5-тапсырма Қатты денедегі ақаулар. Шеттік және бұрандалы дислокациялар
Шеттік және бұрандалы дислокациялар
жүктеу/скачать 0,6 Mb.
|
5 тапсырма
| Шеттік және бұрандалы дислокациялар
Шеттік дислокациялар. Тәжірибелер бойынша кез келген жеке микрокристалдың ішінде бірнеше толық емес (демек түйіршіктің бір бетінен екінші бетіне жетпейтін) атомдық жазықтықтар кездеседі. Мұндай жартылай, толық емес атомдық жазықтықтарды – экстражазықтықтар деп атайды (2.6- сурет). Экстражазықтық кристалды иіп, оған сына тәрізді әсер етеді. Экстражазықтықтың төменгі шетінде кристалдық тордың симметриясы бұзылады, демек сызықтық ақау пайда болады. Оның ұзындығы кристалдың ұзындығына тең, ал оған перпендикуляр екі бағытта өлшемдері аз – екіден он атом аралық қашықтыққа дейін жетеді. Осындай экстражазықтық шетінің бойында пайда болатын металдың кристалдық құрылысының сызықтық ақауын – шеттік дислокация деп атайды. 1-сурет
1- сурет. Шеттік дислокациялар Экстражазықтықтың шекарасында орналасқан атомдардың координациялық саны кристалдық тордың деформацияланбаған бөлігіндегі санынан аз келеді. Үстіңгі бөліктегі экстражазықтық оң аталып - таңбасымен, төменгі бөліктегі экстражазықтық теріс аталып Т – таңбасымен белгіленеді.Шағын ғана жанама кернеудің әсерінен дислокация оңай орын ауыстырып толық жазықтыққа айналып кетеді де, экстражазықтық міндетін іргелес жазықтықтар атқарады. Бұрандалық дислокациялар. Кристалды ABCD жазықтығы бойымен тіліп, оның алдыңғы оң жақ бөлігін төмен қарай бір атомдық арақашықтыққа сырғытайық. Осының нәтижесінде кристалдың жоғарғы бетінде пайда болған баспалдақ – оның бүкіл дене бойымен өтпейді, В нүктесінде бітеді. Жәй куб кристалдың торы 1-суретте көрсетілгендей болып өзгереді. Сонымен сырғу деформациясы нәтижесінде ВС сызығының төңірегінде металдың атомдық-кристалдық құрылысы бұзылып, сызықтық ақау пайда болады. Оның бір өлшемі ВС сызығымен кристалдың биіктігіне тең, ал қалған екі бағыттағы өлшемдері аз – бірнеше атомаралық қашықтыққа тең. Мұндай ақаудың ішінде орналасқан атомдардың координациялық сандары басқа, атомаралық қашықтықтары, байланыс энергиялары, қасиеттері өзгерген.Кристалдық тордың симметриясы мен атомдардың орналасу реті бұзылған. Ал ВС сызығы сырғу деформациясы жүріп өткен аймақтың шекарасын көрсетеді. Сондықтан ВС сызығының бойындағы бұрандалы баспалдақ тәрізді атомдық жазықтықтан тұратын кристалдың ақауы – бұрандалы дислокация деп аталады. 2-сурет а) Q – жазықтығының бойындағы толық емес сырғудан пайда болған EF дислокациясы; б) бұрандалы дислокация аймағындағы атомдардың орналасуы. 1- сурет. Бұрандалы дислокация Дислокациялар металдардың кристалдану процесінде, пластикалық деформациялануда және фазалық өзгеру процестерінде пайда болады. Дислокация құрылымының маңызды сипаттамасына дислокация тығыздығы жатады. Дислокация тығыздығы P деп кристалдың бірлік көлеміне U, см3 келетін дислокацияның ұзындық жиынтығы L, см түсіндіріледі. Сонымен, дислокация тығыздығының өлшем бірлігі, см –2 : P = L/U. Металл кристалдарында дислокациялар көп мөлшерде (106 – 1012 см2) кездеседі, тез орын ауыстырып отырады және көбеюге бейімді. Металдың механикалық және басқа қасиеттеріне дислокациялардың тек тығыздығы ғана емес металл көлемінде орналасуы да үлкен әсерін тигізеді. Беттік ақаулар. Беттік ақауларға – кристалдардың сыртқы беті, микрокристалдар мен субкристалдардың (бірнеше блоктан тұратын ірі бөлшектер) шекаралары, жазық дислокациялардағы (БЦК және ГТ торларындағы) атомдардың орналасу ретінің бұзылуы жатады. Кристалл атомдарының ретпен орналасуы бұзылған шекараларында кристалдың қалыңдығынан жұқалтаң (5…10 атом диаметріндей) келетін беттік зона пайда болуы мүмкін. Мұндай ақаулар беттік ақауға жатады. Шекара тұсындағы атомдардың орналасу тәртібінің бұзылуына көбінесе сырттан түскен кірмелердің шоғырлануымен қатар кристалл құрылысының идеальді болмауы әсер етеді. Әрбір кристалл көптеген блоктардан, өлшемі 10-3…10-5 см жеке элементтерден тұратыны анықталған. 3 МЕТАЛЛ ҚҰРЫЛЫМЫНЫҢ КРИСТАЛДАНУ ПРОЦЕСІНДЕ ҚАЛЫПТАСУЫ 3.1 Кристалдану процесінің энергетикалық шарттары Металдар қатты, сұйық және газ тәрізді үш агрегатты күйде болатыны белгілі. Бір күйден екінші күйге өзгеруі балқу немесе қайнау температураларында ғана мүмкін. Газды құрайтын бөлшектердің орналасуы ешқандай заңға бағынбай ретсіз орналасады және газдың алып жатқан орны да көлемді болады. Кристалды қатты денелердің құрылысында оны құраушы атомдар мен иондар кристалл торларының түйіндерінде реттілікпен дұрыс орналасады да дара ұяшықтар мен блоктар бір-біріне қарай белгіленген бағытта орналасады. Сұйық фазаның атомдары негізінде ретсіз орналасады, тек қана олардың аздаған саны фазалық флуктуация (лат. fluktuatio – тербеліс) аталатын топшалар құрып «жақын реттікпен» (2-сурет, б) орналасады. Температура төмендеген кезде флуктуациялардың тұрақтылығы арта түседі де өсіп дамуға жарамды күйге жетеді. Демек, сұйықтағы атомдар тек жақын реттікпен ғана орналасады. жүктеу/скачать 0,6 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|