Связь между строением и свойствами материалов. Лекция 1

Август 12, 2022

Главная
Химия
Связь между строением и свойствами материалов. Лекция 1

Содержание

2. Дефекты кристаллического строения
3. Дефекты кристаллической решётки Три причины отсутствия идеальных кристаллов: - Атомы вещества находятся в непрерывном тепловом колебательном
4. Классификация дефектов кристаллического строения Дефекты Точечные (малы в 3-х направлениях) Линейные (малы в 2-х направлениях) Поверхностные
5. Равновесными называются дефекты, находящиеся в термодинамическом равновесии со структурой. К ним относятся точечные дефекты. Неравновесными называются
6. Точечный дефект — это нарушение кристаллической структуры, размеры которого во всех трех измерениях сравнимы с одним
7. Точеные дефекты Одним из распространенных несовершенств кристаллического строения является наличие точечных дефектов: вакансий, дислоцированных атомов и
8. При выходе на свободные поверхности кристаллов или на границы зерен поликристаллов вакансии исчезают. Эти же свободные
9. Вакансия образуется при переходе атомов с поверхности в окружающую среду или из узлов решетки на поверхность
10. Точечные дефекты Межузельный атом (Дислоцированный атом)
11. Дислоцированный атом – это атом, вышедший из узла решетки и занявший место в междоузлие. Точечные дефекты
12. Примесные атомы Примесные атомы всегда присутствуют в металле, так как практически невозможно выплавить химически чистый металл.
13. Точечные дефекты
14. Линейные дефекты Линейные дефекты—одномерные, т. е. протяженные в одном измерении: нарушения периодичности в одном измерении простираются
15. Линейные дефекты Основными линейными дефектами являются дислокации. Дислокация – это дефекты кристаллического строения, представляющие собой линии,
16. Краевая дислокация Краевая дислокация (а) и механизм ее образования (б)
17. Механизм образования краевой дислокации Большинство дислокаций образуются путем сдвигового механизма. Ее образование можно описать при помощи
19. Положительная (а) и отрицательная (б) краевые дислокации Если экстраплоскость находится в верхней части кристалла, то краевая
20. Притягиваются ⊥ с противоположным вектором сдвига, лежащие в одной плоскости скольжения, при сближении уничтожают друг друга
21. Другой тип дислокаций был описан Бюргерсом в 1939г., и получил название винтовая дислокация. Винтовая дислокация получена
22. Винтовая дислокация
23. Механизм образования винтовой дислокации
24. Линия дислокации
25. Винтовая дислокация не связана с какой-либо плоскостью скольжения, она может перемещаться по любой плоскости, проходящей через
26. Линии дислокаций не могут обрываться внутри кристалла, они должны либо быть замкнутыми, образуя петлю, либо разветвляться
27. Образование краевой дислокации всегда сопровождается изменением объема кристалла решетки. Винтовая дислокация не вызывает объемных изменений, но
28. Линейные дефекты Смешанная дислокация
29. Электронная микроскопия –основной метод изучения дефектов кристаллического строения Электронно-микроскопические изображения кристаллов с низкой и высокой плотностью
30. Линейные дефекты Дислокационная структура металла (просвечивающая электронная микроскопия, x 32 000)
31. МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ДИСЛОКАЦИЙ Дислокации образуются следующими способами: 1) при срастании в процессе кристаллизации отдельных кристаллитов; 2)
32. 1. Образование дислокаций при срастании в процессе кристаллизации отдельных кристаллитов На рисунке показаны границы двух блоков,
