Источники точечных дефектов

При повышении температуры кристалла термодинамически равновесные концентрации точечных дефектов (вакансий и межузельных атомов) возрастают. Образование дефектов по Шоттки показывает, что в кристалле имеются некоторые источники вакансий. Наоборот, при понижении температуры часть дефектов исчезает на стоках. Природа этих источников и стоков выяснена сравнительно недавно. По-видимому, при этом важнейшую роль играют дефекты решетки высшего порядка — дислокации, границы зерен, микроскопические трещинки и т. п. Благодаря наличию подобных внутренних источников время установления термического равновесия в системе кристалл — точечные дефекты сравнительно слабо зависит от геометрических размеров кристалла. Однако при быстром охлаждении, например при закалке жидким азотом, точечные дефекты не всегда успевают уйти в стоки и как бы замораживаются в кристаллической решетке. Точечные дефекты в кристаллах могут [c.12]

Принцип эквивалентности источников беспорядка в условиях минимизации свободной энергии системы состоит в том, что для любой системы (в том числе и кристалла) совершенно безразлично, что является источником увеличения ее энтропии — точечные, протяженные дефекты или свободная поверхность. В зависимости от конкретной ситуации твердофазный материал в равновесных условиях приобретает тот вид дефектов, который при наименьших энергетических затратах обеспечивает максимальное увеличение энтропии. Эти представления позволяют, например, понять, почему спеканием чистого поликристаллического оксида иттрия нельзя получить прозрачную керамику ни при каких условиях нагрева. Поры, межкристаллитные границы и дислокации являются тем источником увеличения энтропии, который обеспечивает минимальное значение энергии Гиббса. Получить прозрачную керамику на основе УгОз удалось, легируя последний оксидом циркония (IV), тем самым создав структуру с высокой концентрацией точечных дефектов, являющихся источником беспорядка. [c.169]

В тех случаях, когда источниками внутренних напряжений служат не включения новой фазы, а точечные дефекты (например, примесные атомы), мы имеем дело, по существу, с той же ситуацией, что и в гетерофазной системе. Деформационное взаимодействие примесных атомов, вызванное искажениями кристаллической решетки матрицы, также должно приводить к образованию определенных конфигураций примесных атомов, которые обеспечивают минимум упругой энергии. Единственное принципиальное различие, которое существует между системой включений новой фазы в матрице и системой примесных атомов в кристаллической решетке матрицы, заключается в том, что в последнем случае масштабы точечных дефектов и расстояния между ними оказываются соизмеримыми с межатомными расстояниями. Это означает, что потенциалы взаимодействия примесных атомов должны вычисляться с помощью теории упругости, учитывающей дискретное строение кристаллической решетки. [c.322]

В изложенной выше теории гармонических колебаний кристалла точечный дефект играл роль локальной неоднородности. Но для большинства проблем, связанных с макроскопическими механическими свойствами твердых тел, решающим оказывается учет вызванных точечным дефектом статических искажений кристаллической решетки вдали от него. Поле смещений атомов вокруг дефекта может быть описано некоторым стандартным образом. Важно, что в расчете таких смещений точечный дефект играет роль источника упругого поля. Мы исходим из предположения, что при макроскопическом описании точечного дефекта возможно независимое его рассмотрение как локальной неоднородности и как источника упругого поля. [c.242]

Мы убедились, что в теории упругости точечный дефект может рассматриваться как источник внутренних напряжений если дефект расположен в точке г = Го, то соответствующая плотность объемных сил равна [c.295]

Свойство дефекта играть роль источника упругого поля является основным при описании взаимодействия дефектов. Но следует помнить, что это свойство отражает только одну сторону вызванных дефектом нарушений кристаллической решетки. Фактически в формуле (19.9) сконцентрирована лишь информация о статических смещениях центров равновесия атомов кристалла после возникновения точечного дефекта (вдали от него). [c.295]

