1.6 Дефекты кристаллического строения.

Перечисленные виды кристаллических решеток соответствуют идеальным кристаллам крайне редко. В реальных условиях всегда присутствуют дефекты строения, которые оказывают влияние на свойства материала.

По геометрическим признакам дефекты делят на четыре вида:

1. Точечные дефекты. Имеют размеры порядка диаметра атома. Появляются за счет:

   1. Вакансий – незаполненных мест в кристаллической решетке. Их наличие может влиять на механические характеристики.

   2. Замещения собственных атомов атомами примесей.

   3. Внедрения атомов примесей в междоузлие кристаллической решетки.

   4. Из-за несоответствия между массами вещества, которые вступают в химическую реакцию.

2. Линейные (одномерные) дефекты. Это нарушения кристаллической структуры вдоль некоторой линии. Такие нарушения называются дислокациями. Различают краевые и винтовые дислокации.

3. Поверхностные (двухмерные) дефекты. Это поверхности раздела между отдельными зернами или блоками вещества.

4. Объемные (трехмерные) дефекты. Это различные пустоты, трещины, вкрапления других веществ или модификаций. Самое низкое качество имеют электрорадиоматериалы при наличии объемных дефектов.

1.7 Анизотропия кристаллов.

Многие свойства кристаллов неодинаковы в различных направлениях.

Зависимость свойств вещества от направления называется анизотропией.

Кристаллы в изделиях ориентируют так, чтобы рабочим было направление с наилучшими свойствами. Направления и плоскости в кристаллах обозначаются сочетаниями цифр – индексами Миллера (h,k,l), которые соответствуют осям (x,y,z).

Индексы показывают, на сколько равных частей делит данная плоскость ребро кристалла по соответствующей оси.

Кристаллические вещества, состоящие из правильной, непрерывной кристаллической решетки называются монокристаллами. Вещество, состоящее из множества разнонаправленных кристаллов называется поликристаллом. Монокристаллы, как правило, более анизотропны, чем поликристаллы.

1.8 Процесс кристаллизации металлов.

Процесс кристаллизации оказывает влияние на структуру металлов и его свойства. Процесс кристаллизации состоит из двух этапов:

1. Зарождение центров кристаллизации

2. Рост кристаллов из этих центров. Образовавшиеся кристаллы ориентированы произвольно относительно друг друга и называются зернами.

Различают мелкозернистую структуру, которую видно при увеличении в 50 и более раз, и крупнозернистую, которую видно при увеличении до 50 раз.

Для получения более качественной мелкозернистой структуры применяют:

1. прием быстрого охлаждения металлов, при этом резко увеличивается количество центров кристаллизации,

2. добавление очень мелкого металлического порошка, что тоже увеличивает количество центров кристаллизации.

Рассмотрим графики плавления и кристаллизации металлов:

t ^о пл.

t^o= t^о пл - t^окр

t^oкр А В

график плавления график кристаллизации

Чтобы вызвать процесс кристаллизации, температуру необходимо понизить до значений несколько ниже температуры плавления, которая называется температурой переохлаждения (t^oкр - t^oпереохлаждения).

t^o= (t^о пл - t^окр) – степень переохлаждения. Чем меньше в металлах примесей, т.е. чем чище металл, тем больше величина t^o.Горизонтальный участок графика АВ показывает, что при формировании кристаллической решетки выделяется тепловая энергия ( при разрушении решетки энергия поглощается) .