Атты денелердегі сызықты және жазық ақаулар. - раздел Образование, МАТЕРИАЛТАНУ Кристалдағы Дислокациялық Ақаулар Туралы Жалпы Т...
Кристалдағы дислокациялық ақаулар туралы жалпы түсініктер
Кристалдардағы ақаулардың өлшемдерін жіктеуде өлшемдері екі бағытта тор периодынан кіші және 3-бағытта кеңістікте шексіз созылған бірөлшемді ақаулардың болатыны айтылған. Мұндай ақаулар дислокациялар деп аталады. Оларды ХХ ғасырдың 30-жылдары кристалдардың ығысу беріктігін түсіндіру үшін Я.И.Френкель мен Тейлор енгізген. 4.8 суретте (а) кристалдағы екі көрші атомдық жазықтықтар бейнеленген. Ығысу арқылы кристалды бұзатын күшті анықтап көрейік. Бұл күш ығысуға кедергі жасайтын кристалдың механикалық кедергісімен теңеседі. Бұзушы күш кернеу деп аталады. Френкель сол уақытта кристалдың С-С жазықтығы бойымен қозғалмайтын бөлігіне қатысты ығысатын бөлігінің барлық атомдарының бір уақытта ығысу моделін ұсынды.
| 4.8-сурет. Сызбанұсқалар: а – атомдардың ақаусыз кристалда орналасуы, б – атомдық жазықтықтардың кристалда ығысуы және кристалдағы кернеудің ара қашықтыққа тәуелділігі (в)
|
Бірақ бұл модель бойынша табылған мәні тәжірибелік мәнімен сәйкес болмай шықты. Сондықтан атомдық жазықтықтардың ығысуының роликті модель ұсынылды (4.9-сурет).
4.9 сурет. Атомдық жазықтықтардың ығысуының роликті моделі
Қалыпты ақаусыз құрылымда жоғарғы қатар роликтері төменгі қатар роликтерінің арасындағы ойықтарда орналасады. Ақаулы модельде жоғарғы қатардың нөмірленген 5 роликтері қисықтау(ығысып) орналасқан: 1- ролик өзінің қалыпты орнынан оңға шамалы ғана ығысқан. Барлық роликтер серпімді күштермен байланысқандықтан (серіппе) 2-ролик одан да оңырақ, ал 3 ролик төменгі қатардағы роликтің дәл үстінде орналасады. 1-роликтен сол және 5-роликтен оң жақта жоғарғы қатардың барлық роликтері ақаусыз кристалдағыдай төменгі қатардың сәйкес ойықтарында орналасады.
Ақаулы аумақта 1 және 2-роликтерді сол ойықтарға, ал 4- және 5-роликтерді оң ойықтарға қайтаруға тырысатын F , F және F , F күштері пайда болады. Тағы да серпімді күштердің әсерінен және барлық роликтер жүйесі тепе-теңдікте болады. Сырттан әлсіз күш беріп, күштер тепе-теңдігін шамалы ғана өзгертсе, роликтердің жоғарғы қатары ығысады. Соңдықтан, дислокациялар қозғалысы өте аз жүктемелерде жүзеге асады.
Дислокациялық типті қозғалыспен жібек құрты қозғалады (4.10-сурет). Жауынқұрт та созылатын дислокация типті, жылан сығылатын дислокация типті қозғалады. Кілемді де дислокация туғызу арқылы оңай қозғауға болады (4.11-сурет ).
| 4.11-сурет. Дислокация типті қозғалыстар: а – созылатын дислокация; б – сығылатын дислокация; в – кілемнің қозғалысы
дислокационного типа:
а — растягивающая дислокация; б — сжимающая дислокация; в — перемещение дислокационного типа:
а — растягивающая дислокация; б — сжимающая дислокация; в — перемещение
|
| 4.10-сурет. Жібек құртының қозғалысы
|
Дислокациялардың түзілуін және олардың сипаттамаларын қазіргі заманғы түсініктермен қарастырайық (4.12-сурет).
