- •1. Межатомное взаимодействие.
- •2. Типы химических связей.
- •3. Кристаллическая структура твердых тел.
- •4. Дефекты кристаллических решеток.
- •7. Линейные дефекты кристаллической решетки.
- •5. Поверхностные дефекты кристаллической решетки.
- •6. Объёмные дефекты кристаллической решетки.
- •7. Энергетические дефекты кристаллической решетки.
- •8. Основы теории сплавов
- •9 Диаграммы состояния сплавов и закономерности Курнакова.
- •10. Элементы зонной теории твердых тел
- •11.Диэлектрические материалы
- •12. Электропроводность диэлектриков
- •Влияние напряженности поля на электропроводность диэлектриков
- •14. Упругая поляризация
- •15. Виды поляризации релаксационного типа.
- •16. Особенности поляризации в активных диэлектриках
- •19. Диэлектрические потери
- •23. Влияние температуры на тангенс угла потерь неполярных диэлектриков
- •Влияние частоты электрического поля на тангенс угла потерь неполярных диэлектриков.
- •Влияние температуры на тангенс угла потерь в полярных диэлектриках
- •Влияние частоты электрического поля на тангенс угла диэлектрических потерь для полярных диэлектриков
- •20. Пробой диэлектриков
- •21 Электрический пробой газов
- •22 Влияние частоты электрического поля на электропрочность газов
- •А) Электрический пробой твердых диэлектриков
- •23. Магнитные материалы
- •24. Природа ферромагнетизма.
- •25. Доменная структура ферромагнетиков.
- •26. Кривая намагничивания
- •27. Электротехническая сталь
- •28 Магнитомягкие материалы для работы в слабых полях
- •29. Магнитомягкие материалы, предназначенные для работы в высокочастотных полях.
- •30. Дисперсионно твердеющие сплавы
- •31. Деформируемые магнитотвердые материалы.
- •Магнитотвердые ферриты
- •33. Высококоэрцитивные магниты.
- •34. Проводниковые материалы
- •35. Материалы высокой электропроводности.
- •36. Материалы высокого удельного сопротивления.
- •Сплавы на основе меди.
- •Никель-хромовые сплавы.
- •Железохромалюминиевые сплавы
- •Сплавы на основе благородных металлов.
- •37. Материалы электрических контактов
- •В)Материалы разрывных контактов.
- •Г) Материалы скользящих контактов.
- •38. Полупроводниковые материалы
7. Линейные дефекты кристаллической решетки.
Рис.12.
Пластическая деформация металла: а) -
образец до деформации, б) - образец после
деформации
Я.И. Френкелю - что под действием механических напряжений атомы в узлах кристаллической решетки одновременно смещаются вдоль плотноупакованных плоскостей в плотноупакованных направлениях. Это обстоятельство позволило Френкелю предположить, что в металлах имеются легко подвижные дефекты - дислокации.
На основании предположения Френкеля Тейлором, Орованом и Поляни
Согласно этой модели, в кристалле имеется оборванная плоскость - экстраплоскость. Вблизи обрыва экстраплоскости остальные плоскости кристаллической решетки изгибаются. Таким образом, вблизи края экстраплоскости кристаллическая решетка искажена. Величина искажений кристаллической решетки быстро снижаются при удалении от края экстраплоскости, но сохраняется при движении вдоль линии обрыва. Поэтому такую дислокацию называют краевой.
Рис. 13. Модель
краевой дислокации.
Как видно из приведенного рисунка (рис. 14), для построения замкнутого контура вокруг участка, содержащего дислокацию, потребовалось 23 шага. При построении аналогичного контура в области совершенного кристалла аналогичный контур не замыкается и для замыкания контура требуется еще один вектор (b), в настоящее время называемый вектором Бюргерса. Однако в любом случае вектор Бюргерса оказывается перпендикулярным линии краевой дислокации.
Предложил геометрический образ такой дислокации и назвал ее винтовой дислокацией.
Рис.
14. Построение контура Бюргерса. а)
участок кристалла содержащего дислокацию;
б) участок совершенного кристалла.
вектор Бюргерса нонвариантен, то есть неизменен. Следовательно, дислокация не может оборваться в кристалле;
энергия упругих искажений решетки пропорциональна квадрату модуля вектора Бюргерса;
при движении решеточной дислокации с вектором Бюргерса, равным периоду трансляции решетки, кристаллическая решетка не изменяется.
Материалы с плотноупакованными кристаллическими решетками металлы обладают высокой пластичностью.
5. Поверхностные дефекты кристаллической решетки.
К поверхностным дефектам решетки относятся дефекты упаковки и границы зерен.
АВАВАВАВАВАВАВАВАВ...,
Во втором случае чередование слоев типа:
АВСАВСАВСАВСАВСАВС...,
Чередование слоев типа АВАВАВ типично для гексагональной плотноупакованной решетки, чередование слоев типа АВСАВСАВС – для гранецентрированной кубической решетки.
Появление дефектов упаковки связано с движением частичных дислокаций. Как отмечалось выше, при появлении дислокаций кристаллическая решетка искажается, и энергия системы возрастает на величину, пропорциональную квадрату вектора Бюргерса Е ~ êbê2. Поэтому дислокации могут расщепляться на две частичные дислокации, b®b/2 +b/2. Это ведет к снижению энергии упругих искажений решетки вокруг дислокаций êb/2ê2 + êb/2ê2 < êbê2.
При движении обычной полной дислокации атомы последовательно становятся из одного равновесного положения в другое, а при движении частичной дислокации атомы переходят в новые положения, нетипичные для данной кристаллической решетки. В результате в материале появляется дефект упаковки.
Поэтому материалы с низкой энергией дефекта упаковки прочнее материалов с высокой энергией дефекта упаковки.
Границы зерен, представляющие собой узкую переходную область между двумя кристаллами неправильной формы. Ширина границ зерен, как правило, составляет 1,5-2 межатомных расстояния. Поскольку на границах зерен атомы смещены из равновесного положения, то энергия границ зерен повышена. Энергия границ зерен существенно зависит от угла разориентации кристаллических решеток соседних зерен. При малых углах разориентации (до 5°) энергия границ зерен практически пропорциональна углу разориентировки. Такие границы называют малоугловыми.
Участки кристалла, разделенные малоугловыми границами, принято называть субзернами. Если граница субзерен представляет собой сетку краевых дислокаций, то такую границу называют границей наклона, а если граница субзерен является скоплением винтовых дислокаций, то субграницу называют границей кручения. В общем случае, субграница может содержать компоненты кручения и наклона.
При определенных углах разориентации соседних зерен энергия границ зерен резко снижается. Такие границы зерен называются специальными.
Границы зерен, углы разориентации которых отличаются от специальных, называют произвольными или случайными.