Дефекты кристаллической решетки

Кристаллы, атомы в которых расположены строго периодически, называют идеальными. Все реальные кристаллы обязательно содержат отклонения от идеальной структуры, такие отклонения принято называть дефектами структуры. Дефекты структуры разделяют на динамические и статические. К динамическим дефектам относят искажения кристаллической решетки, вызванные тепловыми колебаниями или же колебаниями атомов в поле проходящей через кристалл электромагнитной волны. Эти дефекты подробно рассмотрены в главах 3 и 5, они связаны со смещениями атомов относительно их равновесных положений, они существуют даже в идеальных кристаллах. Статические дефекты, рассматриваемые в этой главе, связаны с нарушениями в расположении атомов в кристаллической решетке, например один атом в узле решетки отсутствует или замещен другим, или же атомы перегруппировались и сформировали внутри кристалла более крупный дефект.

Статические дефекты принято разделять на 4 группы, различающиеся "формой" дефекта: 1) точечные дефекты, например отсутствие атома в узле решетки (они рассмотрены в разд.2.1); 2) линейные дефекты - дислокации, в которых сильные отклонения от периодичности наблюдаются вдоль линии (они рассмотрены в разд.2.2); 3) поверхностные дефекты, например, границы кристалла и зерен поликристалла (они рассмотрены в разд.2.3); 4) объемные дефекты, например, поры, микротрещины или малые включения другой фазы (они рассмотрены в разд.2.3). Можно установить один замечательный и неочевидный закон, связывающий излучательную и поглощательную способности тела.

Многие физические свойства кристаллов сильно зависят от дефектов разных групп. Например, прочность и пластичность материала сильнее всего зависят от линейных, поверхностных и объемных дефектов. Электросопротивление в основном зависит от точечных дефектов. Коэффициент диффузии, теплопроводность, окраска кристаллов также сильно зависят от наличия дефектов.

Закон Вина ;Парабола – кривая второго порядка, прямая пересекает ее в двух точках драйверы режима ядра программное обеспечение необходимо для разработки и отладки драйверов Первый способ задания функции: табличный Степенная функция Обратные тригонометрические функции Определение непрерывности функции Оценки ошибок в формулах приближённого дифференцирования Производные функции, заданной параметрически Примеры исследования функций и построения графиков Приближённое нахождение корней уравнений и точек экстремума Тригонометрическая форма комплексного числа Изменить порядок интегрирования Вычислить двойной интеграл Вычисление тройных интегралов Сферические координаты Два основных метода интегрирования Замена переменных в двойном интеграле Дифференцирование интегралов, зависящих от параметра

5.

Кристаллиза́ция — процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое кристаллическое с образованием кристаллов.

Фазой называется однородная часть термодинамической системы отделённая от других частей системы(других фаз) поверхностью раздела, при переходе через которую химический состав, структура и свойства вещества изменяются скачками.

Или Кристаллизация — это процесс выделения твёрдой фазы в виде кристаллов из растворов или расплавов, в химической промышленности процесс кристаллизации используется для получения веществ в чистом виде.

Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, например, переохлаждения жидкости или пересыщения пара, когда практически мгновенно возникает множество мелких кристалликов — центров кристаллизации. Кристаллики растут, присоединяя атомы или молекулы из жидкости или пара. Рост граней кристалла происходит послойно, края незавершённых атомных слоев (ступени) при росте движутся вдоль грани. Зависимость скорости роста от условий кристаллизации приводит к разнообразию форм роста и структуры кристаллов (многогранные, пластинчатые, игольчатые, скелетные, дендритные и другие формы, карандашные структуры и т. д.). В процессе кристаллизации неизбежно возникают различные дефекты.

На число центров кристаллизации и скорость роста значительно влияет степень переохлаждения.

Степень переохлаждения — уровень охлаждения жидкого металла ниже температуры перехода его в кристаллическую (твердую) модификацию. С.п. необходима для компенсации энергии скрытой теплоты кристаллизации. Первичной кристаллизацией называется образование кристаллов в металлах (и сплавах) при переходе из жидкого состояния в твердое.

6.

Методы изучения строения металлов

Для изучения структуры сплавов и металлов, определения причин их разрушения используются следующие основные методы анализа:

•− химический анализ на элементы;

•− спектральный анализ определения элементов;

•− ренгено – спектральный анализ элементов;

•− определение механических свойств с помощью различного оборудования.

К основным механическим свойствам относятся: предел прочности, текучести, пропорциональности (σВ, σТ, σПР); относительное удлинение и сужение (δ ,ψ ); твердость (H), ударная вязкость (КС). Определение свойств на износ, живучесть, ползучесть, коррозию, усталость и другие производят при необходимости на спецоборудовании:

• − металлографический структурный анализ производят на оптических электронных микроскопах;

•− ренгено – структурный анализ на оборудовании с использованием рентгеновских лучей.

В последние 1980 – 1990 годы разработаны сканирующие туннельные микроскопы, атомные силовые микроскопы, которые позволяют изучать металлы и сплавы на атомно – молекулярном уровне с манипулированием единичными молекулами.

Все металлы и металлические сплавы — тела кристаллические. В узлах кристаллических решеток металлов находятся положительно заряженные ионы, а между ними свободно перемещаются электроны (электронный газ). Характерные свойства металлов объясняются специфическими свойствами металлической связи.