Рассмотренные выше схемы строения кристаллических решеток относятся к идеальным кристаллам, которые невозможно получить на практике. Исследования показали, что прочность реальных кристаллов в 100-1 ООО раз меньше прочности веществ с правильной кристаллической решеткой, рассчитанной теоретически. Так, в соответствии с теоретическими расчетами величина критического скалывающего напряжения для идеальной решетки железа составила 2560 МПа, в то время как сопротивление сдвигу реальных монокристаллов железа равно 29 МПа; для алюминия соответственно 900 и 1,2-0,2 МПа. Это несоответствие обусловлено тем, что кристаллические решетки металлов, полученных по обычным технологиям, содержат очень большое количество дефектов -106-108 на 1 см2 поверхности.
Различают следующие дефекты строения кристаллов: точечные, линейные, поверхностные и объемные.
К точечным дефектам решетки (размер которых не превышает нескольких атомных диаметров) относятся: вакансии, атомы в междоузлиях, атомы замещения, а также их комбинации.
Вакансии представляют собой свободные от атомов узлы решетки. Вакансии могут образоваться либо в результате миграции атомов из внутренних областей кристалла на поверхность и последующего перехода их в газовую фазу, либо (реже), в результате перехода атомов в междоузлие. Количество вакансий и дислоцированных атомов увеличивается с повышением температуры металла, так как с ростом кинетической энергии колеблющихся атомов все большее их количество способно преодолеть энергетический барьер и покинуть узел решетки.
Линейные дефекты - это дислокации, представляющие локализованное искажение кристаллической решетки, вызванное наличием в ней «лишней» атомной плоскости. Чаще всего дислокации возникают в результате частичного сдвига (рис. 3.6).