ВУЗ:
Составители:
Методические указания
Реальные кристаллы содержат большое количество нарушений в упорядоченном расположении
атомов. По их величине (в сравнении с размером атома) дефекты разделяют на точечные, линейные,
плоские (поверхностные) и объёмные.
Точечные дефекты (межузельные атомы, вакансии, атомы замещения и внедрения) малы по своим
размерам и не видимы даже в самом мощном оптическом микроскопе.
Дислокации (линейные несовершенства) соизмеримы с размерами атома в двух направлениях, но в
третьем – могут простираться через весь кристалл.
Примерами плоских дефектов являются границы зёрен и поверхность кристалла. В поликристаллах
при затвердевании образующиеся зародыши ориентированы в пространстве случайно. Поэтому когда
кристаллизация заканчивается, кристаллиты срастаются случайным образом с образованием дефектов –
границ зёрен. На поверхности кристалла (даже самого идеального) нарушается его важнейшее свойство
– трансляционная симметрия, рвутся межатомные связи, возникает поверхностное натяжение.
Размеры объёмных дефектов велики во всех трёх направлениях – это поры, трещины и раковины в
кристаллах.
Для выявления дислокаций методом травления образец помещают в
раствор, который растворяет (травит) его поверхность. При этом скорость
растворения материала вблизи точки выхода дислокаций на поверхность
больше средней скорости растворения поверхности. Это различие возника-
ет в результате следующих свойств дислокаций: искажения решётки и су-
ществования поля деформаций; особенности геометрии плоскостей, свя-
занных с винтовой дислокацией; повышенной концентрации примесных
атомов на дислокации [4]. Поэтому в местах выхода дислокаций на поверх-
ность образуются ямки травления.
На рис 3.1 видны хаотично расположенные дислокации роста
1
. Ямки травления дислокаций де-
формации выстраиваются по прямым линиям
2
полос скольжения. Извилистые кривые линии малоуг-
ловых границ
3
из плотно расположенных или слившихся в одну канавку ямок травления разбивают
монокристалл на множество субзёрен. Такую структуру имеет каждое отдельное зерно реального поли-
кристаллического материала.
Порядок выполнения работы
1. Отколоть образец от монокристалла LiF или NaCl, пользуясь тем, что эти вещества легко разру-
шаются по плоскостям спайности {100}. На свежую поверхность скола нанести иглой два-три лёгких
укола. После этого опустить кристалл в травитель и выдержать там (состав реактива и время травления
– по указанию преподавателя). Затем промыть в растворителе и высушить фильтровальной бумагой.
2. Изучить дислокационную структуру кристалла в микроскопе с увеличением 200 – 400
×
.
3. Зарисовать форму фигуры травления дислокации и указать на эскизе направления <100> и <110>
с учётом того, что рёбра (края) монокристалла имеют ориентировку <100>.
4. Определить плотность дислокации роста ρ
д
(см
–2
)
ρ
д
=
N
/
F
, (3.1)
где
N –
число выходов дислокаций на площади поверхности
F
(см
2
).
5. Найти дислокационную розетку от укола иглы
4
(рис. 3.1) и определить плотность дислокаций в
этой деформированной области и сравнить с ранее определённым значением.
6. Найти и зарисовать тройной стык субграниц
3
( рис. 3.1) и определить угол разориентировки со-
седних зерен θ
.
Для малоугловой границы наклона справедлива формула Рида:
2
4
<
100
>
1
3
(100)
Рис. 3.1. Структура
монокристалла после травления
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- …
- следующая ›
- последняя »