Мы видим, что взаимодействие точечного дефекта с упругим полем состоит из двух независимых частей, в первой из которых (линейной по деформации) дефект выступает как источник напряжений, а во второй (квадратичной по деформациям) — как локальная неоднородность. Иногда говорят, что первая описывает размерный эффект, а вторая — модульный эффект. [c.297]

В противоположность поверхностной энергии жидкостей измерить свободную поверхностную энергию кристаллов значительно труднее, при этом данные, полученные различными методами, колеблются в широких пределах, часто различаясь в несколько раз. Этот разброс обусловлен прежде всего влиянием условий опыта и влиянием реальной структуры кристаллов. Наличие различных элементарных дефектов (например, точечные дефекты, отдельные дислокации или их скопления возле границ зерен и т. д.) и микроскопических нарушений (например, микротрещины, которые являются источником концентрации напряжений) или других видов неоднородности (например, скопления химических загрязнений) влияет на поверхностную энергию. В ряде случаев разброс вызывается влиянием адсорбционных явлений на границе фаз кристалл — окружающая среда, так как теоретические значения а справедливы для поверхности раздела кристалл — вакуум. В то же время во многих случаях измеряют значения поверхностных энергий не достаточно чистых поверхностей. Поэтому для различных граней кристалла, существует только несколько достоверных значений а. [c.256]

Кристаллы, ограниченные гранями с выходами винтовых дислокаций, с дефектами в виде посторонних включений или скоплений точечных дефектов, нарастают без спонтанного образования двумерных зародышей. При этом около дефектов образуются постоянно действующие источники монослоев. Слои разрастаются тангенциально, аналогично тому, как разрастаются двумерные зародыши, [c.68]

Обратный процесс — испускание точечных дефектов ступеньками, является основным источником термически равновесных точечных дефектов. [c.229]

Ускорение ползучести в условиях действия адсорбционноактивных сред отмечалось неоднократно. В работе [261] рассматривается один из возможных механизмов влияния снижения свободной поверхностной энергии на некоторые механические характеристики твердых тел, в том числе и на скорость ползучести. Сущность механизма заключается в том, что свободная поверхность, наряду с межзеренной, рассматривается как основной источник точечных дефектов (вакансий) в объеме поликристалла. Мощность этого источника зависит от равновесной концентрации С - изломов на поверхностных ступенях атомарной высоты. Элементарный акт образования вакансии на поверхности заключается в переходе атома твердого тела на излом атомарной ступени. Следовательно, поток вакансий с поверхности кристалла в его объем должен возрастать при уменьшении поверхностной энергии о в соответствии с выражением 1п (—с1кТ). [c.90]

Влияние ионной бомбардировки на структуру поверхности исследовано довольно подробно [19—29]. Прежде всего при указанной обработке устраняются такие особенности микрорельефа, как царапины, выступы и углубления, так что в относительно крупном масштабе поверхность становится более гладкой. Однако в атомном масштабе явно имеются шероховатость и другие виды нарушения структуры поверхности. Поверхность ноли-кристаллнческого образца из-за неодинаковой ориентации индивидуальных кристаллов слагается из различных граней. Поскольку скорость удаления металла зависит от индекса грани, с поверхности одних кристаллитов металл распыляется быстрее, чем с других, и между соседними кристаллитами образуются ступеньки. Кроме того, по границам зерен могут появляться углубления (канавки). После бомбардировки грань кристаллита, обращенная в газовую фазу, может стать иной, чем исходная, и этот эффект усиливается при условии наклонного падения ионного пучка. Все это увеличивает шероховатость поверхности. Если шероховатость поверхности необходимо свести к минимуму, предпочтительно ионный пучок направлять по нормали к поверхности. Если бомбардировке подвергаются монокристаллы, рассмотренные источники образования шероховатости отсутствуют, но нарушение структуры поверхности все же наблюдается. Нарушение структуры поверхности, вызываемое пучками с обычно применяемой для очистки энергией, состоит в образовании микрограней (фасеток) и микрокристаллитов, а также появлении на новерхности точечных дефектов и дислокаций. Этот вид нарушения структуры поверхности наблюдается и на каждой грани поликристаллического образца. [c.126]

