Дефекты атомные плотность

Плотность р и атомный номер 2 контролируемого материала определяют необходимую МЭД и энергию излучения, обеспечивающие получение требуемой производительности контроля и выявляемости дефектов. [c.54]

Согласно современным представлениям, все твердые полимерные тела существенно неоднородны на различных уровнях их организации — молекулярном, топологическом, надмолекулярном. Здесь мы будем понимать под неоднородностями структуры такие отклонения в флуктуации плотности или в размерах упорядоченных областей, которые превышают статистические, термодинамические флуктуации при данных условиях. Имеются и другого типа неоднородности структуры, которые мы будем называть технологическими дефектами (пузырьки, поверхностные трещины и т. п.), которые обычно связаны с технологией получения полимерного образца. Действуя на неоднородный материал, поле напряжений становится также неоднородным и создает концентрацию напряжений в окрестности любого дефекта, что в конечном счете приводит к локальным пластическим деформациям и разрывам атомных связей, причем в первую очередь рвутся наиболее напряженные связи. Разрыв связи происходит под действием флуктуаций энергии теплового движения, а действующее механическое напряжение уменьшает потенциальный барьер, который необходимо преодолеть для разъединения атомов [81—85]. Накопление достаточного количества разрывов приводит к образованию субмикроскопических трещин (до нескольких сот ангстрем в направлении растягивающей силы и тысяч ангстрем в направлении, перпендикулярном направлению действующей силы). Длина субмикроскопических трещин обычно совпадает с размерами надмолекулярных образований полимера [95]. [c.218]

Возможность существования поверхностных состояний была впервые рассмотрена Таммом [1], который пришел к выводу, что соответствующие им уровни лежат в запрещенной зоне. Можно предположить, что эти поверхностные состояния возникают различными путями. Они могут включать в себя уровни, получающиеся из сложных атомных уровней [2], уровни, образующиеся вследствие изменения потенциала Маделунга в поверхностной области [3] и вследствие присутствия адсорбированных веществ [4], и уровни, связанные с такими обычными поверхностными нарушениями, как трещины Смекала, спиральные дислокации и другие дефекты. Особенности уровней Тамма были теоретически рассмотрены многими авторами [5]. Предполагается, что число локализованных поверхностных состояний может соответствовать числу поверхностных атомов. Энергетические уровни, соответствующие этим поверхностным состояниям, могут быть или дискретными, или равномерно распределенными по всему промежутку между заполненной зоной и зоной проводимости. Последнего можно ожидать при высоких концентрациях примеси. Бардин [5] утверждает, что, если плотность поверхностных состояний достаточно велика (больше 10 ш ), на свободной поверхности может образоваться двойной электрический слой, возникающий вследствие поверхностного заряда, вызванного электронами, находящимися в этих состояниях. Этот заряд будет индуцировать объемный заряд противоположного знака, распространяющийся примерно на 10 см внутрь кристалла. Согласно Бардину, это приводит к независимости работы выхода электрона для таких веществ от высоты уровня Ферми внутри материала и, следовательно, к независимости ее от содержания примесей в объеме. Этот постулат распространяется и на поверхности раздела металл — полупроводник. В данном случае металл стремится расширить поверхностные состояния полупроводника. Однако, когда это расширение мало по сравнению с шириной запрещенной зоны, пространственный заряд полупро-водника не зависит от металла. В тех случаях, когда расширение значительно по сравнению с запрещенной полосой, не может быть сделано никаких выводов. [c.168]

Плотность атомных дефектов [деф] решетки (вакансий или внедренных атомов), рассчитанная по данным измерений рассеяния тепловых нейтронов в предположении, что все дефекты являются одиночными [441] [c.289]

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]

Для рассмотрения влияния дефектов и дислокаций на свойства наноструктур представляет интерес связь размерного фактора наносистемы и плотности дефектов в наносистеме. То, что эти факторы взаимосвязаны, не вызывает никакого сомнения, однако микроскопические атомные модели требуют учета многих неизвестных факторов, микроскопического состояния поверхности и внутренних слоев кластера, типа межкластерных взаимодействий, формы частиц и т.д. [c.416]

