![]() Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
![]() Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
![]() |
Плотность дислокаций для разных состояний материала
Таблица 13.1 Плотность дислокаций определяют по ямкам травления. При на поверхность кристалла травимость повышается и образуются «ямки» травления). Просвечивающая электронная микроскопия позволяет определить контролировать значения плотности. Если низкая прочность наблюдается из-за высокой подвижности дислокаций, то прочность сплавов можно повысить двумя путями: 1) созданием бездислокационных структур; 2) блокировкой (закреплением) дислокаций в сплаве. Нитевидные кристаллы высокой чистоты (так называемые "усы") можно вырастить практически бездислокацианными. Их предел прочности достигает 75% от теоретического. Столь высокая прочность объясняется не только отсутствием дислокаций в объеме кристалла, но и отсутствием поверхностных нарушений, которые могли бы служить концентраторами напряжений и местами зарождений дислокаций. "Усы" имеют почти ювенильную поверхность, на которой даже при увеличении в 40 тыс. раз не удалось обнаружить никаких микронеровностей. Тугоплавкие металлы, армированные сапфировыми или графитовыми "усами" имеют прочность достигающую - теоретической. Одинг получил для Fe следующую зависимость (рис. 13.4) Рис. 13.4. Влияние дефектов на прочность металла Здесь уже начинают играть роль пересечения и взаимодействия дислокаций своими упругими полями (металл наклепыватся). Ill Понизить подвижность дислокации можно не только за счет увеличения их плотности при прокатке, ковке, штамповке, прессовании, волочении и т.п., но и при легировании. Примесные атомы или выделения второй фазы будут стопорами для дислокаций. При этом прочность можно довести до При плотности дислокаций сокращается до нескольких параметров решетки, приводя к сильному взаимодействию и слиянию, с образованием микротрещин. Длина дислокационных линий в сплавах обычно составляет Ширина области наибольших искажений в зоне края экстраплоскости - 5 -10 атомных слоев. При движении дислокации перемещается не вся экстраплоскость, а только атомы нижнего её края. Таким образом, дислокацию можно представить как нить, способную изгибаться под действием напряжений, цепляться за атомы примесей и включения второй фазы, другие дислокации и дефекты и пр. Дислокации в металле образуют как бы тканевый ячеистый материал с высокой прочностью. Чем выше была исходная плотность дислокаций, тем труднее деформировать металл. Легирующие атомы примесей играют роль "гвоздиков", закрепляющих дислокационные линии к кристаллической решетке.
Дислокации увеличивают электросопротивление, меняют магнитные свойства. Именно дислокации держат ключ от мира прочности кристаллических материалов. Присутствие примеси может повысить предел прочности в несколько раз. Различают следующие типы дефектов; 1. точечные или нульмерные: межузельные атомы растворителя или примеси в порах (например, твердый раствор внедрения углерода, бора, азота, и др. в решетке матрицы), узлах решетки растворителя (раствор замещения); вакансии; 2. одномерные дефекты, дислокации краевые, винтовые и 3. поверхностные дефекты (основной вид дефектов поликристалла): 4. Макродефекты. Выводы 1. Причиной несоответствия теоретической и реальной прочности 2. При деформации кристалла разрыв межатомных связей происхо- 3. Взаимодействие дислокаций приводит к упрочнению материала, 4. Снижая подвижность дислокаций можно повысить прочность ЛЕКЦИЯ 14 Раздел. Точечные дефекты План 1. Поле деформации и энергия точечных дефектов. 2. Миграция точечных дефектов. 3. Механизмы образования вакансий. Точечные дефекты искажают кристаллическую решетку в пределах нескольких элементарных ячеек. Относительная деформация
Здесь дефекта. Быстрое затухание атомных смещений при удалении от точечного дефекта свидетельствует о том, что межатомные силы являются близкодействующими. Положение атомов в ядре дефекта г=(1-2)а нельзя описать уравнениями упругости, которые не учитывают дискретного атомного строения металла. Характер искажений решётки вокруг точечного дефекта представлен на рис. 14.1 (а - вакансия, б - межузельный атом, в -атом замещения).
Fhc. 14.1. Характер искажений решетки вокруг точечных дефектов: а - вахансия, б - межузельный атом, в - атом замещения В ГЦК решётке ближайшие соседние, атомы (1-ая координационная сфера) смещаются в сторону центра ядра вакансий (рис. 14.2). Рис. 14.2.Смещенне атомов вокруг вакансии в плоскости ГЦК решетки. Как видно поле смещений сильно анизотропно. По разным направлениям смещения имеют разный знак и величину. Смещения атомов 1-ой координационной сферы составляют около 2% межатомного расстояния. Смещения атомов 2-ой координационной сферы в области вакансии на порядок ниже. В ОЦК решётке смещения атомов в 1-ой координационной сфере несколько выше (ниже коэффициент упаковки решетки), но и здесь они не превышают 10% межатомного расстояния. Вокруг межузельного атома смещение соседей больше, чем вокруг вакансии. Если вакансия может рассматриваться (в приближении упругого континуума) как центр всестороннего растяжения, то межузельный атом - это центр напряжений сжатия. Энергия образования Ео одной вакансии имеет порядок 1эВ = 1.6*10-19 Дж. Например для меди Ео= 0,9 эВ; для германия Ео= 2эВ; для кремния - Колеблющиеся атомы непрерывно обмениваются энергией между собой. В какой-то момент времени атом получив порцию энергию, может занять соседнее положение в решётке, если оно свободно. Так происходит миграция (перемещение) точечных дефектов в объеме кристалла. Последовательные элементарные акты перемещения определённой вакансии осуществляются разными атомами, (рис. 14.3.). Рис. 14.3. Перемещение атома на вакантное место в слое плотнейшей упаковки При рассмотрении перемещения атома в вакансию в слое плотнейшей упаковки атом должен раздвинуть 4 соседних атома (атомы 1и 2 в плоскости чертежа и 2 атома в плоскости перпендикулярной чертежу). Таким образом, атом проходит через состояние с повышенной потенциальной энергией -энергетический барьер. На рис. 14.4. показано изменение энергии атома при его перемещении в вакантный узел. Рис. 14.4. Изменение энергии атома при перемещении его в вакантный узел Высота энергетического барьера Ем называется энергией активации миграции вакансий. Т.к. смещение соседних атомов невелико, то Ем -величина относительно небольшая. Частота перескоков совершаемых дефектом равна где v0 - частота колебаний в направлении перевальной точки или "частота попыток" перехода в соседний узел Sn и Вп- энтропия и энергия активации миграции вакансий. При вакансионном механизме диффузии энергия активации самодиффузии Ес равна сумме энергий образования н миграция вакансий: В табл. 14.17. даны экспериментальные, значения энергий моновакансий в разных металлах по разным литературным источникам. Date: 2015-09-24; view: 1834; Нарушение авторских прав |