3.2. Линейные дефекты.

Линейные дефекты в двух измерениях имеют размеры сравнимые с межатомными расстояниями, а в 3-ем измерении простираются на расстоянии 100 и 1000 межатомных расстояний. К линейным дефектам относят: краевые, винтовые дислокации

Краевую дислокацию образуют край АА1 «лишний» атомной полуплоскости.

Если экстра-плоскость расположена в верхней части, то дислокация обозначается ┴, если в нижней, то ┬.

Дислокации являются подвижными, дислокация одного знака отталкиваются, а разных - притягиваются и при встрече могут аннигилировать .

Линия АА1 (краевой дислокации) может быть прямой, изогнутой или замкнутой в петлю.

Винтовую дислокацию можно определить как сдвиг первой части кристалла относительно другой, происходящей по некоторой плоскости скольжения (ПС).

ЛиниюL, лежащую в плоскости скольжения и отделяющую ту часть, где сдвиг произошел от той части, где не происходил, называют линией винтовой дислокации.

Кристалл как бы закручивается в нее как бы в спираль. Если закручивание по часовой стрелке, то дислокация правая, а если против часовой- то левая. Дислокация одного знака отталкивается, противоположного знака - притягивается. Вокруг любой дислокации кристаллическая решетка материала искажена. Меры искажения решетки или меры ее упругой энергии является - вектор Бюргерса . «Ь» Для получения такого вектора необходимо вокруг линии дислокации обойти контур, двигаясь при этом от узла к узлу решетки с равным количеством периодов в противоположных направлениях. В идеальном (без дефектном) кристалле контур был бы замкнутым, но в реальном кристалле, содержащем дислокацию, не хватает вектора Бюргерса, который и является вектором Бюргерса. Длина этого вектора является периоду решетки, а направление перпендикулярно линии дислокации (краевой дислокации) и параллельно линии дефекта, если дислокация винтовая. Совокупность дислокации характеризуется суммарным вектором Бюргерса. Линия любой дислокации никогда не обрывается в кристалле, она либо выходит на поверхность (Граница зерен, бионов и т.д.) кристалла, либо на крупной (объемные) дефекты, либо замыкается сама на себе.

Под плотностью дислокации понимают суммарную протяженность всех дислокаций, расположенных на единицы объема материала (обычно в см3).

ρ = Σ * L_i / V где L_i - длина отдельной дислокации, а V - объем материала.

В полупроводниковых кристаллах (силициум и германий) плотность равна 104 – 105см/см3 = см-2. В металле ρ = 106 – 108 см-2. Под воздействием пластической деформации плотность в металле нарастает и может достигать 10-12 см-2 . Дислокации играют важную роль в механизме пластической деформации материала, в частности металла своей пластичностью обязаны наличию в них большого числа подвижной дислокации.

3.3. Поверхностные и объемные дефекты.

Поверхностные дефекты в первом измерении имеют размеры сравнимые с межатомными расстояниями, а во вторых других измерениях простираются на расстояния сотни и тысячи межатомных расстояний.

К поверхностным дефектам относятся: границы зерен, фрагментов и блоков (представляют собой дислокационные стенки).

Границы зерен также являются местом скопления дислокации и примесных атомов, что наиболее дефектная часть кристалла, где порядок расположения атомов сильно нарушен. Поверхностные дефекты оказывают существенное влияние на физико-механические свойства материала. В частности они препятствуют прохождению электрического тока в металлах. По границам зерен наиболее быстро осуществляется диффузия, а также окисление и т.д.

Для механических свойств существенное значение имеет общая протяженность межзеренных границ. Чем меньше зерна, а значит больше протяженность границ, тело тверже, прочнее, пластичней, вязче металл.

К объемным дефектам относятся всевозможные поры, инородные включения, микротрещины и т.д., которые во всех трех измерениях имеют значительно большие размеры.

Все объемные дефекты оказывают значительное влияние на свойства материала, в частности снижают прочность материала.

Вывод: Свойство материала определяется их внутренней структурой и строением (исходя из пройденного)