Последующие теоретические и экспериментальные исследования показали, что теплопроводность в области максимума очень чувствительна к наличию различных дефектов в кристаллической решетке (дислокаций, примесей, точечных дефектов и др.), которые являются источником дополнительного рассеяния фононов [51]. [c.67]

Повреждение в форме круга. Подводимый ток от внешнего источника натекает в трубопровод через дефектный участок радиусом Го на его поверхности. При достаточно большом различии в размерах дефекта и трубопровода дефект можно рассматривать как точечный источник. При этом для потенциала на поверхности земли из табл. 24.1 может быть получено выражение [c.127]

Максимальный контраст С достигается, если в центре дефекта действует мгновенный точечный источник. В то же время максимально возможное значение С " можно получить из следующих физических рассуждений. Пусть происходит нагрев энергией W поочередно элементарного адиабатического объема АУ внутри дефекта и равного объема в основном материале. Среднее повышение температуры элементарных объемов равно [c.96]

Функция точечного источника и инверсия размеров внутренних дефектов в пространстве Фурье. Общий подход к определению размеров и формы внутренних дефектов по экспериментальным температурным сигналам разработан Р. Фавро [43] и др. для импульсных процедур ТК и Г. Вальтером и др. [44] для процедур с использованием тепловых волн. Предлагаемый метод заимствован из астрономии и оптики и предполагает независимость оценок от времени и параметров дефектов. [c.130]

При толщинометрии длина участка контроля, на котором определяется отклонение толщины, всегда больше размеров дефекта. Кроме того, при измерении толщины не требуется высокого быстродействия, поэтому постоянную времени измерения выбирают достаточно большой, что позволяет снизить активность источника. При точечных измерениях постоянная времени не имеет оптимального значения и обратно пропорциональна активности источника. [c.105]

Теневым методом можно обнаружить дефекты поверхности размером менее 1/100 длины волны света. Схема теневого метода контроля сферической поверхности показана на рис. 12. Точечный источник света помещают вблизи центра кривизны С зеркала. Рядом с ним [c.499]

Диаграмма направленности является важной характеристикой звукового поля, определяющей геометрические границы поля, его протяженность и распределение в нем ультразвуковой энергии. Если пьезоэлемент имеет форму плоской круглой пластины, размеры которой малы по сравнению с длиной волны, то он подобен точечному источнику и излучаемое им звуковое поле имеет вид сферы. При увеличении поперечных размеров пьезоэлемента (при той же длине волны) пространственный угол, охватываемый звуковым полем, уменьшается и звуковое поле приобретает форму лепестка, ось которого направлена перпендикулярно излучающей поверхности. Чем больше диаметр пьезоэлемента, тем уже диаграмма направленности. Как было отмечено, вблизи излучателя поле имеет приблизительно цилиндрическую форму, а начиная с некоторого расстояния Го и дальше поле приобретает конусообразную форму. На рис. 82 показаны схемы изменения звукового поля в зависимости от частоты / излучения и диаметра О пьезоэлемента. Как видно, с увеличением диаметра О и частоты / увеличивается протяженность ближней зоны Гд и уменьшается угол 0 расхождения пучка лучей УЗК, т. е. улучшается направленность излучения. Но в ближней зоне звуковое поле неоднородно, амплитуда поля и, следовательно, интенсивность звука распределены неравномерно и осциллируют на этом участке как по длине, так и по сечению пучка. Если при контроле изделия дефект будет находиться на участке ближней зоны, то от него могут [c.171]

Дефектоскоп обеспечивает контроль фазовым и амплитудным методами. При контроле фазовым методом на дефектоскоп устанавливаются и одновременно сканируются антеннами два изделия контролируемое и эталонное (без дефектов). При работе амплитудным методом одно плечо фазового моста и стол с эталонным изделием отключаются. Контролируемое изделие просвечивается по спирали узким пучком микрорадиоволн (диаметр пучка равен приблизительно половине длины волны, т. е. 4 мм). Источником волн является отражательный клистрон, излучение которого модулировано последовательностью прямоугольных импульсов (меандром) с частотой 1000 Гц. Принятый сигнал детектируется кристаллическим СВЧ-детектором, усиливается, детектируется на низкой частоте и снова усиливается усилителем постоянного тока, нагрузкой которого является точечная газосветная лампа ТМН-2. Яркость свечения этой лампы линейно зависит от сигнала СВЧ-де-тектора, т. е. в конечном счете от радиопрозрачности находящегося в данный момент времени между излучающей и приемной антеннами участка контролируемого изделия. [c.91]

