Искажение кристаллической решетки вокруг точечных дефектов.
Взаймодействие точечных дефектов между собой приводит к возникновению различных комплексов. Две вакансии объединяются с образованием дивакансии. Возможно образование и более крупных скоплении вакансии. Атомы в межузлиях могут образовывать устойчивые пары и более крупные скопления.
При образовании точечных дефектов происходят заметные смещения атомов, окружающих дефект. Атомы вокруг вакансии сдвигаются, в основном , по направлению к вакантному узлу. Межузельный атом, наоборот, расталкивает окружающие атомы. Таким образом, точечные дефекты в кристаллах являются центрами локального упругого расширения или сжатия в кристаллической решетке. Напряжения и деформации вокруг такого центра убывает обратно пропорционально третьей степени расстояния от него. Заметные смещения атомов создаются на расстоянии одного-двух атомных диаметров.
Вокруг вакансии смещения соседних атомов невелики и составляют доли межатомного расстояния (от 0,84 % в первой координационной сфере до 0,03 % - в третьей). Вокруг межузельного атома в плотной упаковке смещения соседей более значительно – 20 % от межатомного расстояния.
Примеси являются одним из важных и распространенных дефектов структуры реальных кристаллов. Современные способы очистки не позволяют получать абсолютно чистые материалы. Даже наиболее чистые из них содержат до 10-9 % примесей, что соответствует содержанию 1017 атомов примеси в 1 м3 вещества. Процесс растворения заключается в том, что примесные атомы внедряются в промежутки между атомами кристалла или замещают часть этих атомов, размещаясь в узлах решетки. В первом случае примеси являются примесями внедрения, во втором – примесями замещения. Так что чужеродные атомы по своей физической природе и размерам отличаются от атомов основного кристалла, то их присутствие вызывает искажение решетки.
Примесные атомы могут оказывать существенные влияния на химические, магнитные и механические свойства кристаллов.
Они являются эффективными центрами рассеяния носителей тока, обусловливая электрическое сопротивление, не исчезающее при абсолютном нуле.
Поры вразличных по типу кристаллических структурах,их заполнение межузельными атомами.
Контрольные вопросы:
1.Что представляет собой межузельный атом
2.Что означает вакансия
3. Что означает дефект Френкеля
4. Что означаетдефект Шоттки
5.Какие знаете искажения кристаллической решетки
Глоссарий:
Дефект Шоттки- при испарении атома с поверхности в поверхностном слое образуется вакансия,которая в результате замещения глубже лежащим атомом проникает внутрь кристалла-такого рода вакансию называют дефектом Шоттки.
Точечные дефекты – это нарушение решетки в изолированных друг от друга точках решетки.
При выходе атома из узла кристаллической решетки в межузле возникает так называемый «парный дефект Френкеля» - пара вакансия + межузельный (дислоцированный) атом.
Нульмерные (точечные) дефекты – вакансии, межузельные атомы, примесные атомы в узлах или междуузлиях;
Одномерные (линейные) дефекты - -цепочки вакансий и межузельных атомов и специфические линейные дефекты – дислокации:
Двухмерные «поверхностные) дефекты- границы блоков и зерен, дефекты упаковки, плоскости двойникования , стенки доменов и поверхность кристалла;
Трехмерные (объемные) дефекты – пустоты, поры, частицы другой фазы, включения и др
Блиц-тест:
1. Примесные атомы могут оказывать существенные влияния на
А) поверхность кристаллов
В) Твердость кристаллов
Б) химические, магнитные и механические свойства кристаллов.
Г Спайность кристаллов
2.В результате перехода атома из узла решетки в междуузлие образуется дефект:
А) Клинтона
В) Шоттки
Б) Френкеля
Г) Рузвельда
3. Нарушение решетки в изолированных друг от друга точках решетки это:
А) Дислокация
В) Мирные дефекты
Б) Точечные дефекты
Г )Полимерные дефекты
4. Дефекты структуры связаны с
А) изменением расстояний между частицами
В) изменением расстояний частицы вокруг атома
Б) изменением расстояний частицы до ближайших соседей.
Г) изменением расстояний частицы внутри атома
5.Чужеродные атомы по своей физической природе и размерам отличаются от атомов основного кристалла, то их присутствие вызывает
А) изменение поверхности кристаллов
В) увеличение пластичности кристаллов
Б) искажение решетки.
Г) изменение механических свойств кристаллов
Основная литература
1.Лившиц Б.Г. Металлография М, Металлургия, 1990.
2.Вегман Е.Ф., Руфанов Ю.Т., Федорченко И.Н., «Кристаллография, минералогия и рентгенография» М, Металлургия, 1990г.
3.Миловский А.В. «Минералогия и петрография» М, Москва 1979г.
4.Торопов Н.А. , Булак Л.Н. «Кристаллография и минералогия» М, Москва 1972г.
5.Захаров А.М.Диаграммы состояний двойных и тройных систем.М, Металлургия ,1978г.
6.Ермолов В.А. Геология: Учебник .Часть 1.М.МГТУ.2004г
7.ЕрмоловВ.А.Геология,Учебное пособие.Часть5 «Кристаллография, минералогия и геология камнесамоцветного сырья».М.МГТУ.2007г.
8.ЕрмоловВ.А, ПоповаГ.В, МосейкинВ.В.и др.Учебник. «Месторождения полезных ископаемых»М.МГТУ.2007г.
9.ЕрмоловА,ПоповГ.Б,МосейкинВ.В. и др.; Под ред.В.А.Ермолова. Месторождения полезных ископаемых .М.:Изд.МГГУ, 2004год(электр.библ.)
Дополнительная литература
10.Емельянов Н.А. «Практика руководства по минералогии» М, Москва 1972г.
11.Юшко С.А. Руководство для лабораторного исследования руд. Методы лабор. исследования руд.
12. Смагулов Д.У. Металлография: Окулык/ Д.У. Смагулов. - Алматы: КазУТУ, 2007
|
6.Лекция+