Кристалл бөліктерінің біріне сырттан күш береміз. Осы күштің шамасына байланысты кристалл серпімді немесе пластикалық деформацияланады. 1-жағдайда күшті алғанда кристалл бастапқы пішінін қайтып алады. 2-жағдайда ол сырғанау механизмі бойынша деформацияланады, бұл әсер етуші күш белгілі бір табалдырық (шекаралық) мәні-ығысу кернеуіне жеткенде жүзеге асады.
| 4.12-сурет. Дислокацияның түзілуінің кезектес сатыларының сызбанұсқасы: а – ығысу күшін кристалға беру; б – атомдық жазықтықтардың қисаюы; в – экстражазықтықтың түзілуі
|
Осылайша, дислокация немесе дислокация сызығы – кристалдың ығысқан аумағын ығыспаған аумақтан бөліп тұратын сызық. Кристалл тордағы атомдардың ығысу шамасы мен бағытын Бюргерс векторы анықтайды. Оның шамасы дислокация өлшемі болып табылады. Мұны жазықтықтағы дислокация сызығына перпендикуляр орналасқан Бюргерс контурынан (4.13-сурет) көруге болады.
| 4.13-сурет. Бюргерс контуры және шеткі дислокация сызығы
|
| 4.14-сурет. Бұрандалы дислокация үшін Бюргерс контуры
|
Дислокация жазықтығының бір жағында тор n атом қатарларынан тұрса, қарама-қарсы жағында n+1 атом қатарларынан тұрады. Бюргерс векторы дислокация бағытына перпендикуляр болғанда, мұндай дислокация аймақтық деп аталады (4.13-сурет).Оны « » деп көрсетеді. Бұдан басқа бұрандалы дислокация бар (4.14-сурет). Мұнда дислокация сызығы -ға параллель.
Нақты қатты денелердің дислокациялық ақаулығын дислокациялар тығыздығымен d сипаттайды, ол 1 см бірлік бет арқылы өтетін дислокациялар санын көрсетеді. Кейде d=0 монокристалдарды алуға болады. Көбіне металдарды механикалық өндегенде (шыңдау, шлифтеу, бұрау және т.б.) d=10 см- болады.
Все темы данного раздела:
Материалтану. Пәнді оқыту мақсаты
Қазіргі таңдағы технологияның дамуы мен жүзеге асуы жаңа материалдардың алынуы мен енуінсіз мүмкін емес. Техникалық материалдардың қ
Негізгі химиялық түсініктер
Химия қандай да бір агрегаттық күйдегі әртекті химиялық заттардың жиынтығын зерттейді. Қоршаған ортадан ойша бөлініп алынған ж|
Атты денелердің жіктелуі
«Қатты» ұғымы заттың бізге белгілі төрт агрегаттық күйлерінің: газтәрізді (бу тәрізді), сұйық, қатты және плазмал
Статистикалық физика және химиялық термодинамика негіздері
Кез келген қатты дене бөлшектер жүйесі электрондық және атомдық бөліктерден тұрады. Оларды бөлек қарастырайық. Электронды бөл
Физика-химиялық талдау негіздері
Физика – химиялық талдау «құрам – қасиет» немесе күй диаграммаларын құруға негізделген. Мұндай диаграмманың дербес жағдайы – бал
Молекулалық процестердің кинетикасының заңдылықтары
Алдымен процесс жылдамдығын уақыт бірлігінде пайда болатын немесе жойылатын бөлшектердің саны ретінде анықтаймыз. Есеп шартына байланысты бұл шама заттың к
Табиғаттағы және қатты денелердегі симметрия
Табиғатта адамның денесі айналық симметрияға мысал болады (Леонардо да Винчидің суреті): дененің ортасы арқылы өткен тік сызық бойымен орналас&
Атты денелердің кристаллографиялық және кристаллохимиялық сипаттамасы
Табиғатта кристалл құрылымдардың әртүрлі түрлері жүзеге асады. Қарапайымынан күрделісіне қарай қарастырайық.
Кесте. Әртүрлі сингониялар үшін қабырғалар мен жақтар арасындағы қатынас
Сингония
Қабырғалар мен жақтар арасындағы қатынас
Триклинді
а ≠ b Ͱ
Атты денелердегі электрондардың энергетикалық спектрінің зоналық (аумақтық) сипаты
Атомдық физика және кванттық механика курстарынан жеке оқшау атомдағы электронның әрекеті белгілі. Электрондар энергияның кез келген емес, тек дискре
Кристалдағы электронның спектрі туралы есептің сандық шешімін қарастырайық.
Мұндай есеп жеке атом үшін Шредингер теңдеуінің көмегімен шешіледі:
(2.1)
Мұндағы ∆= ∂2\∂x2 +
Кристалдық зат күйлерінің басқа түрлерінен периодты потенциалдық өріс болуымен өзгешеленеді.
Бір ғана х координатына тәуелді электрондардың потенциалдық функциясы үшін Крониг – Пенни шешімін қарастырамыз (бір өлшемді кристалл үшін) .