33. 2. Образование дислокаций за счет перерождения колоний вакансий в дислокации Источником дислокаций в недеформированном кристалле могут
34. 3. Схема последовательных I — V стадий действия источника Франка — Рида а b c d
35. Источник Франка-Рида (электронная фотография) Дислокационные петли – результат действия источника Франка-Рида
36. ВЕКТОР БЮРГЕРСА Вектор Бюргерса (b) — количественная характеристика, описывающая искажения кристаллической решётки вокруг дислокации а) б)
37. У краевой дислокации вектор Бюргерса равен межатомному расстоянию и перпендикулярен дислокационной линии, у винтовой дислокации —
38. Линейные дефекты Характеристикой дислокационной структуры является плотность дислокаций ρ, под которой понимают суммарную длину дислокаций Σl
39. Влияние плотности дислокаций на прочность: 1 – идеальный кристалл, 2 – «усы» (монокристаллы), 3 – отожжённые
40. Линейные дефекты При упрочнении металлов увеличением плотности дислокаций, она не должна превышать значений 1015…10 16 м
41. ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ДИСЛОКАЦИЙ В отличие от точечных дефектов, дислокации не двигаются самопроизвольно, но очень подвижны. Существует два
42. Движение краевой дислокации
43. Движение краевой дислокации приводит к образованию ступеньки на поверхности кристалла
44. Механизм пластической деформации
46. По плоскостям и направлениям с максимальной плотностью атомов дислокации скользят легче всего В ОЦК-решётке 8 (Cr,W),
47. Скольжение дислокации подобно перемещению гусеницы Лапки гусеницы, оторванные от земли, – это дефект. Дислокация (недостроенная атомная
48. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДИСЛОКАЦИЙ С ТОЧЕЧНЫМИ ДЕФЕКТАМИ
49. Облака Коттрелла В участки кристалла вблизи краевых дислокаций, где решетка растянута, легко перемещаются вакансии и межузельные
50. Поверхностные дефекты Поверхностные, или двумерные, дефекты простираются в двух измерениях на расстояния, сравнимые с размером кристалла,
51. Двумерные дефекты К двумерным дефектам относятся: 1. Дефекты упаковки. 2. Границы в кристаллах: межфазные, высокоугловые границы
52. ДЕФЕКТЫ УПАКОВКИ
53. Размеры зерен составляют до 1000 мкм. Углы разориентации составляют до нескольких десятков градусов. Граница между зернами
54. Поверхностные дефекты
55. Поверхностные дефекты Границы зёрен – препятствия для развития деформации
56. Границы с разориентацией соседних зерен менее ~6о относят к малоугловым, а с большей разориентацией – к
57. МАЛОУГЛОВАТЫЕ ГРАНИЦЫ СУБЗЕРЕН
58. БОЛЬШЕУГЛОВАТЫЕ ГРАНИЦЫ ЗЕРЕН
59. Поверхностные дефекты
60. МЕЖФАЗНЫЕ ГРАНИЦЫ Когерентные межфазные границы
61. МЕЖФАЗНЫЕ ГРАНИЦЫ Полукогерентные межфазные границы
62. МЕЖФАЗНЫЕ ГРАНИЦЫ Некогерентные межфазные границы
63. Поверхностные дефекты Границы зёрен в железе выявлены травлением
64. Поверхностные дефекты Имеются участки, разориентированные один относительно другого на несколько градусов . Эти участки называются фрагментами.
65. К объемным (трехмерным) дефектам относят такие, которые имеют размеры в трех измерениях: неметаллические включения, царапины, макроскопические
66. Объёмные дефекты Неметаллические включения
67. Объёмные дефекты Неметаллические включения
68. Объёмные дефекты Неметаллические включения – места зарождения трещин
69. Объёмные дефекты Хрупкое разрушение корпуса судна Одна из возможных причин – наличие в металле корпуса (или
71. Скачать презентацию