Второй крайний подход к механизму каталитической хемосорбции основан на ее трактовке как процесса образования локальных химических связей между адсорбирующимися молекулами (или образующими их атомами или группами атомов), с одной стороны, и отдельными ионами (атомами, атомными дефектами) поверхности твердого тела, с другой стороны. Участие остальных атомов (ионов) твердого тела, непосредственно не соприкасающихся с хемосорбированной молекулой, считается второстепенным. Основное значение придается типам связей, специфичным для соединения лигандов с центральными ионами комплексных соединений и для кристаллических соединений, к которым применимы представления лигандной теории. Это очень широкий круг форм, так как чисто ковалентные двухэлектронные связи, типичные для органических молекул, так же как и чисто ионные связи редко встречаются в твердых телах и в их поверхностных хемосорбционных соединениях. В большинстве неорганических веществ подлинное распределение электронной плотности сильно отличается от этих идеальных моделей. [c.56]

Метод аннигиляции позитронов (МАП) широко используется для исследования вакансий, дислокаций, границ зерен в металлах и сплавах вследствие высокой чувствительности и избирательности позитронов к областям с пониженной электронной плотностью. От известных бесконтактных неразрушающих методов контроля, например, от метода рентгеновской дефектоскопии, МАП отличается тем, что он позволяет исследовать избирательно дефектность материалов на атомном уровне позитроны эффективно захватываются нейтральными дефектами и дефектами, имеющими отрицательный заряд. Чувствительность МАП в отношении концентра- [c.269]

Описание структурной модели. Результаты представленных в 2.1 экспериментальных исследований, а также приведенные в п. 2.2.1 представления о неравновесных границах зерен являются базисом для разработки структурной модели наноструктурных материалов, полученных ИПД [12, 150, 207]. Предметом этой модели является описание дефектной структуры (типов дефектов, их плотности, распределения) атомно-кристаллического строения наноструктурных материалов, а задачей — объяснение необычных структурных особенностей, наблюдаемых экспериментально высоких внутренних напряжений, искажений и дилатаций кристаллической решетки, разупорядочения наноструктурных интерметаллидов, образования пересышенных твердых растворов в сплавах, большой запасенной энергии и других. На этой основе становится возможным объяснение, а также предсказание уникальных свойств наноструктурных материалов (гл. 4 и 5). Вместе с тем, как было показано вьппе, типичные наноструктуры в сплавах, подвергнутых ИПД, весьма сложны. Более простым является пример чистых металлов, где основным элементом наноструктуры выступают неравновесные границы зерен. Структурная модель металлов, подвергнутых ИПД, может быть представлена следую-шим образом. [c.99]

ХМ1-1-13. Рассчитайте дефект массы и энергию связи аО. Изотопная атомная масса О 15,99468 ат. ед. Массы протона и нейтрона 1,007277 и 1,008657 ат. ед. соответственно, а масса электрона 0,000549 ат. ед. ХП1-1-14. Масса покоя р-частицы 0,000549 ат. ед. Определите эффективную относительную массу, если р-частица движется со скоростью, равной 0,99 скорости света ХП1-1-15. Если пучок нейтронов с плотностью потока ф проходит сквозь поглощающую среду, то доля изменения плотности потока с1ф1ф в некоторой данной точке среды прямо пропорциональна длине пути с1х с1ф1ф= = Мос1х. N — число атомов мишени на 1 см среды, а а — микроскопическая площадь поперечного сечения. Покажите, что а может быть определена из графика зависимости пф от х. [c.148]

Комплексы дефектов в виде объемных образований устойчивы лишь в том случае, если они невелики или дополнительно стабилизированы (газововакансионпые комплексы, газонаполненные поры). С увеличением размеров они стремятся захлопнуться, сплющиваясь в плоскости одного из наиболее плотноупакованных атомных слоев кристаллической решетки. Образующиеся при этом дислокационные петли отличаются от дислокаций обычного типа тем, что они являются сидячими и не способны к свободному перемещению путем скольжения. Как было показано в работе [60], после облучения экструдированного бериллия при 350 °С интегральным потоком 2-10 нейтр/см образуются петли дислокаций диаметром 200—500 А и плотностью 1,2-10 см 1 [c.29]

