Строение реальных кристаллических материалов

Строение реальных кристаллов отличается от идеальных из-за наличия дефектов. Вследствие дефектов реальные кристаллы примерно в 1000 раз менее прочны, чем идеальные. Дефекты кристаллов подразделяются на точечные, линейные и поверхностные.

К точечным дефектам относятся вакансии (дефекты Шоттки – т.е. узлы решетки, в которых атомы отсутствуют), межузельные атомы (дефекты Френкеля – образуются в результате перехода атома из узла решетки в междоузлие) и примесные атомы.

Основными видами линейных дефектов являются краевые и винтовыедислокации, при которых в кристаллической решетке имеется лишняя атомная полуплоскость.

Наличие в кристаллической решетке дислокаций увеличивает ее энергию по сравнению с идеальным кристаллом. Количество дефектов меняется в ходе технологических процессов. Деформирование металла, а также закалка (нагрев и охлаждение в воде) увеличивает их количество, а отжиг (длительная выдержка при высокой температуре) – уменьшает.

Дефекты подвижны, что связано с процессами диффузии. Возможно перерождение дефектов, например, вакансии в дислокацию или небольшую полость, если от вакансии происходит отток атомов.

Поверхностные дефекты представляют собой поверхности раздела между отдельными зернами или их блоками. Зерна металла обычно разориентированы относительно друг друга на величину от нескольких долей градуса до нескольких градусов. Границы между отдельными зернами представляют собой переходную область шириной в 5-10 межатомных расстояний, в которой решетка одного кристалла, имеющего определенную кристаллографическую ориентацию, переходит в решетку другого кристалла, имеющую иную кристаллографическую ориентацию. В связи с этим на границе зерна атомы расположены менее правильно, чем в его объеме.

Дата добавления: 2014-01-05