Шөлшемді кристалдағы электрондардың энергетикалық спектрі
Үшөлшемді периодты потенциалдық өрісте орналасқан электрондардың күйлері туралы есепті шешу үшін Шредингер теңдеуінен тағы да ψ тол&
Зоналарды электрондармен толтыру
Электрондардың энергиясының мүмкін мәндері қарастырылып, электрондар ие бола алатын энергетикалық деңгейлердің барлығы зоналарда орналасатыны а
Атты денелердің зоналық құрылымы болуын эксперименттік дәлелдеулер
Қатты денені электрондармен атқылағанда рентген сәулесін зерттеу әдісі қолданылады. 2.9-суретте мысал ретінде электронның Na атомымен соқтығыс&
Электрондардың энергетикалық спектрі қалыптастыратын қатты денелердің қасиеттері
Қатты дененің өткізгіштігіне және магнитті кедергілеріне тұйықталған және тұйықталмаған Ферми беттерінің әсерін біз 2.4
Динамиканың екі түрі
Алдынғы бөлімдерде біз қатты денелерді сыртқы күштердің әсерінсіз, яғни тек тепе-теңтік жағдайларында қарастырдық. Бірақ
Кристалл тор атомдарының тербелістерін сипаттаудың дуализмі
Континуалды пайымдау серпімді орта тербелістерін макроскопиялық көз қарас тұрғысында қарастырады. Бұл кезде дене үздіксіз тұтас орта деп есепте
Фонондық спектр қалыптастыратын қатты денелердің қасиеттері
Қатты дене жылу сыйымдылығы – температура 1 градусқа өзгергенде дененің ішкі энергиясының өзгерісі. Тұрақты көлемдегі С =( dW/dT) ; C =(d
С және С байланысын табамыз.
Тұрақты қысымда денеге қандай да бір жылу мөлшері dQ берілсін. Оның ішкі энергиясы U жоғарылайды да, бір уақытта ұлғаю жұмысы жасал
Электр өткізгіштігі
Меншікті электр өткізгіштігі келесі өрнекпен анықталады: , мұндағы n - өткізгіштік зонасындағы бос электрондардың концентрациясы, e – электрондар зар
Кристалдардағы ақаулар туралы жалпы түсініктер
Алдыңғы бөлімдерде қатты кристалл дене абсолют реттелген – атомдар орналасуында ешқандай ақаулар жоқ деп қарастырылды.
Бірақ реал крис
Металдар мен металл құймаларындағы вакансиялар
Вакансиялар түзілуінің физикалық табиғаты кристалл атомдарының жылулық тербелістерімен байланысты. Тепе-теңдік орталықтарының (тор түйінд
Оспалық нүктелік ақаулар
Тегі бөтен қоспа атомдар негізгі кристалл матрицасымен не орын басу қатты ерітінділерін, не ену қатты ерітінділерін түзе алады. Бірінші жағдайда қоспа атом
Кристалл тор түйіндерінде қоспалардың еруінің микроскопиялық моделі
Кристалл тор түйіндерін қоспа атомының орын басу моделін Вайзер ұсынған (4.6-сурет). Қоспа атомдары кристалл тор түйіндеріне ену үшін белгілі бір т&#
Кристалл тор түйіндерінің аралықтарында қоспалардың еруінің микроскопиялық моделі
Түйіндік ерігіштікке ұқсас Вайзер түйіндер аралықтарындағы ерігіштік үшін де энергетикалық шығымдар балансын қарастырады (4.7-сурет).
Дислокациялар энергетикасы
Дислокация аумағында атомдардың бір қатары өзінің көршілеріне қатысты ығысқан жағдайда орналасады. Сондықтан дислокация кристалда&#
Жазық ақаулар
Кристалл құрылымының маңызды жазық (екі өлшемді) ақаулары-дәндердің шекаралары, ұқсастар және қабатталу ақаулары.
Көлемдік ақаулар
Қатты денелердегі көлемдік ақаулар барлық үш бағытта да тор периодынан көп созылғыштығымен сипатталады. Олар негізінен қатты дене қ
Атты денелердің беті туралы жалпы түсініктер
Қатты дене беті - әрқашан екі фазаның (ортаның) бөліну шекарасы. Бұл қатты дененің вакууммен, газбен, сұйықтықпен немесе бас&
Беттің құрылымы
Нақты кристалл бетінің құрылымы күрделі: 1- қатты дененің беті – ол өте жұқа көлемдік қабат; 2 – бетте әртүрлі а&
Бет энергетикасы
5.2-сурет. Кристалды аумақтардың әртүрлі жазықтықтарында жұпты атомдық әрекеттесулердің сызбанұсu
Жұғу және ағу құбылыстары.
