В каталоге 4065 приборов

Для инженеров:
— удобный поиск по параметрам
— постоянно обновляемый каталог
Для компаний КИПиА:
— возможность бесплатно получить клиентов
— удобный инструмент добавления приборов

Идеальный и реальный кристалл. Дефекты кристаллического строения металлов



 О чем эта статья

Статья о том какие несовершенства существую в кристаллическом строении металлов. Познакомитесь с видами дефектов, рассмотрите их примеры, а также узнаете какими свойствами материала можно управлять при помощи дефектов.
Вы также можете посмотреть другие статьи. Например, «Датчики вибрации» или «Устройство и принцип работы датчиков уровня».

Что такое идеальный и реальный кристалл

В вымышленном, идеализированном мире существует много интересных вещей. Идеальная работа, идеальная машина, идеальная одежда, идеальный вкус или абсолютное знание – всего этого не существует в реальном мире. Однако, для упрощения и понимания основ, порой необходимо представить себе все это.

Подобно этому различаются между собой идеальный и реальный кристаллы металлов. Под идеальным, подразумевается абсолютно бездефектный кристалл, в котором все атомы стоят на своих местах, нет никаких лишних элементах, структура четко периодична и не имеет перекосов. Этот кристалл лишь модель, которую используют для понимания законом и основ, в реальном мире в каждом кристалле есть те или иные дефекты. На практике мы всегда имеем дело именно с реальными кристаллами. Дефекты кристаллического строения металлов являются одним из видом дефектов металлов.

Дефекты кристаллической решетки

Выделяют несколько групп дефектов:

  • Точечные дефекты
  • Линейные дефекты
  • Двухмерные дефекты
  • Объемные дефекты

Точечные дефекты

К точечными дефектам относятся дефекты связанные с единичными атомами. Выделяют: вакансии, атомы замещения и атомы внедрения. Объяснить, что значит каждый из этих видов проще с помощью схемы изображенной на рисунке.

Схема точечных дефектов. Вакансии, атомы замещения, атомы внедрения
Рис. Точечные дефекты. а) идеальная решетка, б) вакансия, в) атом замещение, г) атом внедрения

На рисунке под буквой «а» изображена структура идеального кристалла. На рисунке «б» можете видеть отсутствие атома в одном из узлов, в связи с чем наблюдаются изменение положений ближайших атомов, такой вид дефекта называет вакансия. На рисунке «в» в узле атом одного элемента замещен атомом другого, такой вид деформации называется атомами замещения. И на последнем рисунке изображен атом внедрения, который устанавливается между узлами и тем самым создает сдвиг соседних атомов.

Линейные дефекты

Линейные дефекты по-другому называют одномерными. К линейным относятся дефекты длинны которых в одном из направлений значительно больше чем период решетки, а по остальным направлениям величина дефекта соизмерима с периодом. В случае кубической решетки период равняется расстоянию между соседними атомами. Примером линейного дефекта является дислокация.

Схема линейного дефекта - дислокации.
Рис. Линейный дефект – дислокация. а) идеальный кристалл, б) дислокация

Дислокация это дефект который образовывается из-за отсутствующей полуплоскости. На рисунке изображено плоское представление дислокация, чтобы понять почему этот дефект называется линейным мысленно продолжите этот рисунок за экран. В месте где обрывается одна из полуплоскостей образуется «туннель» это и есть дислокация.

Двухмерные дефекты

По аналогии с линейными дефектами двумерными называют дефекты у который в двух измерениях величина дефекта много больше чем период решетки а в одном направлении сравнимо с ним. К дефектам этого типа можно отнести зоны двойникования, границы зерен и другие.

Объемные дефекты

Объемные или трехмерные дефекты это дефекты, которые имеют величину гораздо больше периода решетки во всех направлениях. К этому типу можно отнести любые модификации трех предыдущих которые находятся близ друг друга тем самым образовывая один большой дефект.

Влияние дефектов кристаллической решетки на свойство материалов

Дефекты без сомнения оказывают сильное воздействие на свойства заголовки. Но далеко не всегда это нежелательные воздействия связанные с потерей материалом нужных характеристик. Часто кристаллическую решетку специально подвергают изменениям, чтобы добиться нужных свойств.

Точечные дефекты такие как атомы внедрения и атомы замещения используются для так называемого легирования, то есть подмешивание в состав материала примесей других элементов. Например, при легировании кремния фосфором можно получить полупроводник с n-типа , величина примеси будет также влиять на плавность p-n перехода. В противоположность этому легирование кремний бором даст полупроводник с n-типом проворности. Для получения качественной стали с высокими показателями долговечности железо легируют углеродом и марганцем.

Дислокация относящиеся к линейным дефектам позволяют увеличивать прочность материала однако при этом происходит потеря пластичности, но иногда именно это и требуется.

Определить величину дефектов проще сравнивая свойства эталона и измеряемого материала, однако скопления дефектов могут помочь определить вихретоковый или ультразвуковой дефектоскопы. Важно, что на сегодняшний день большинство дефектов можно определять и контролировать неразрушающим способом.

Опубликована 28-04-12.

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже

 

Корзина

Сейчас корзина пуста.
Найти нужный прибор можно через поиск приборов или в каталоге.


Каталог


Случайные приборы





590-32BP01-203 width="160px" height="105px"
Терморезистивные термодатчики




ADT7302ARMZ width="160px" height="105px"
Полупроводниковые термодатчики




DC020NDR5 width="160px" height="105px"
Резистивные датчики давления