Поверхностные дефекты

а) Дефекты упаковки

б) Двойниковые границы

в) Границы блоков и зерен.

а) Дефекты упаковки возникают, когда изменяется расположение плотноупакованных плоскостей в кристалле (если обозначить правильно чередующиеся слои атомов в решетке АВС, то в случае дефекта упаковки они могут чередоваться АСВ… и т.д.).

б) Двойниковые границы возникают при симметричной переориентации областей кристаллической решетки (см. рис. 2.4). Двойники возникают при затруднении пластической деформации скольжением (например, в гексагональной решетке).

Рис. 2.4 Поверхностные дефекты.???????

в) Границы блоков и зерен.

При кристаллизации жидкого металла сначала возникают центры, каждый из которых растет, имея свою ориентировку кристаллографических плоскостей. При столкновении этих кристаллов возникают границы с большим или меньшим углом разориентировки. Кроме того, зерна не являются совершенными кристаллами, а состоят из отдельных участков, повернутых друг относительно друга на малый угол (менее 5⁰) – это блоки мозаики или субзерна. На рис. 2.5. схематически показано зерно, состоящее из 3-х блоков в мозаики, границы между которыми состоят из ряда дислокаций.

Рис. 2.5. Дислокационное строение границ блоков.

Объемные дефекты

К объемным дефектам относятся трещины, поры, мелкие раковины и т.д.

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ

Кристаллизация – процесс образования кристаллической решетки.

Чем объясняется существование при одних температурах жидкого, а при других – твердого(кристаллического) состояния? Почему этот переход осуществляется при строго определенной температуре?

Все самопроизвольно протекающие в природе превращения вызываются тем, что новое состояние является более устойчивым, обладает наименьшим запасом свободной энергии. Свободная энергия F – это та часть внутренней энергии, которая обратима и изменяется с температурой. При повышении температуры свободная энергия (F) уменьшается (рис. 3.1), причем неодинаково для жидкого и кристаллического состояния. Температура Т_s – равновесная или теоретическая температура кристаллизации. При этой температуре F_ж=F_тв. Для того, чтобы кристаллизация шла, надо охладить ниже Т_s. Степень переохлаждения «n» это разность между теоретической и реальной температурой кристаллизации: n=T_s - T_кр.

Рис. 3.1. Изменение свободной энергии жидкого и кристаллического состояния в зависимости от температуры.

Д.К. Чернов установил, что процесс кристаллизации состоит из двух элементарных процессов:

1) Возникновение центров кристаллизации или зародышей.

2) Рост кристаллов вокруг этих центров.

Зарождение центров кристаллизации идет, в основном, двумя путями:

- самопроизвольное (спонтанное) зарождение центров кристаллизации;

- гетерогенное образование зародышей (твердые частицы – готовые центры кристаллизации).