Слайд 2

Дефекты кристаллического строения

Слайд 3

Дефекты кристаллической решётки
Три причины отсутствия идеальных кристаллов:
- Атомы вещества находятся в

непрерывном тепловом колебательном движении;
Нет идеально чистых веществ;
У монокристаллов имеется поверхность, у поликристаллов – границы зёрен.
Дефекты решётки классифицируют по размерному признаку:
Точечные (нульмерные);
Линейные (одномерные);
Поверхностные (двумерные);
Объемные (трехмерные).

Слайд 4

Классификация дефектов кристаллического строения
Дефекты
Точечные
(малы в 3-х направлениях)
Линейные
(малы в 2-х

направлениях)

Поверхностные
(малы в 1-ом направлении)

Объёмные
(велики во всех 3-х направлениях)

вакансии,
межузельные атомы,
примесные атомы

дислокации:
краевые,
винтовые,
смешанные

границы зёрен,
границы субзёрен и двойников,
дефекты упаковки

поры,
зародыши трещин,
неметаллические включения

Слайд 5

Равновесными называются дефекты, находящиеся в термодинамическом равновесии со структурой. К ним

относятся точечные дефекты.
Неравновесными называются дефекты, не находящиеся в равновесии со структурой и имеющие вследствие этого высокие значения энергии образования. К ним относятся дислокации, поверхностные и объемные дефекты.

Слайд 6

Точечный дефект — это нарушение кристаллической структуры, размеры которого во всех

трех измерениях сравнимы с одним или несколькими (немногими!) междуатомными расстояниями.

Слайд 7

Точеные дефекты
Одним из распространенных несовершенств кристаллического строения является наличие точечных дефектов:

вакансий, дислоцированных атомов и примесных атомов.

а б в г
а – идеальный кристалл, б – вакансия, в – примесный атом, г - дислоцированный атом

Слайд 8

При выходе на свободные поверхности кристаллов или на границы зерен поликристаллов

вакансии исчезают.
Эти же свободные поверхности и границы зерен являются местами зарождения вакансий.

Вакансии, меняясь местами с одним из соседних атомов, могут легко
мигрировать по кристаллу.

Вакансии - узлы кристаллической решётки, в которых отсутствуют атомы.

Вакансии (точечные дефекты)

Слайд 9

Вакансия образуется при переходе атомов с поверхности в окружающую среду или

из узлов решетки на поверхность (границы зерен, пустоты, трещины и т. д. ), в результате пластической деформации, при бомбардировке тела атомами или частицами высоких энергий.
Концентрация вакансий в значительной степени определяется температурой тела. Одиночные вакансии могут встречаться и объединяться в дивакансии. Скопление многих вакансий может привести к образованию пор и пустот.

Слайд 10

Точечные дефекты
Межузельный
атом
(Дислоцированный
атом)

Слайд 11

Дислоцированный атом – это атом, вышедший из узла решетки и занявший

место в междоузлие.
Точечные дефекты вызывают незначительные искажения решетки, что может привести к изменению свойств тела (электропроводность, магнитные свойства), их наличие способствует процессам диффузии и протеканию фазовых превращений в твердом состоянии. При перемещении по материалу дефекты могут взаимодействовать.

Слайд 12

Примесные атомы
Примесные атомы всегда присутствуют в металле, так как практически невозможно

выплавить химически чистый металл.
Они могут иметь размеры больше или меньше размеров основных атомов.

Слайд 13

Точечные дефекты

Слайд 14

Линейные дефекты
Линейные дефекты—одномерные, т. е. протяженные в одном измерении: нарушения периодичности

в одном измерении простираются на расстояния, сравнимые с размером кристалла, а в двух других измерениях не превышают нескольких параметров решетки.
У линейных дефектов – длина на несколько порядков больше ширины (это так называемые краевые и винтовые дислокации), возникают при пластических деформациях.

Слайд 15

Линейные дефекты
Основными линейными дефектами являются дислокации.
Дислокация – это дефекты кристаллического

строения, представляющие собой линии, вдоль и вблизи которых нарушено характерное для кристалла правильное расположение атомных плоскостей.

