Введение.

Целью практических занятий по изучению дефектов кристаллического строения является:

- изучить возможные в металле дефекты кристаллического строения, их поведение при различных технологических процессах;

- ознакомиться с основными типами дислокаций в типичных металлических структурах, их движением, упругими свойствами , дислокационными реакциями.

В данном методическом пособии четко определены вопросы, рассматриваемые на практических занятиях.

Тема каждого занятия разбита на ряд крупных вопросов, которые в свою очередь разделены на более мелкие.

Некоторые сложные моменты, ответить на которые трудно, здесь разъясняются, но дается не полный ответ на поставленный вопрос, а указывается, на что надо обратить внимание при ответе.

Цель практических занятий будет достигнута, если студенты смогут ответить на поставленные вопросы.

Практическое занятие 4

4. Точечные дефекты

4.1. Виды точечных дефектов

4.2. Искажение решетки вокруг точечных дефектов

4.3. Термодинамика точечных дефектов

4.4. Миграция точечных дефектов

4.5. Источники и стоки точечных дефектов

4.6. Комплексы точечных дефектов

4.7. Поведение вакансий при закалке и отжиге

4.8. Методы определения концентрации вакансий,

энергии их образования и миграции

4.1. Виды точечных дефектов

4.1.1. Деление дефектов кристаллического строения по геометрическим признакам на: точечные, линейные, поверхностные.

4.1.2. Отличие «реального совершенного» кристалла от «идеального».

4.1.3. Виды точечных дефектов.

4.1.4. Коэффициент компактности упаковки; указать чему он равен для типичных металлических решеток.

4.1.5. Тетраэдрические и октаэдрические пустоты. Их расположение в решетках г.п., г.ц.к., о.ц.к.

4.2. Искажение решетки вокруг точечных дефектов

4.2.1. Объяснить, что такое «ядро дефекта» и как искажается решетка вокруг вакансии и вокруг межузельного атома.

4.3. Термодинамика точечных дефектов

4.3.1.Поясните, с чем связана основная доля энергии образования точечного дефекта.

4.3.2. Объясните, почему изменение свободной энергии при введении n -вакансий в кристалл определяется из выражения:

∆F = ∆U- Т ∆S

4.3.3. Выведите формулу равновесной концентрации вакансий в крис-

талле:

G_v = ехр(-Е/КТ)

4.3.4. Укажите, почему невозможно точно рассчитать концентрацию точечных дефектов.

4.4. Миграция точечных дефектов

4.4.1. Расскажите об энергии активации миграции вакансий.

4.4.2. По какой формуле определяется частота перекосов в новое положение, совершаемых дефектом в 1 секунду.

4.4.3. Объясните механизм миграции гантельной конфигурации межузельного атома в г.ц.к. решетке.

4.5. Источники и стоки точечных дефектов

4.5.1. Поясните, с помощью какого механизма мигрируют атомы примесей замещения, внедрения.

4.5.2. Объясните образование вакансий по механизму Шоттки, по механизму Френкеля.

4.5.3. Укажите, что может явиться стоками точечных дефектов.

4.6. Комплексы точечных дефектов

4.6.1. Рассмотрите возможности расчета равновесной концентрации дивакансий в кристалле.

4.6.2. Сравните по величине энергии миграции вакансии, дивакансий, тривакансии.

4.6.3. Объясните неподвижность тетраэдрического вакансионного комплекса.

4.6.4. Объясните, как определить равновесную концентрацию комплексов вакансия - примесный атом в случае разбавленных растворов замещения.

4.6.5. Объясните, почему комплекс вакансия - примесный атом более подвижен, чем атом этого элемента.

4.6.6. Поясните, какую роль играет образование комплекса атом растворенного элемента – вакансия.

4.6.7. Объясните, какие вакансии называют примесными, а какие тепловыми.

4.6.8. Объясните, чем характерен комплекс межузельный атом - примесный атом.