Көптеген технологиялық процестерде сұйықтың қатты дене бетімен жанасқанда өтетін құбылыстар үлкен роль атқарады. Мысалы, мета
Газдардың қатты денелер бетіндегі физикалық адсорбциясы
Газды атмосферамен байланыстағы қатты дене беті газ атомдары немесе молекулаларының моно- немесе полимолекулалық қабатымен тез қапталады. Бұл құ
Хемосорбция
Табиғаты химиялық күштер әсер еткенде кристалдың адсорбцияланатын атомдары мен беттік атомдар арасында химиялық реакция жүреді. Бұл хемосорбцияны
Сұйық фазадан адсорбция
Ғылым мен техниканың әртүрлі облыстары үшін сұйық ерітіндімен шекараласатын қатты дене бетіндегі адсорбциялық құбылыстар маңы
Беттік (Фольмер) диффузия
Фольмер тәжірибесінде сынап жоғары вакуумда қатты салқындатылған бетке буланады. Түзілген кристалдардың пішіні пластина тәрізді болған. Фольмер
Атты денелер қасиеттерінің адсорциялық өзгерістері.
Адсорбцияланған қабаттар ең алдымен үйкеліс күштеріне әсер етеді. Үйкеліс күші – денелердің салыстырмалы орын ауыстыруына қарама-қа
Көлемдік айналулардың түрлері
Қатты денелердегі көлемдік айналулар фазалық айналуларға жатады, ол туралы ең 1-дәрісте айтылған. Фазалық айналу нүктесінде фазалардың те
Аллотропиялық айналулар
«Аллотропия» термині химиялық элементтің немесе қатты қосылыстың бірнеше модификацияларда болуын сипаттау үшін енгізілген. Бұл құбылысты сипатт
Мартенситті айналулар
Кейбір металдар мен құймаларда көлемдік айналулардың өздеріне тән ерекшеліктері бар. Ең бастысы – олар берілген температурада аяқталмайды және
Атты денелердегі фазалық айналулардың температуралық емес себептері
Қатты денелердегі фазалық көлемдік айналуларға температурадан басқа сыртқы қысым да үлкен әсер етеді. Үлкен қысымдар алу техникасын
Атты денелердегі көлемдік айналуларды іс жүзінде пайдалану
Қатты денелердегі көлемдік айналулардың әртүрлі типтерімен қатты денелерді температуралық, қысымда, механикалық және басқа да }
Атты денелердегі реакциялардың типтері
Қатты денелердегі химиялық реакцияға қатысатын компоненттердің біреуі қатты күйде болу керек. Сондықтан оларды келесі түрде жіктеуге болады: &#
Атты дене – сұйықтық реакциялары
Қатты денелердің сұйықтықтармен типті химиялық реакция – қатты дененің желіну процесі. Химиялық желіну жылдамдығы кристалл атомдары мен ж
Атты дене – газ реакциялары
Қатты денелердің газдармен реакцияларына оксидтеу және сульфидтеу реакциялары жатады. Мысалы: . Бұл реакциялар жиі металл бетін қаптап тұратын оксид немесе сульф
Атты дене – қатты дене реакциялары
Қатты денелер арасындағы химиялық реакциялар газды және сұйық фазалардағы реакциялардан айтарлықтай ерекшеленеді. Бұл өзгешелік кристалл
Атты денелерді активтендіру
Қатты денелерді активтендірудің мақсаты - олардың реакцияға түсу қабілетін арттыру. Қатты денелердің активтенуін оның кристалдық к&
Атты дене ішіндегі реакциялар
Материалтануда металдар мен құймаларды дисперсті беріктеу маңызды орын алады. Бұл үшін балқыған металға қиынырақ балқитын бөл
Металдық байланысы бар қатты денелер қандай талаптарға сай болу керек?
