ВУЗ:
Составители:
один кристалл в двойнике является зеркальным отражением другого в плоскости
двойникования, в других – двойник образуется при вращении кристалла вокруг прямой,
называемой двойниковой осью. Иногда операции преобразования складываются из
отражений и поворотов: две части двойника соединяются по двойниковой плоскости и
двойниковой оси; в этих местах атомы должны быть общими для обеих половинок.
Двойники образуются либо в процессе роста, либо при механической деформации
кристалла. Иногда вдоль границы разориентации скапливаются дислокации, так что
существование двойников можно поставить в связь с присутствием дислокаций.
Большая доля границ зёрен в наноструктурных материалах существенно влияет на их
транспортные характеристики. Например, повышается ионная проводимость твёрдых
электролитов в нанокристаллическом состоянии. Критическая плотность тока в
высокотемпературных сверхпроводниках, изготовленных из ультрадисперсных
материалов, контролируется границами зёрен. Присутствие границ зёрен в
высокотемпературных сверхпроводящих керамиках сильно снижает критическую
плотность тока в них. Наиболее примечательным является экспериментальный факт, что
малоугловые и большеугловые границы зёрен проявляют себя совершенно по-разному.
Так критическая плотность тока через малоугловые границы сильно снижается с ростом
угла разориентировки границ (от 0° до 15°). Для большеугловых границ зёрен характерны
низкие значения критической плотности тока, которая малочувствительна к изменению
разориентировки границ.
Превосходные механические характеристики наноструктурных материалов
обусловлены малыми размерами их зёрен и большой объёмной долей, занимаемой
границами зёрен. Последнее вносит существенный (иногда определяющий) вклад в
пластическую деформацию. Высокая прочность и твёрдость нанокристаллических
покрытий также обусловлена особенностями влияния ансамблей границ зёрен на
процессы разрушения в нанокристаллических материалах под механической нагрузкой.
Например, трещины в механически нагружаемых нанокристаллических материалах
обычно формируются на границах зёрен, нанокристаллические размеры которых приводят
к очень высоким значениям критического напряжения для их образования. Эта
особенность образования нанотрещин является ключевым фактором, ответственным за
высокую прочность хрупких нанокристаллических материалов. Однако наряду с
формированием нанотрещин на прочность хрупких нанокристаллических материалов
оказывают существенное влияние процессы слияния нанотрещин, приводящие к
разрушению.
Анализ разориентировки границ зёрен проводят методом дифракции отражённых
электронов (EBSD) с помощью просвечивающей электронной микроскопии и расчётом с
использованием кикучи-линий на электронно –микроскопических картинах
микродифракции.
Сложность предсказания свойств границ зёрен связана с большим разнообразием их
структур. Границы зёрен основательно изучены в металлах, в том числе в металлах с нано
и субмикроскопическими размерами зёрен.
Общие физические принципы, описывающие структуру и адсорбцию в границах
металлических материалов, относятся и к неметаллам. Изменения и дополнения связаны
главным образом с наличием в неметаллах заряженных дефектов. В неметаллах возникает
ещё один дополнительный фактор, влияющий на зернограничную диффузию (в
особенности в керамиках и ионных соединениях) – это пространственный заряд,
окружающий границы зёрен в таких материалах и распространяющийся в объём
кристалла. Кроме того, в оксидах и керамиках очень трудно контролировать чистоту и
стехиометрию этих материалов. Перечисленные факторы затрудняют изучение структуры
межзёренных границ и зернограничную диффузию в керамиках.
8
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- …
- следующая ›
- последняя »