При Г. р. с участием одного или неск. твердых реагентов часто образуются твердофазные продукты. Такие р-ции, как правило, локализованы на пов-сти раздела фаз или в поверхностном слое и обычно протекают нестационарно. Они характеризуются периодом индукции, в течение к-рого возникают зародыши (ядра) новой фазы. Их образование связано с перестройкой атомной структуры твердого реагента и требует затраты энергии. Поэтому такие Г. р. чувствительны ко всем нарушениям структуры, облегчающим образование зародышей, и м.б. активированы термич., радиац., мех. и др. воздействиями, увеличивающими концентрацию дефектов, в первую очередь плотность дислокаций (см. Дефекты в кристаллах). Кинетич. ур-ние р-ции в этом случае отражает изменение во времени не только концентраций реагирующих в-в, но и пов-сти раздела твердых фаз реагента и продукта по мере роста зародышей пов-сть раздела увеличивается и скорость р-ции сначала возрастает, затем проходит через максимум и снижается вследствие соприкосновения растущих зародышей и образования сплошного слоя твердого продукта (подробнее см. Топохи-мические реакции). [c.537]

Неравновесные границы зерен в наноструктурных материалах вследствие наличия в их структуре внесенных дефектов с предельно высокой плотностью обладают избыточной энергией и дальнодействуюшими упругими напряжениями. В результате действия этих напряжений вблизи границ зерен возникают значительные искажения и дилатации кристаллической решетки, которые экспериментально обнаруживаются методами просвечиваю-шей электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа. В свою очередь атомные смешения в приграничных областях изменяют динамику колебаний решетки и, как результат, приводят к изменению таких фундаментальных свойств, как упругие модули, температуры Дебая и Кюри и др. [c.99]

Как отмечалось выше, ИПД приводит к формированию ультрамелкозернистых неравновесных структур в исследуемых материалах. Для этих структур характерно присутствие высоких плотностей решеточных и ЗГД, других дефектов, которые создают поля дальнодействующих упругих напряжений. В результате имеют место значительные атомные смещения из узлов идеальной кристаллической решетки, поэтому получехшые методами ИПД наноструктуры обладают высокой запасенной энергией и являются метастабильными. В связи с этим весьма важным является вопрос об устойчивости этих структур к внешним воздействиям — температуре и напряженно-деформированным состояниям. [c.122]

Как отмечено выше, теоретическая плотность железа, имеющего при комнатной температуре идеально упакованную кристаллическую решетку, может быть установлена довольно точно. Все нарушения укладки атомов в решетке (дефекты структуры) - точечные (вакансии и межуэельные атомы и их Группировки), одномерные (дислокации и дисклинации), двумерные (дефекты упаковки, границы субзерен, границы зерен и границы фаз), а также трехмерные дефекты (например, микропоры), которые по определению относятся к микроструктуре и не требуют анализа на атомном уровне, - неизбежно приводят к дилатации и изменению плотнос- и металла. Соответственно вклад дефекта в изменение удельного объе-или плотности металла может послужить оценкой значимости вклада Данного вида дефектов в изменение его субмикроструктуры. [c.97]

Если в жидкой фазе присутствзгют примеси в относительно больших количествах, то они влияют на кинетические характеристики процесса и смещают температуры равновесия жидкость — кристалл, а также меняют плотность активных точек роста на перемещающейся поверхности кристалла. Кроме того, примеси наследуются в какой-то мере твердой фазой и меняют ее свойства [154]. Получение желательного распределения примесей требует привлечения специальных способов кристаллизации, нахождение которых должно быть облегчено построением соответствующей теории. Аналогичное положение имеет место при осаждении из пара [155, 156]. Изменение распределения примесей путем варьирования временной зависимости скорости кристаллизации требует построения теории захвата инородных атомов и образований из жидкости [14]. Свойства кристалла данного химического состава во многом определяются его структурным состоянием (количеством и распределением дефектов строения кристаллической решетки различного типа [139]). Так, например, плотность и распределение дислокаций, образующихся в кристаллах при их формирований из расплава, существенно зависят от скорости перемещения фронта фазового превращения и от атомного механизма процесса. При этом возможно образование линейных дефектов как непосредственно при кристаллизации, так и при охлаждении от температуры плавления. Решение вопроса о выращивании кристаллов, имеющих высокое структурное совершенство, необходимое для нужд науки и техники, должно основываться на специальной теории. [c.250]

