Дефекты в кристаллических решетках

Реальные кристаллы их строение и свойства существенно отличаются от идеальных, вследствие наличия в них внутренних и поверхностных дефектов. Внутренние дефекты (рис. 2.2.) подразделяются на три вида.

1. Точечные дефекты характеризуются вакансией – отдельные узлы кристаллической решетки не заняты, дислоцированным атомом – атомы, оказавшиеся в межузлиях, и примесныматомом – внедренный атом других элементов.

Рис. 2.2. Дефекты кристаллической решетки:

а – точечные (нуль мерные); б – линейные (одномерные);

в – двухмерные (развитые в двух направлениях).

2. Линейные дефекты, характеризующиеся смещением атомных плоскостей, называемымдислокацией,и цепочкой вакансий.

Плотность дислокаций велика и на 1 см достигает 10⁶ – 10⁸ степени в недеформированных кристаллах. Зерно металла состоит из отдельных блоков, граница между ними обычно представляет собой скопление дислокаций.

При пластическом деформировании плотность дислокаций увеличивается в тысячи раз, что значительно повышает прочность материала и расширяет область их применения (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Зависимость прочности тела от плотности дефектов:

п – число дефектов, Р_К – точка характеризующая прочность чистых металлов, А – ветвь характеризующая резкое снижение прочности, В – ветвь характеризующая повышение прочности при пластическом деформировании или введением легирующих элементов.

3. Двухмерные дефекты характерны для поликристаллических материалов, то есть большого количества мелких кристаллов, различно ориентированных в пространстве.