Слайд 16

Краевая дислокация
Краевая дислокация (а) и механизм ее образования (б)

Слайд 17

Механизм образования краевой дислокации
Большинство дислокаций образуются путем сдвигового механизма. Ее образование

можно описать при помощи следующей операции. Надрезать кристалл по плоскости АВСD, сдвинуть нижнюю часть относительно верхней на один период решетки в направлении, перпендикулярном АВ, а затем вновь сблизить атомы на краях разреза внизу.

Слайд 18

Слайд 19

Положительная (а) и отрицательная (б) краевые дислокации
Если экстраплоскость находится в верхней

части кристалла, то краевая дислокация – положительная ( ), если в нижней, то – отрицательная ( ).
Дислокации одного знака отталкиваются, а противоположные притягиваются.

Слайд 20

Притягиваются ⊥ с противоположным вектором сдвига, лежащие в одной плоскости скольжения,

при сближении уничтожают друг друга (аннигиляция).
Если ⊥ лежат в разных плоскостях скольжения, для аннигиляции требуется переползание.
Отталкиваются с одинаковым b.

Взаимодействие дислокаций

Слайд 21

Другой тип дислокаций был описан Бюргерсом в 1939г., и получил название

винтовая дислокация.
Винтовая дислокация получена при помощи частичного сдвига по плоскости вокруг линии AD. На поверхности кристалла образуется ступенька.

Слайд 22

Винтовая дислокация

Слайд 23

Механизм образования винтовой дислокации

Слайд 24

Линия дислокации

Слайд 25

Винтовая дислокация не связана с какой-либо плоскостью скольжения, она может перемещаться

по любой плоскости, проходящей через линию дислокации.
Вакансии и дислоцированные атомы к винтовой дислокации не стекают.

Линейные дефекты

Слайд 26

Линии дислокаций не могут обрываться внутри кристалла, они должны либо быть

замкнутыми, образуя петлю, либо разветвляться на несколько дислокаций, либо выходить на поверхность кристалла.
Дислокационная структура материала характеризуется плотностью дислокаций.

Линейные дефекты

Слайд 27

Образование краевой дислокации всегда сопровождается изменением объема кристалла решетки. Винтовая дислокация

не вызывает объемных изменений, но дислокациям того и другого вида сопутствуют касательные (сдвигающие) напряжения.
Дислокации оказывают влияние на физические свойства кристаллов: механическая прочность, пластичность.

Слайд 28

Линейные дефекты
Смешанная дислокация

Слайд 29

Электронная микроскопия –основной метод изучения дефектов кристаллического строения
Электронно-микроскопические изображения кристаллов
с

низкой и высокой плотностью дислокаций.

Слайд 30

Линейные дефекты
Дислокационная
структура металла
(просвечивающая
электронная микроскопия, x 32 000)

Слайд 31

МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ДИСЛОКАЦИЙ
Дислокации образуются следующими способами:
1) при срастании в процессе кристаллизации

отдельных кристаллитов;
2) за счет перерождения колоний вакансий в дислокации;
3) в процессе пластического деформирования благодаря источникам Франка-Рида.

Слайд 32

1. Образование дислокаций при срастании в процессе кристаллизации отдельных кристаллитов
На рисунке

показаны границы двух блоков, растущих навстречу друг другу. Блоки повернуты на небольшой угол . При срастании блоков ряд атомных плоскостей не проходит через весь кристалл и заканчивается на границах блоков. В этих местах и возникают дислокации.

Слайд 33

2. Образование дислокаций за счет перерождения колоний вакансий в дислокации
Источником дислокаций

в недеформированном кристалле могут служить также скопления вакансий.