Хорошо известно электролитическое окрашивание щелочногалоидных кристаллов, помещенных в постоянное электрическое поле при повышенной температуре. При этом в кристалле наблюдается изменение концентрации вакансий, обнаруживаемое -по изменению плотности. В работе Андреева и сотрудников [10] йзмёрение плотности окрашенных образцов бромида калия производилось флотационным методом в термоградиентной трубке с точностью 5-10 . Результаты показывают, что образование ионных вакансий (КВг характеризуется беспорядком по Шоттки) происходит не только за счет процессов на, поверхностях жристалла, но и за счет внутренних источников точечных дефектов, видимо, дислокаций. Детали техники эксперимента опи-юаны в 11]. [c.20]

Пусть форма внутреннего дефекта в направлении, параллельном контролируемой поверхности, описывается функцией F x, у,1), г. функция G(x, у, I, т) обозначает поверхностный температурный отклик от точечного дефекта, расположенного на той же глубине / (нагрев импульсом Дирака). Функция G является аналогом функции Грина, широко используемой для решения дифференциальных уравнений ее более точное название -функция точечного источника (ФТИ). Эту функцию можно определить как в общем случае, так и для конкретных материалов, дефектов и типов нагрева. Очевидно, что поверхностный температурный сигнал от произвольного дефекта при произвольном нагреве можно получить сверткой ( onvolution) следующих функций [c.130]

I трия нельзя получить прозрачную керамику ни при каких условиях нагрева. Поры, межкристаллитные границы и дислокации являются тем источником увеличения энтропии, который обеспечивает минимальное значение энергии Гиббса. Получить прозрачную керамику на основе Y2O3 удалось, легируя последний оксидом циркония (IV), тем самым создав структуру с высокой концентрацией точечных дефектов, являющихся источником беспорядка. [c.169]

Таким образом, в охлаждающемся монокристалле возникают остаточные напряжения, близкие по величине, но противоположные по знаку тем исходным термическим напряжениям, которые вызвали пластическую деформацию. Источниками остаточных напряжений служат соответствующие остаточные деформации, а именно, распределение дислокаций и точечных дефектов, установившееся в результате пластического течения. Мерой величины остаточных напряжений служит кривизина фронта роста при заметно выпуклых и вогнутых фронтах радиальные градиенты температуры по величине часто сопоставимы с осевыми градиентами. Для плоского фронта роста осевой градиент единым образом отражает характер температурного поля. [c.41]

С этой целью мы подвергли кристалл каменной соли у-облучению на источнике Со в течение 12 час при интенсивности 1 МрадЫас. Под действием облучения в кристалле возникло большое количество точечных дефектов (.F-центров). Концентрация i -центров была определена оптическим методом поглощения и оказалась равной 2,2-10 см . Затем сколы облученного и необлученного кристаллов помещались в вакуумную установку и при 200°С на них конденсировался осадок золота с расчетной толщиной — 5А. [c.294]

