические свойства дефектов (дислокаций). Возникла необходимость пользоваться свойствами коллективных образований типа ансамблей дислокаций, дисклинаций и штнарных дефектов, описывающих ротационные степени свободы пластической деформации. Переход к этим представлениям отвечает переходу от микроскопического рассмотрения к следующему структурному уровню (условно, - уровню мезоэф-фектов), удобному для анализа механических свойств деформированных кристаллов. В случае обратимой пластичности подобными коллективными образованиями являются гшоские скопления дислокаций превращения на межфазных границах или скопления двойникующих дислокаций на двойниковых границах. Именно в этих терминах удобно описывать основные закономерности обратимой пластичности кристаллов. [c.12]