Химиялық байланысы металдық сипаттағы қатты денелерге металдар, металл құймалары және көптеген интерметалды қосылыстар жатады. Егер ғасыр
Ймалардағы интерметалдық қосылыстар
Құймаларда түзілетін фазаларды Н.С.Курнаков зерттеген. Ол металдық фазалардың «құрам-қасиет» қисықтарының 2 негізгі түрі бар
Металдар мен құймалардағы жылжығыштық және болдыру құбылыстары
Жүктеменің әсерінен қатты металл дене не серпімді, не пластикалық деформацияланады. Соңғы жағдайда берілген жүктеме мен температурада деформаци
Металдық қатты денелердің беріктілігі мен қызуға төзімділігі
Беріктілік – материалдардың деформациялану және бұзылуға қарсылығы. 2 түрі бар:
1) теориялық – монокристалдың идеал кристалл торында с
Жаңа металл материалдардың даму перспективалары
Металдар мен құймалардың негізгі қызметтерінің бірі – олардың конструкциялық материалдар ретінде қолданылуы. Сондықтан жаңа металл
Металдар мен құймалардың электр өткізгіштігі
Ең электрөткізгіштігі жоғары металдар : Cu, Ag, Au, Al. Бұл таза металдар иілгіш және берік емес. Cu, Ag, Au иілгіштігі 40-50%, Al - 30-40%.
Күміс пен а
Асқын өткізгіш металдар мен құймалар
1911 ж. Голландияда Камерлинг-Оннес сұйық гелийдің қайнау температурада (4.2 К) сынаптың меншікті электр кедергісінің нольге дейін азаятынын ашты. Асқын
Металл қатты денелердің магнетизмі
Егер кез келген денені сыртқы магнит өрісіне орналастырса , онда денеде магнит өрісі туындайды, оның кернеулігі . Кейбір денелерде векторы векторымен бағыттас болады (
Ыш материалдар туралы жалпы мәліметтер
Қыш материалдар (ҚМ) бүгінде өте кең қолданылады және сан алуан- құрылыс кірпішінен бастап жаңа жоғары температуралық асu
Конструкциялық қыш
Қыштың конструкциялық материал ретінде екі бағалы қасиеттері бар: химиялық және термиялық тұрақтылық. Бұл екеуі де күшт
Радиоактивті материал мен қалдықтарды сақтау контейнерлері үшін қыш материалдар
Ядролық энергияның дамуы – қоғам өмірінің деңгейін жоғарылату тәсілдерінің бірі. Бірақ кедергі жасайтын бір фактор – радиоактивті &
Ыш фериттер
Ферримагнетиктерден қыш технологиясы бойынша жасалытын материалдар – фериттер деп аталады. Ферримагнетиктің қосынды магниттік моментінің температураға тәуелді ре
Сегнето- және пироэлектрлік қыш
Сегнетоэлектриктер (батыс әдебиеттерде ферроэлектриктер) кристалл диэлектриктерге жатады. Диэлектриктерде электрондар атомдар мен иондармен берік байланысқан. Оларда бос электрондар жо&
Асқын өткізгіш қыш
1986 ж. басында IBM-ның Швейцария бөлімінің қызметкерлері Г.Беднорц пен А.ММюллер негізінде қыш алды, оның асқын өткізгіштік температурасы өте
Бөлім. ЖАРТЫЛАЙ ӨТКІЗГІШТЕР ТУРАЛЫ ЖАЛПЫ МӘЛІМЕТТЕР
10.1-сурет.Диффузия әдісімен n-типті кристалда p–n-ауысудың түзілуі
Жартылай өткізгіштердің (ЖӨ
Композициялық материалдардың жіктелуі
11.1-сурет. Талшықпен армирленген композициялық материалды бүтін (а) және айрылған (б) талшықтарға созғандағы ы&#
Матрица және талшық материалдарын талдау
Матрица материалына қойылатын талап: композиттің қызмет ету температуралар облысында жұмыс қабілетін қамтамасыз ету. Температура 2000С жоғары об
Композит құрылымын және оны дайындау тәсілін таңдау қағидалары
Реттелген композиттің ішкі құрылымы әртүрлі болуы мүмкін, оның қасиеттері соған да тәуелді. Беріктілігі жоғары композиттің е&
Материалтану. Пәнді оқыту мақсаты
1ХИМИЯ, ФИЗИКА ЖӘНЕ ФИЗИКАЛЫҚ ХИМИЯДАН КЕЙБІР МӘЛІМЕТТЕР
1.1 Негізгі химиялық тұсініктер 6
1.2. Қатты денелердің жіктелу
АТТЫ ДЕНЕЛЕР БЕТІНДЕГІ ҚҰБЫЛЫСТАР
5.1. Қатты денелердің беті туралы жалпы тұсініктер 66
5.2. Беттің құрылымы. 66
5.3. Жұғу және ағу құбылыста
Новости и инфо для студентов