Слайд 34

3. Схема последовательных I — V стадий действия источника Франка —

Рида

Отрезок
дислокации D-D’
огибает
препятствия
в точках D и D’,
замыкается
и образует
дислокационную петлю

Слайд 35

Источник Франка-Рида (электронная фотография)
Дислокационные петли – результат действия источника Франка-Рида

Слайд 36

ВЕКТОР БЮРГЕРСА
Вектор Бюргерса (b) — количественная характеристика, описывающая искажения кристаллической решётки

вокруг дислокации

а) б)
Контуры вектора Бюргерса для краевой (а) и винтовой (б) дислокаций

Слайд 37

У краевой дислокации вектор Бюргерса равен межатомному расстоянию и перпендикулярен дислокационной

линии, у винтовой дислокации — параллелен ей.

Скачок вектора Бюргерса в некоторой точке означает, что дислокация ветвится. Если точек ветвления нет, то вектор Бюргерса остаётся неизменным вдоль всей длины дислокации, поэтому дислокация не может начинаться или обрываться внутри кристалла.

Слайд 38

Линейные дефекты
Характеристикой дислокационной структуры является плотность дислокаций ρ, под которой понимают

суммарную длину дислокаций Σl , приходящуюся на единицу объёма V:

Слайд 39

Влияние плотности дислокаций на
прочность:
1 – идеальный кристалл,
2 – «усы»

(монокристаллы),
3 – отожжённые металлы (поликристаллы),
4 – деформированные металлы

Кривая Бочвара-Одинга

Слайд 40

Линейные дефекты
При упрочнении металлов увеличением плотности дислокаций, она не должна превышать

значений 1015…10 16 м –2. В противном случае образуются трещины.
Дислокации влияют не только на прочность и пластичность, но и на другие свойства кристаллов.

Слайд 41

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ДИСЛОКАЦИЙ
В отличие от точечных дефектов, дислокации не двигаются самопроизвольно, но

очень подвижны.
Существует два основных механизма движения дислокаций: «скольжением» и «переползанием».

Слайд 42

Движение краевой дислокации

Слайд 43

Движение краевой дислокации приводит к образованию ступеньки на поверхности кристалла

Слайд 44

Механизм пластической деформации

Слайд 45

Слайд 46

По плоскостям и направлениям с максимальной плотностью атомов дислокации скользят легче

всего

В ОЦК-решётке 8 (Cr,W), в ГЦК-решётке 12 (Cu, Al), в ГПУ-решётке 12 систем наилегчайшего скольжения

Слайд 47

Скольжение дислокации подобно перемещению гусеницы
Лапки гусеницы, оторванные от земли, – это

дефект.
Дислокация (недостроенная атомная плоскость) – это дефект.
Движется дефект, а в итоге смещается вся гусеница или вся верхняя
часть кристалла.

Слайд 48

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДИСЛОКАЦИЙ С ТОЧЕЧНЫМИ ДЕФЕКТАМИ

Слайд 49

Облака Коттрелла
В участки кристалла вблизи краевых дислокаций, где решетка растянута, легко

перемещаются вакансии и межузельные атомы, образуя скопления примесных атомов, называемых облаками Коттрелла.
Облака Коттрелла мешают движению дислокаций и упрочняют металл.
С повышением температуры облака Коттрелла рассеиваются.

Слайд 50

Поверхностные дефекты
Поверхностные, или двумерные, дефекты простираются в двух измерениях на расстояния,

сравнимые с размером кристалла, а в третьем — составляют несколько параметров решетки.
К ним относятся: плоскости двойникования, границы зерен и блоков, стенки доменов, дефекты упаковки и, наконец, сама поверхность кристалла.
У поверхностных дефектов – мала толщина, а длина и ширина больше её на несколько порядков.

Слайд 51

Двумерные дефекты
К двумерным дефектам относятся:
1. Дефекты упаковки.
2. Границы в кристаллах: межфазные, высокоугловые

границы зерен, средне- и малоугловые границы субзерен, границы двойников, границы областей упорядочения.

Слайд 52

ДЕФЕКТЫ УПАКОВКИ

Слайд 53

Размеры зерен составляют до 1000 мкм. Углы разориентации составляют до нескольких

десятков градусов.
Граница между зернами представляет собой тонкую в 5 – 10 атомных диаметров поверхностную зону с максимальным нарушением порядка в расположении атомов.

