КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ
План лекции
Кристаллографические индексы
Кристаллографические плоскости
Определение индексов Миллера для плоскостей
Индексы плоскостей
Индексы плоскостей
АЛЛОТРОПИЯ
Точечные дефекты кристаллического строения
Линейные дефекты кристаллического строения
Краевая дислокация, образованная за счет сдвига
Схема винтовой дислокации
Вектор Бюргерса
Влияние плотностей дислокаций на прочность и пластичность
Поверхностные дефекты кристаллического строения
Разная ориентация кристаллических зерен
Фрагментация
Поверхностные дефекты кристаллического строения
Механизмы диффузионных процессов
4.21M
Категория: ФизикаФизика

Кристаллическое строение материалов

1. КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

2. План лекции

1.
2.
3.
4.
Кристаллические индексы
Дефекты кристаллического строения
Линейные дефекты
Механизмы диффузионных процессов

3. Кристаллографические индексы

z [001]
[ī ī0]
[0ī0]
-y
[111]
[ī21]
x
[100]
[110]
[ī01]
[010]
y
[ī0ī]
[u, v, w] - индексы
направления, они
связаны с
координатами узла
кристаллической
решетки
По параллельным
направлениям
свойства одинаковы

4. Кристаллографические плоскости

- плоскости, проходящие через узлы
кристаллической решетки
m, n, p – отрезки с помощью которых
определяется положение плоскости в
пространстве ( в единицах отрезков a, b, c)
Принято за индексы плоскостей брать
обратные отрезки h= 1/m, k = 1/n, l = 1/p

5. Определение индексов Миллера для плоскостей

1. Найти точки пересечения данной плоскости со
всеми тремя осями координат в кристалле.
2. Взять обратную величину от найденных чисел.
3. Привести индексы к наименьшим
целочисленным значениям, сохраняя при этом их
соотношение.
4. Заключить индексы в круглые скобки (hkl).

6. Индексы плоскостей

z
z
(110)
(111)
x
z
y
x
(100)
x
y
y
Заштрихованные
плоскости это плоскости
скольжения
кристалла

7. Индексы плоскостей

z
z
(112)
x
y
(212)
x
y

8.

Наиболее плотноупакованными плоскостями для
ОЦК решетки является (110), для ГЦК (111) и для
ГП решетки (0001).
Вследствие неодинаковой плотности атомов в
различных плоскостях многие физические и
механические свойства зависят от направления
вырезки образцов.
Подобная неодинаковость свойств по различным
кристаллографическим направлениям называется
анизотропией.
Преимущественная ориентировка
кристаллографических плоскостей относительно
какого-либо направления называется текстурой.

9. АЛЛОТРОПИЯ

- способность некоторых металлов существовать
в различных кристаллических формах в
зависимости от внешних условий (давление,
температура)
Fe: t=911 0C – ОЦК Feα
Fe: 911 < t < 1392 0C – ГЦК Feγ
Fe: 1392 < t < 1539 0C – ОЦК Feδ
(высокотемпературное)

10.

ДЕФЕКТЫ КРИСТАЛЛОВ
Точечные
Линейные
Поверхностные
Объемные

11. Точечные дефекты кристаллического строения

а
а – атом
замещения;
б
в
б – атом
внедрения;
в – вакансия

12. Линейные дефекты кристаллического строения

а
а – винтовая дислокация;
б
б – краевая дислокация
Линейные дефекты образуются вследствие
появления дополнительной атомной плоскости
(экстраплоскости).

13. Краевая дислокация, образованная за счет сдвига

14. Схема винтовой дислокации

15. Вектор Бюргерса

- мера искажения кристаллической решетки
Вектор необходимый для замыкания контура

16.

Плотность дислокаций – суммарная длина всех
дислокаций в единице объема.
l
V
В п/п кристаллах плотность – 104-105 см-2,
у отожженных металлов - 106-108 см-2,
При холодной пластической деформации - 1011-1012см-2
Примесные атомы образуют зоны повышенной
концентрации дислокаций.
Дислокации значительно снижают прочность
материалов.

17. Влияние плотностей дислокаций на прочность и пластичность

Прочность
теоретическая
плотность
плотность услов
чистые
металлы
металлы и сплавы
упрочненные
к
Плотность дислокаций

18. Поверхностные дефекты кристаллического строения

Строение большеугловых границ.
Границы между зернами (большеугловые) –
это переходная область шириной
5–10 межатомных расстояний

19. Разная ориентация кристаллических зерен

а – решетки (фрагменты),
б – границы
о – атомы, расположены в середине зерен
• - атомы на границах зерен

20. Фрагментация

- процесс деления зерен на фрагменты
(полигонизациея)
Фрагменты - участки зерна разориентированные
один относительно другого на несколько градусов
(а)

21. Поверхностные дефекты кристаллического строения

Строение
малоугловых границ.
а – расстояние между
соседними атомами;
d – расстояние между
дислокациями;
– угол
разориентирования
соседних блоков

22.

По границам зерен легко
идет диффузия

23. Механизмы диффузионных процессов

а
б
а – вакансионный;
в – обменный;
в
г
б – межузельный;
г – циклический
English     Русский Правила