ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
244
частиц - фононов. Энергия фонона, как и фотона, по формуле Планка равна hv. К
электронным дефектам относятся избыточные электроны, дырки, экситоны. По-
следние представляют собой пару электрон-дырка, связанную кулоновскими си-
лами.
Основные виды атомных дефектов включают вакансии (рис. 3.3,а), атомы в
межузлиях (рис. 3.3,б), чужеродные атомы в узлах. Расстояния между атомами в
разных направлениях решетки (рис. 3.3,в) различны (АА, АБ, АВ). Поскольку от
межатомного расстояния зависят физические свойства кристаллов: прочность,
электропроводность, показатель преломления и др., то идеальные кристаллы яв-
ляются анизотропными средами (в разных направлениях различные свойства).
А Б В
Т
а
б
в
г
Р и с. 3.3. Дефекты решетки
Анизотропия свойств характерна для идеальной кристаллической решетки -
монокристалла. Монокристаллы выращиваются при строго контролируемых тем-
пературе и давлении из тщательно очищенного от примесей материала. Их проч-
ность близка к идеальной. Если при отливке изделия такие меры не соблюдаются,
то кристаллизация начинается одновременно на множествах центров, которыми
являются примесные атомы и другие дефекты. В результате возникает множество
произвольно ориентированных монокристаллов с размерами порядка десятков
микрометров (рис. 3.4). В то время, как каждый кристаллит обладает анизотропи-
ей, твердое тело, состоящее из многих тысяч кристаллов, в среднем однородно,
практически изотропно и называется поликристаллом. Обычные конструкцион-
ные материалы являются поликристаллами.
Одномерные дефекты - дислокации - играют огромную роль в поведении кри-
сталлов при деформации. Простейшая линейная дислокация представляет собой
отсутствующий ряд атомов (см. рис. 3.3,в). Более сложной является винтовая дис-
локация (рис. 3.3,г), которая возникает в результате поворота одной части кри-
сталла относительно другой. Пластическая деформация кристаллов осуществля-
ется при сдвиговых напряжениях, во много раз меньших, чем теоретические, бла-
годаря движению дислокаций, которое начинается при сравнительно небольшой
относительной деформации порядка 10
-4
- 10
-3
. Когда дислокация проходит через
весь кристалл, одна часть последнего смещается относительно другой на величи-
ну межатомного расстояния. Учитывая то, что плотность дислокаций велика (со-
ставляет в начале сдвига ~ 10
6
- 10
8
см
-3
), то сдвиг приводит к однородному
скольжению множества блоков кристалла относительно друг друга с выходом
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- …
- следующая ›
- последняя »