Поверхностные дефекты

Слайд 54

Поверхностные дефекты

Слайд 55

Поверхностные дефекты
Границы зёрен – препятствия для развития деформации

Слайд 56

Границы с разориентацией соседних зерен менее ~6о относят к малоугловым, а

с большей разориентацией – к большеугловым.

Блоки или субзёрна

Зёрна

Слайд 57

МАЛОУГЛОВАТЫЕ ГРАНИЦЫ СУБЗЕРЕН

Слайд 58

БОЛЬШЕУГЛОВАТЫЕ ГРАНИЦЫ ЗЕРЕН

Слайд 59

Поверхностные дефекты

Слайд 60

МЕЖФАЗНЫЕ ГРАНИЦЫ
Когерентные межфазные границы

Слайд 61

МЕЖФАЗНЫЕ ГРАНИЦЫ
Полукогерентные межфазные границы

Слайд 62

МЕЖФАЗНЫЕ ГРАНИЦЫ
Некогерентные межфазные границы

Слайд 63

Поверхностные дефекты
Границы зёрен в железе выявлены травлением

Слайд 64

Поверхностные дефекты
Имеются участки, разориентированные один относительно другого на несколько градусов .

Эти участки называются фрагментами. Процесс деления зерен на фрагменты называется фрагментацией или полигонизацией.
В свою очередь каждый фрагмент состоит из блоков, размерами менее 10 мкм, разориентированных на угол менее одного градуса . Такую структуру называют блочной или мозаичной.

Слайд 65

К объемным (трехмерным) дефектам относят такие, которые имеют размеры в трех

измерениях: неметаллические включения, царапины, макроскопические трещины, поры и т. д

Объёмные дефекты

Слайд 66

Объёмные дефекты
Неметаллические включения

Слайд 67

Объёмные дефекты
Неметаллические включения

Слайд 68

Объёмные дефекты
Неметаллические включения – места зарождения трещин

Слайд 69

Объёмные дефекты
Хрупкое разрушение корпуса судна
Одна из возможных причин – наличие

в металле корпуса (или в сварных швах, в заклёпках) неметаллических включений.

Кованая заклёпка

Связь между строением и свойствами материалов. Лекция 1

Содержание

Дефекты кристаллического строения

Дефекты кристаллической решёткиТри причины отсутствия идеальных кристаллов:- Атомы вещества находятся в

Классификация дефектов кристаллического строения Дефекты Точечные(малы в 3-х направлениях) Линейные(малы в 2-х

Равновесными называются дефекты, находящиеся в термодинамическом равновесии со структурой. К ним

Точечный дефект — это нарушение кристаллической структуры, размеры которого во всех

Точеные дефекты Одним из распространенных несовершенств кристаллического строения является наличие точечных дефектов:

При выходе на свободные поверхности кристаллов или на границы зерен поликристаллов

Вакансия образуется при переходе атомов с поверхности в окружающую среду или

Точечные дефектыМежузельный атом(Дислоцированный атом)

Дислоцированный атом – это атом, вышедший из узла решетки и занявший

Примесные атомыПримесные атомы всегда присутствуют в металле, так как практически невозможно

Точечные дефекты

Линейные дефектыЛинейные дефекты—одномерные, т. е. протяженные в одном измерении: нарушения периодичности

Линейные дефектыОсновными линейными дефектами являются дислокации. Дислокация – это дефекты кристаллического

Краевая дислокацияКраевая дислокация (а) и механизм ее образования (б)

Механизм образования краевой дислокацииБольшинство дислокаций образуются путем сдвигового механизма. Ее образование

Положительная (а) и отрицательная (б) краевые дислокацииЕсли экстраплоскость находится в верхней

Притягиваются ⊥ с противоположным вектором сдвига, лежащие в одной плоскости скольжения,

Другой тип дислокаций был описан Бюргерсом в 1939г., и получил название

Винтовая дислокация

Механизм образования винтовой дислокации

Линия дислокации

Винтовая дислокация не связана с какой-либо плоскостью скольжения, она может перемещаться

Линии дислокаций не могут обрываться внутри кристалла, они должны либо быть

Образование краевой дислокации всегда сопровождается изменением объема кристалла решетки. Винтовая дислокация

Линейные дефектыСмешанная дислокация

Электронная микроскопия –основной метод изучения дефектов кристаллического строенияЭлектронно-микроскопические изображения кристаллов с

Линейные дефектыДислокационная структура металла (просвечивающая электронная микроскопия, x 32 000)

МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ДИСЛОКАЦИЙДислокации образуются следующими способами:1) при срастании в процессе кристаллизации

1. Образование дислокаций при срастании в процессе кристаллизации отдельных кристаллитовНа рисунке

2. Образование дислокаций за счет перерождения колоний вакансий в дислокацииИсточником дислокаций

3. Схема последовательных I — V стадий действия источника Франка —

Источник Франка-Рида (электронная фотография)Дислокационные петли – результат действия источника Франка-Рида

ВЕКТОР БЮРГЕРСАВектор Бюргерса (b) — количественная характеристика, описывающая искажения кристаллической решётки

У краевой дислокации вектор Бюргерса равен межатомному расстоянию и перпендикулярен дислокационной

Линейные дефектыХарактеристикой дислокационной структуры является плотность дислокаций ρ, под которой понимают

Влияние плотности дислокаций на прочность:1 – идеальный кристалл,2 – «усы»

Линейные дефектыПри упрочнении металлов увеличением плотности дислокаций, она не должна превышать

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ДИСЛОКАЦИЙВ отличие от точечных дефектов, дислокации не двигаются самопроизвольно, но

Движение краевой дислокации

Движение краевой дислокации приводит к образованию ступеньки на поверхности кристалла

Механизм пластической деформации

По плоскостям и направлениям с максимальной плотностью атомов дислокации скользят легче

Скольжение дислокации подобно перемещению гусеницыЛапки гусеницы, оторванные от земли, – это

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДИСЛОКАЦИЙ С ТОЧЕЧНЫМИ ДЕФЕКТАМИ

Облака КоттреллаВ участки кристалла вблизи краевых дислокаций, где решетка растянута, легко

Поверхностные дефектыПоверхностные, или двумерные, дефекты простираются в двух измерениях на расстояния,

Двумерные дефектыК двумерным дефектам относятся:1. Дефекты упаковки.2. Границы в кристаллах: межфазные, высокоугловые

ДЕФЕКТЫ УПАКОВКИ

Размеры зерен составляют до 1000 мкм. Углы разориентации составляют до нескольких

Поверхностные дефекты

Поверхностные дефектыГраницы зёрен – препятствия для развития деформации

Границы с разориентацией соседних зерен менее ~6о относят к малоугловым, а

МАЛОУГЛОВАТЫЕ ГРАНИЦЫ СУБЗЕРЕН

БОЛЬШЕУГЛОВАТЫЕ ГРАНИЦЫ ЗЕРЕН

Поверхностные дефекты

МЕЖФАЗНЫЕ ГРАНИЦЫКогерентные межфазные границы

МЕЖФАЗНЫЕ ГРАНИЦЫПолукогерентные межфазные границы

МЕЖФАЗНЫЕ ГРАНИЦЫНекогерентные межфазные границы

Поверхностные дефектыГраницы зёрен в железе выявлены травлением

Поверхностные дефектыИмеются участки, разориентированные один относительно другого на несколько градусов .

К объемным (трехмерным) дефектам относят такие, которые имеют размеры в трех

Объёмные дефектыНеметаллические включения

Объёмные дефектыНеметаллические включения

Объёмные дефектыНеметаллические включения – места зарождения трещин

Объёмные дефектыХрупкое разрушение корпуса судна Одна из возможных причин – наличие

Похожие презентации

Дефекты кристаллической решётки
Три причины отсутствия идеальных кристаллов:
- Атомы вещества находятся в

Классификация дефектов кристаллического строения
Дефекты
Точечные
(малы в 3-х направлениях)
Линейные
(малы в 2-х

Точеные дефекты
Одним из распространенных несовершенств кристаллического строения является наличие точечных дефектов:

Точечные дефекты
Межузельный
атом
(Дислоцированный
атом)

Примесные атомы
Примесные атомы всегда присутствуют в металле, так как практически невозможно

Линейные дефекты
Линейные дефекты—одномерные, т. е. протяженные в одном измерении: нарушения периодичности

Линейные дефекты
Основными линейными дефектами являются дислокации.
Дислокация – это дефекты кристаллического

Краевая дислокация
Краевая дислокация (а) и механизм ее образования (б)

Механизм образования краевой дислокации
Большинство дислокаций образуются путем сдвигового механизма. Ее образование

Положительная (а) и отрицательная (б) краевые дислокации
Если экстраплоскость находится в верхней

Линейные дефекты
Смешанная дислокация

Электронная микроскопия –основной метод изучения дефектов кристаллического строения
Электронно-микроскопические изображения кристаллов
с

Линейные дефекты
Дислокационная
структура металла
(просвечивающая
электронная микроскопия, x 32 000)

МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ДИСЛОКАЦИЙ
Дислокации образуются следующими способами:
1) при срастании в процессе кристаллизации

1. Образование дислокаций при срастании в процессе кристаллизации отдельных кристаллитов
На рисунке

2. Образование дислокаций за счет перерождения колоний вакансий в дислокации
Источником дислокаций

Источник Франка-Рида (электронная фотография)
Дислокационные петли – результат действия источника Франка-Рида

ВЕКТОР БЮРГЕРСА
Вектор Бюргерса (b) — количественная характеристика, описывающая искажения кристаллической решётки

Линейные дефекты
Характеристикой дислокационной структуры является плотность дислокаций ρ, под которой понимают

Влияние плотности дислокаций на
прочность:
1 – идеальный кристалл,
2 – «усы»

Линейные дефекты
При упрочнении металлов увеличением плотности дислокаций, она не должна превышать

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ДИСЛОКАЦИЙ
В отличие от точечных дефектов, дислокации не двигаются самопроизвольно, но

Скольжение дислокации подобно перемещению гусеницы
Лапки гусеницы, оторванные от земли, – это

Облака Коттрелла
В участки кристалла вблизи краевых дислокаций, где решетка растянута, легко

Поверхностные дефекты
Поверхностные, или двумерные, дефекты простираются в двух измерениях на расстояния,

Двумерные дефекты
К двумерным дефектам относятся:
1. Дефекты упаковки.
2. Границы в кристаллах: межфазные, высокоугловые

Поверхностные дефекты
Границы зёрен – препятствия для развития деформации

МЕЖФАЗНЫЕ ГРАНИЦЫ
Когерентные межфазные границы

МЕЖФАЗНЫЕ ГРАНИЦЫ
Полукогерентные межфазные границы

МЕЖФАЗНЫЕ ГРАНИЦЫ
Некогерентные межфазные границы

Поверхностные дефекты
Границы зёрен в железе выявлены травлением

Поверхностные дефекты
Имеются участки, разориентированные один относительно другого на несколько градусов .

Объёмные дефекты
Неметаллические включения

Объёмные дефекты
Неметаллические включения

Объёмные дефекты
Неметаллические включения – места зарождения трещин

Объёмные дефекты
Хрупкое разрушение корпуса судна
Одна из возможных причин – наличие