Дефекты кристаллического строения металлов

В реальных кристаллических решетках металлов всегда существуют дефекты строения, которые делятся на три группы:

1) точечные дефекты;

2) линейные дефекты;

3) поверхностные дефекты;

1. Точечные дефекты малы во всех измерениях. Например, при тепловом движении отдельные ионы металла могут отклоняться от положения равновесия настолько, что не возвращаются в исходное положение. При этом в узле решетки образуется вакансия – пустое место. Иногда сместившийся ион не находит пустого места и образует дефект смещения (рис.1.7). При повышении температуры число вакансий и смещений увеличивается. К точечным дефектам относится и включение инородных атомов.

Рис. 1.7. Точечные дефекты кристаллической решетки

2. Линейные и объемные дефекты строения кристаллической решетки называется дислокацией. Дислокация бывает нескольких типов: I) линейные, 2) объемные. Наиболее простая линейная дислокация (рис.1.8). Она может простираться на многие тысячи параметров кристаллической решетки.

Рис.1.8. Линейные (а) и объемные (б) дефекты кристаллической решетки

3. Поверхностные дефекты. Поверхность металла под микроскопом представляет собой отдельные зерна - кристаллы, Решетка в каждом зерне имеет раз­личную ориентацию (рис. 1.9).

Угол между кристаллографическими плоскостями может быть значительным. Каждое зерно в свою очередь состоит из отдельных участков - блоков. Кри­сталлографические плоскости смежных блоков повернуты на некоторый угол от 1 до 20 мин. При переходе от одной кристаллографической решетки к другой, каждая плоскость имеет перелом. Обычно, в приграничных участках блоков, имеют место линейные и точечные дефекты. Границы же блоков представляют собой поверхностные дефекты.

Рис.1.9. Поверхностные дефекты кристаллической решетки

Обычно дислокация в металлах имеют место в кристаллах: 1) при переходе из жидкого состояния в твердое; 2) при пластической деформации; 3) около посторонних включений; 4) на границе зерен и блоков.