Согласно Вейну [156], для получения ферритов со спонтанной ППГ следует иметь плотные, однофазные, однородные материалы с высокой степенью симметрии кристаллической решетки. Константа кристаллографической анизотропии Ki должна быть отрицательной и превышать все остальные виды анизотропии. Константа магнитострикции Лщ в направлении оси легкого намагничивания должна быть, напротив, минимальна. Соблюдение этих условий для ферритов с практически наиболее высокой степенью симметрии, т. е. для ферритов с кубической решеткой шпинели, приводит к теоретической величине коэффициента прямоугольности (Кп= = 0,87) [157]. Противоположная точка зрения о природе ППГ высказана Бальцером [158, 159], согласно которой условие формирования ППГ в поликристаллических ферритах — близость к нулю эффективной константы магнитной анизотропии. Предполагается, что это условие может б 1ть выполнено в ферритах благодаря статистически локализованным напряжениям, источником которых являются неоднородности типа искажений Яна—Теллера [160]. Теория Бальцера не нашла экспериментального подтверждения для большинства ферритовых систем [161], тогда как справедливость модели Вейна доказана исследованиями [162—167]. Здесь уместно заметить, что модель Вейна связывает природу ППГ лишь с ф мическим составом и керамической структурой феррита, но не с точечными дефектами решетки. Вместе с тем следует иметь в виду, что условия получения прямоугольных петель гистерезиса [c.138]

Влияние дегидратации. Предполагалось, что одним из возможных механизмов возникновения точечных дефектов в коллагене являются необратимые нарушения конформации отдельных участков полипептидной цепи. Подобные изменения могут быть источником разупорядочения и последующего накопления дефектов во вторичной структуре. Далее предположим, что коп-формационная упорядоченность в коллагене связана с наличием гидратим" оболочки. Поэтому дегидратация должна способствовать возникновению конформационного разупорядочения в коллагене, если таковая возможность потенциально заложена в его структуре. [c.133]

Поскольку изменения вибрационной энтропии при образовании как вакансий, так и межузельных атомов всегда значительно меньше соответствующих энтальпий образования, то концентрация того или иного вида дефектов определяется в первую очередь величиной энтальпии образования. Расчеты показывают, что для плотно упакованных металлов концентрация атомов в междоузлиях на много порядков меньше концентрации вакансий. В случае же элементарных полупроводников со структурой типа алмаза объем междоузлий и их окрул-[ение мало отличаются от нормальных узлов и, следовательно, переход атома из узла в междоузлие не сопровождается появлением столь большой энергии деформации, как в плотно упакованных металлах. Поэтому концентрация межузельных атомов в кристаллах со структурой типа алмаза может быть того же порядка, что и концентрация вакансий. Однако не существует каких-либо данных о влиянии межузельных атомов на свойства кремния или германия, и можно считать, что концентрация атомов в междоузлиях достаточно совершенных кристаллов в общем случае незначительна. Необходимо обратить внимание на то, что между равновесными концентрациями вакансий и межузельных атомов в чистых элементарных кристаллах отсутствует какая бы то ни было связь. Это объясняется тем, что поверхность кристалла (внешняя или внутренняя) всегда играет роль либо источника, либо стока вакансий. Между кристаллами с точечными дефектами Шоттки и кристаллами с дефектами Френкеля имеется принципиальное различие. [c.169]

Исследование диффузии ионов алиовалентных примесей в ионных кристаллах, так же как изучение электропроводности, диэлектрических потерь и парамагнитного резонанса в кристаллах с указанными примесями, является источником информаций о взаимодействии между примесями и точечными дефектами в этих системах. [c.123]

У человека. Вопрос о возможности хронического отравления остается спорным. Достоверно известны заболевания глаз, выражающиеся в чувстве жжения, покраснении и опухании конъюнктивы, мелких точечных дефектах роговицы, ломоте в бровях и глазном яблоке, ощущении песка в глазах обычно сильная светобоязнь, видение цветных ободков вокруг источников света, повышенная чувствительность к свету, очень сильное слезотечение (иногда слезы текут ручьями) являются первыми признаками заболевания (Архангельский, Суров, Цвингман, Самойлов, Вольфсон). [c.68]

В табл. 2.6 содержатся решения трехмерных задач нагрева полубесконеч-ного тела точечным и гауссовсЕсим движущимся источником тепла. В классической теории теплопроводности решения такого рода разработаны для моделирования процесса сварки материалов. В ТК время от времени возобновляется интерес к обнаружению скрытых дефектов сканированием поверхности изделий локализованными источниками тепла (см. также технику летающего пятна и технику ползущего пятна в табл. 1.1), поскольку наилучшая чувствительность ТК достигается при нагреве изделий тепловыми потоками, которые описываются функцией Дирака в [c.32]

