Материаловедение. Барышев Г.А. - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

В этой модели должны выполняться правила:
1. Положение занимать с минимальным значением свободной энергии.
2. Силы связи между атомами – пружинки или линии.
3. Атомы совершают тепловые колебания около центров равновесия.
4. Расположение должно быть компактным.
Узлы (положения атомов), направления и плоскости в пространстве обозначаются с помощью индексов Миллера (рис.
7). Индексы Миллера для направлений обозначаются в квадратных скобках. Выбирают начало координат (одна точка), вто-
рая точка – узел, занимаемый частицей. Координаты этого узла выражаются числами, кратными параметрам решетки. Отри-
цательным значениям индекса присваивается знак «минус».
Индексы плоскостей определяются отрезками, отсекаемыми плоскостью по координатным осям в единицах отрезков,
кратных параметрам решетки. В круглые скобки заключают обратные значения этих величин. Знак «минус» присваивается
плоскости, если отсекаются отрицательные отрезки (рис. 8).
Полиморфизм (аллотропия) – способность металла принимать различные кристаллические формы при разных темпера-
турах (рис. 9).
Рис. 7. Индексы Миллера для направлений в кубической ячейке
Рис. 8. Индексы Миллера для
плоскостей в кубической ячейке
Рис. 9. Явление полиморфизма у металлов
двух модификаций: ОЦК; ГПУ
Как и в других случаях решающим является минимум свободных энергий, при котором данная кристаллическая решет-
ка становится устойчивой. При температуре больше Т
1
меньше свободная энергия (Z) в ОЦК решетке, она и существует при
этих температурах.
5. ДЕФЕКТЫ КРИСТАЛЛОВ
Строение реальных кристаллов отличается от идеальных. В реальных кристаллах всегда содержатся дефекты, которые
подразделяются на точечные, линейные, поверхностные и объемные. Дефекты имеют различные размеры. У точечных раз-
меры близки к атомным, у линейных длина на несколько порядков больше ширины, объемные дефекты (поры, трещины)
могут иметь макроскопические размеры.
1. Точечные дефекты – вакансии, междоузельные атомы основного вещества, чужеродные атомы внедрения (рис. 10).
а) б) в)
Рис. 10. Точечные дефекты в кристаллической решетке:
а – вакансия; б – междоузельный атом; в – примесный атом внедрения
Вакансии и междоузельные атомы появляются в металлах всегда из-за тепловых колебаний. Количество их зависит от
температуры. Например, у меди при комнатных температурах содержится 10…13 % (ат.), вблизи температуры плавления –
0,01 % (ат.). Вакансии искажают кристаллическую решетку, влияют на физические свойства металлов.
2. Линейные дефекты. Важнейшими линейными дефектами являются краевые и винтовые дислокации (рис. 11).
Краевая дислокация в сечении, перпендикулярном линии дислокации, представляет собой край лишней полуплоскости
в решетке. Вокруг такого дефекта решетка искажена. Мерой искажения служит вектор Бюргерса (рис. 12). Его можно пред-
ставить следующим образом. В кристалле, где нет дефектов, проход от узла к узлу по кругу с заданным шагом замыкает

Страницы