Аналогичная картина обнаруживается в кристаллах с промежуточной ионно-ковалентной связью. Как указывалось в разделе 1.3, истинное распределение электронной плотности в таких кристаллах существенно отличается от предполагаемого классической ионной моделью и в больщинстве случаев неизвестно. Поэтому определить строго истинные заряды дефектов в реальных кристаллах невозможно. К счастью, это и не нужно. Из схемы, приведенной на рис. 1.4, видно, что электростатическое воздействие дефекта, находящегося в узле I, определяется не истинным значением его заряда, а тем, насколько его заряд отличается от заряда окружающих его ионов, состояние которых отвечает таковому в идеальном кристалле. Поэтому в рамках квазихимического метода зарядовое состояние атомного дефекта можно однозначно определить, приписав ему некоторый эффективный заряд, показывающий, на какую величину его заряд отличается от заряда соответствующего структурного элемента в идеальной рещетке. Другими словами, эффективные заряды дефектов определяются как разностные значения по отношению к общему фону распределения плотности истинных зарядов в решетке идеального кристалла, знать которое совершенно не обязательно. Этот вывод находится в полном соответствии с представлением дефектов как относительных составляющих единиц кристалла, все свойства которых определяются по отношению к фону идеальной кристаллической решетки. [c.27]

При росте из расплава, из пара и в других случаях между зернами и внутри их могут остаться (но могут и не остаться) не занятые атомами полости — мйкрокаверны. (В случае их отсутствия на границах зерен обычно имеются точечные дефекты.) Мйкрокаверны (рис. 11.5, с) могут быть открытыми (внешними) и закрытыми (внутренними). Первые сообщаются с внешней средой, окружающей кристалл, вторые — нет. Определив рентгеновскую плотность (см. 1.15), мы без труда находим теоретический формульный объем (Ф. 0.) (объем, приходящийся на грамм-формульный вес (Ф. В.) вещества, т. е. на сумму атомных весов всех атомов, входящих в формулу соединения, см. 111.31) [c.108]

Измерения плотности будут рассмотрены очень кратко и только в связи с теми осложнениями, которые приводят к неоднозначным результатам определения содержания примесей. Так, примеси могут находиться в порах кристаллической решетки или замещать атомы решетки. В последнем случае примеси, замещающие атомы решетки, могут завысить или занизить значения плотности. Дефекты решетки (вакансии) также оказывают влияние на результаты измерения плотности. Так, атомы с небольшим атомным весом обычно способствуют уменьшению постоянной решетки, что компенсирует влияние нримесей на плотность пробы. Тем не менее, как и в случае измерения тенлонроводности, измерения плотности не требуют разрушения пробы. Сами измерения выполняются достаточно быстро. Поэтому они могут служить основой для предварительного сортирования проб для дальнейшего анализа другими методами. [c.393]

Рентгеновские снимки в рассматриваемых методах дают местоположение дефекта (отсюда их название — топограммы), линии дислокаций проектируются на этих снимках в виде линий толщиной 5—50 мкм поскольку дислокация представляет собой область нарушения атомного порядка, можно говорить об увеличенном ее изображении, взаимное расположение выявляемых элементов структуры непосредственно получается без увеличения, но применение мелкозернистых эмульсий допускает последующее светооптическое увеличение до 500. Сравнительно большая ширина изображений дислокаций делает невозможным исследование кристаллов с плотностью дислокаций более 10 см в случае тонкого кристалла и более 10 сж— в случае толстого кристалла. [c.222]

При образовании точечных дефектов в их окрестности происходят заметные деформапии рещетки атомы вокруг вакансии сдвигаются в направлении этого дефекта, межузельный атом раздвигает близлежащие атомы (рис. 14.1, 14.2). Благодаря этому образование дефекта по Шоттки с перемещением атома на поверхность увеличивает объем кристалла менее, чем на один атомный объем, при этом плотность дефектного кристалла должна быть меньше по сравнению с идеальным кристаллом. Образование дефекта по Френкелю практически не меняет объем кристалла, вследствие чего его плотность останется неизменной. Поэтому сравнение измеренной экспериментально плотности кристалла с ее значением, вычисленным исходя из размеров элементарной ячейки ( рентгеновская плотность), приннипиально позволяет определить разность числа межузельных атомов и вакансий. [c.315]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология