19. Измерение энергии активации миграции вакансий.

Энергию активации миграции вакансий Е_м определяют, анализируя кинетику изменения электросопротивления при отжиге после закалки. Падение электросопротивления пропорционально снижению концентрации вакансий ,т.е. . Если за снижение электросопротивления ответственен единственный термоактивированный процесс с постоянной энергией активации, которую можно принять за энергию активации миграции вакансий Е_м, то скорость падения электросопротивления: (1), где По экспериментальным данным строят зависимость электросопротивления от времени отжига t при нескольких температурах, быстро нагревая до этих температур закаленные образцы.

И нтегрируя уравнение (1), получаем Проведем параллельно оси абсцисс прямую при произвольном значении . Время достижения этого значения электросопротивления зависит от температуры отжига. Левая часть уравнения при - постоянная и не зависит от температуры отжига: Следовательно: откуда

20. Дислокации.

Дислокации - линейные несовершенства кристалла. В настоящие время теория дислокаций применяться для анализа самых разнообразных явлений в металлах и сплавах.

Деформация бывает упругая и пластичная. Упругая связана с обратимыми процессами, а пластичная с необратимыми.

Чистые монокристаллы многих твердых тел пластически легко деформируются. AgCl плавится при 1455°С, а при комнатой температуре это вещество пластично.

Теор. оценки предела упругости идеальных кристаллов приводят к значениям в 10³-10⁵ раз превышающем наблюдаемое на опыте.

Френкель дал простой метод оценки теоретического значения сопротивления сдвигу в совершенном кристалле.

Рассмотрит его метод.

В ходе смешения до тех пор пока атом А не окажется непосредственно над атомом В напряжение вначале возрастает затем падает.

Френкель предложил модель одновременного сдвига всех атомов в верхней части кристалла относительно его неподвижной части.

По этой модели напряжение σ сначала увеличивается, потом падает до 0. Как только атомные плоскости сдвинутся на одно межат. расстояние а. Следовательно, в промежутке 0≤x≤a значения напряжения проходят через max. То же самое будет повторяться в промежутке от a до 2a и т.д., отсюда выходит, что σ должна быть периодичной функций x: , (1)

В области малых x: ,а в области малых x выполняется закон Гука: , G-модуль упругости (2)

, (1’). Сравниваем (1’) и (2), , (3)

Т. о. ,т.е. составляет 1/6 часть модуля сдвига.

Приведем несколько примеров.

	σm, МПа, теорет.	σ,МПа, эксперим.
Cu	1540	1,0
Ni	2000	5,8
Fe	2300	29,0

Видно модель одновременного скольжения всех атомов по плоскости не пригодна. Расхождение теор. и экспер. знач-ий удалось объяснить существованием специфических дефектов, а именно дислокации. Для понимания их сущности рассмотрим так называемую роликовую модель.

В нормальной бездефектной структуре ролики верхнего ряда лежат в лунках м\у роликами нижнего ряда. В модели с дефектом 5 пронумерованных роликов верхнего ряда располагаются с искажением. Ролик 1 чуть сместился от своего норм. положения вправо из-за того, что все ролики связаны между собой упругими силами. Ролик 2 переместился ещё правее от своего положения и ролик 3 оказался под роликом нижнего ряда и т.д. Слева от ролика 1 и справа от ролика 5 все остальные ролики верхнего ряда располагаются в соответствующих лунках нижнего ряда как и подобает без дефектному ряду. В области дефекта 1-5 возникает силы f₁ и f_2, стремящиеся вернуть ролики 1 и 2 в левые лунки и силы f₄ и f_5, возвращающие 4 и 5 в правые лунки.

Согласно 3-му з-ну Ньютона |f₁+ f₂|=| f₄+ f₅| , поэтому вся система находится в равновесии. Стоит изменить равновесие сил слабым внеш. воздействием, и верхний ряд роликов переместится в сторону действия внешней силы. На этой модели видно почему кристалл, содержащий дислокацию легко деформируется под слабым внешним воздействием.