Дефекты - это несовершенства кристаллического строения (рис.2).
Точечные дефекты, сопоставимы с размерами атомов:
вакансии – отсутствующие атомы в узлах кристаллической решетки;
межузельные атомы – собственные атомы между узлами;
атомы внедрения и замещения – примесные атомы.
Рис. 2. Точечные дефекты в кристаллической решетке.
Линейные дефекты – дислокации (рис. 3):
краевая дислокация – граница неполной атомной плоскости, перпендикулярная вектору сдвига в кристаллической решетке;
винтовая дислокация – линия, параллельная вектору сдвига, вокруг которой атомные плоскости образуют винтовую поверхность.
Плотность дислокаций r, см-2 – суммарная протяженность дислокаций в 1 см3 кристалла.
a) б)
Рис. 3. Схематические изображения краевой (а) и винтовой (б) дислокаций
τ – векторы сдвига; ас – линии дислокаций.
Поверхностные дефекты. К ним относятся:
границы зерен – поверхности раздела между отдельными зернами в поликристалле;
дефекты упаковки – нарушения чередования атомных плоскостей.
Объемные дефекты: поры, трещины, частицы вторичных фаз, и т.д.
Дефекты искажают кристаллическую решетку и влияют на свойства металлов (рис 4). Увеличение плотности дислокаций в технических металлах (участок 4) приводит к повышению прочности металлов. Высокую прочность имеют кристаллы с бездефектной структурой - «усы» (участок 2).
Рис. 4. Зависимость прочности металла от плотности дислокаций: 1 – теоретическая прочность; 2 – бездефектные кристаллы «усы»; 3 – не упрочненные металлы; 4 – сплавы, упрочненные наклепом, термической или термомеханической обработкой.