Протокол нагрева и его оптимизация. Гипотетическая оптимальная процедура ТК. В силу линейности задач ТК, по крайней мере при обычных условиях, избыточная температура поверхности Т и температурный сигнал АГ прямо пропорциональны мощности (энергии) нагрева. Поэтому, как отмечено выше, для обеспечения максимального значения АГ мощность нагревателя 2 должна быть возможно большей. В то же время рост 2, с одной стороны, ограничивается предельно допустимой температурой материала изделия (температурой деструкции), с другой стороны, максимизировать следует не сам сигнал, а отношение сигнал/шум. Во многих случаях для этого достаточно обеспечить максимальное значение текущего температурного контраста С = ДГ/Г. Еще в 1975 г. А.Е. Карпельсон и др. показали, что максимальный контраст создается мгновенным точечным источником, перемещающимся по объему изделия [29]. Авторами исследован на экстремумы функционал, полученный в результате аналитического решения трехмерной задачи для тела с дефектом, который моделировали экспоненциальным изменением ТФХ. [c.96]

Источником слоев роста, помимо отдельных дислокаций и их групп, могут служить и двумерные дефекты — сетки дислокаций вдоль границ макроблоков и залеченных трещин (рис. 1-19), а также двойниковые швы. Последние заслуживают несколько более подробного рассмотрения. Давно известно, что двойники, у которых между индивидами имеется входящий угол, растут значительно быстрее монокристаллов. Объясняют это явление более легким присоединением частиц во входящем углу двойника. В этом случае двойниковый шов должен служить линейным источником слоев роста. Однако при росте двойников винной кислоты из водного раствора мы наблюдали распространение слоев роста из двух-трех точечных источников, расположенных на двойниковом шве. Об аналогичном расположении центров роста на двойниках природного флюорита сообщал Ф. К. Франк [1950]. Таким образом, по крайней мере в некоторых случаях слои генерируются дислокациями, лежащими в плоскости двойниковой границы (по-види-мому, это имеет место для некогерентных границ). [c.34]

Фоторезист может экспонироваться любым источником света, имеющим достаточную мощность в области спектра, близкой к ультрафиолетовой. Большие по площади источники света применяются редко и только в случае использования подложек больших размеров. Свет от таких источников — рассеянный и не позволяет выявить мелкие детали рисунка, поэтому он применим только для разрешения широких линий (от 50 мкм до 0.5 мм). Рисунки с тонкими линиями экспонируются точечным источником света, например, от угольной дуги, лампы с высоким давлением, заполненной парами ртути, ксеноновой импульсной лампы, которые создают поток почти коллимированного света, если они находятся на достаточном удалении от подложки. Коллиматорные линзы необходимо отрегулировать эмпирически, потому что если свет отколлимирован тщательным образом, то он разрешает мельчайшие дефекты в защитном рельефе даже серебра, образуя таким образом островки или проколы в слое фоторезиста [62]. Однородность интенсивности света вдоль всей поверхности подложки получается лучше, если точечный источник удален на достаточно большое расстояние, чем в том случае, когда применяются коллиматорные линзы, особенно если эти линзы меньше рабочего поля изображения и если отсутствует апертура, которая перекрывает периферийные участки светового пучка [91]. [c.600]

В коррозионно-усталостных испытаниях отдельные точки на кривой располагаются более плотно, и воспроизводимость их гораздо лучше, чем при усталостных испытаниях на воздухе. Это связано с тем, что коррозионные условия способствуют образованию большего количества источников зарождения трещин, в то время как при усталостных испытаниях на воздухе (образец изготавливают с большой осторожностью с целью исключения, поверхостных дефектов), точечные участки зарождения трещины выявляются случайным образом. Это в свою очередь является доводом против использования в усталостных испытаниях на воздухе слишком маленьких образцов, т. е. таких, которые имеют слишком малую площадь поверхности в области максимальных напряжений. [c.293]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология