DEFEKTY STRUKTURY KRYSTALICZNEJ

Rodzaje defektów (wad) budowy krystalicznej

• Punktowe• Liniowe• Powierzchniowe

Defekty punktowe

• Wakanse: wolne węzły• Atomy międzywęzłowe

Liczba wad punktowych jest funkcją temperatury.

Wakanse (atomy) mogą przemieszczać się w sieci krystalicznej. Zjawisko przemieszczania się atomów we własnej sieci krystalicznej nazywa się samodyfuzją.

Defekty liniowe - dyslokacje

Główne rodzaje: • krawędziowe• śrubowe• mieszane

Dyslokacja krawędziowa – krawędź ekstrapłaszczyzny, tj. półpłaszczyzny sieciowej umieszczonej między rozsuniętymi płaszczyznami kryształu o budowie prawidłowej. W zależności od położenia dodatkowej pólpłaszczyzny, dyslokacje mogą być dodatnie ⊥ i ujemne T

Wielkość dyslokacji i wywołane nią odkształcenie charakteryzuje wektor Burgersa b. Dyslokacja krawędziowa ma wektor Burgersa prostopadły do swojej linii.

Ruch dyslokacji krawędziowej

• Poślizg• Wspinanie dodatnie i ujemne (zstępowanie)

• Dyslokacja krawędziowa – defekt liniowy struktury krystalicznej spowodowany przemieszczeniem części kryształu wokół osi, zwanej linią dyslokacji śrubowej

• Wektor Burgersa równoległy do linii dyslokacji• Prawo- i lewoskrętne

Dyslokacje mieszane

Błędy ułożenia

• Powstają wskutek: kondensacji wakansów, zaburzonego wzrostu kryształu, odkształcenia plastycznego

• Mogą być: zewnętrzne i wewnętrzne

Prawidłowa kolejność ułożenia płaszczyzn w sieciach zwarcie wypełnionych: ABCABC....lub ACBACB... w sieci A1 i ABABAB... w sieci A3

W metalach o sieci A1 płaszczyzny gęstego ułożenia atomów {111} sąusytuowane w kolejności np. ACBACB. Kolejność ułożenia płaszczyzn może lec zaburzeniu, np. CBCB. Jest to błąd ułożenia. Błąd wewnętrzny – płaszczyzna usunięta, błąd zewnętrzny – płaszczyzna wprowadzona

Reakcje i bariery dyslokacyjne• Dyslokacje całkowite (doskonałe); ruch nie powoduje

zmian w pozycjach atomów• Dyslokacje częściowe (kątowe); ruch powoduje zmiany

położeń atomów• Dysocjacja dyslokacji całkowitych• Rekombinacja dyslokacji częściowych• Dyslokacje częściowe Shockleya w sieci A1• Dyslokacje częściowe Franka w sieci A1• Bariery dyslokacyjne• Reakcje dyslokacyjne

Polikrystaliczna struktura metaliMetale w stanie stałym mogą występować jako

monokryształy i polikryształy• Monokryształy charakteryzują się prawidłowym

rozmieszczeniem przestrzennym atomów z zachowaniem jednakowej orientacji wszystkich elementarnych komórek sieciowych w całej objętości kryształu. Są to ciała anizotropowe. Metale rzadko wykazują strukturęmonokryształów.

• Metale techniczne są zwykle polikryształami, składającymi się z ziaren, z których każde ma w przybliżeniu prawidłowąprawidłową strukturę krystaliczną. Przypadkowa orientacja krystaliczna poszczególnych ziaren powoduje, że polikryształy są ciałami quasi-izotropowymi. Wielkośćziaren w metalach technicznych 1-100 µm. W obrębie ziarna można wyróżnić podziarna, ułożone względem siebie pod małymi kątami, od kilku minut do kilku stopni.

Polikrystaliczna struktura metali

• Monokryształy i polikryształy• Ziarna: części kryształu o prawidłowej

strukturze krystalicznej o osiach nachylonych względem siebie o kąt dezorientacji

• Granice wąskokątowe i szerokokątowe• Granice koherentne, niekoherentne i

półkoherentne

Granice ziaren

Granice ziaren stanowią powierzchniowe wady budowy krystalicznej. W metalu polikrystalicznym oddzielają ziarna różniące się orientacjąkrystaliczną a także składem.Wyróżnia się:Granice wąskokątowe i szerokokątowe

Granice wąskokątowe powstają w miejscu zetknięcia się podziaren, charakteryzują się niewielkim kątem dezorientacji, mają budowędyslokacyjną.

Granice szerokokątowe charakteryzują się dużym kątem dezorientacji krystalicznej ziaren. Budowa tych granic jest bardzo złożona. W strefie granicy ułożenie ziaren jest zaburzone. Granica zawiera dyslokacje oraz wybrzuszenia i występy.

Granice między ziarnami różnych faz nazywają sięgranicami międzyfazowymi. Dzieli się je na: koherentne, niekoherentne i półkoherentne.