Конденсация - вакансия
Cтраница 3
Период вплоть до исследований Кимура, Маддина и Кульман-Вильсдорф и Меши и Кауфмана можно считать первым этапом в развитии учения об упрочнении после закалки. В течение этого периода явление закалочного упрочнения в чистых металлах было окончательно установлено и найдено, что оно заключается в процессах конденсации вакансий. [31]
Третья гипотеза объясняет наблюдаемое противоречие различной структурой дефектов в образцах, применяемых для механических испытаний, и в образцах для электронно-микроскопических исследований. Это вполне возможно, так как небольшая разница в условиях закалки, например нагрев образцов в атмосфере какого-либо газа, может повлиять на ход процесса и природу конечных продуктов конденсации вакансий, даже если температура закалки и условия старения были одинаковы. [32]
Причем тенденция к появлению подобных фигур травления наиболее четко проявляется именно в бездислокационных или малодислокационных кристаллах, где, как известно, в силу отсутствия линейных стоков ( дислокаций) обычно и образуются вакансионные кластеры. Поскольку последние, согласно Де Коку [359,585], связаны обычно со слоевой, точнее, спиралеобразной примесной неоднородностью ( в частности, с выделениями кислорода, которые служат зародышами для конденсации вакансий), то металлографические данные, представленные на рис. 110 и указывающие на появление ямок травления именно на четко ориентированных ростовых слоях, также свидетельствуют в пользу вакансионной природы фигур травления, появившихся после нагружения. [33]
Существование темных пятен в свежезакаленных образцах золота, обнаруженных электронной микроскопией, и отсутствие упрочнения в образцах при механических испытаниях приводят к выводу о том, что ответственные за них дислокационные скопления не вносят вклада в упрочнение. Такой вывод, однако, не является очевидным, так как упрочнение наблюдается и в образцах золота при старении после низкотемпературной закалки, при которой темные пятна были единственным наблюдаемым результатом конденсации вакансий. Для объяснения этого кажущегося противоречия могут быть три гипотезы. [34]
И наконец, в области весьма низких напряжений ( порядка нескольких единиц кгс / мм2) и температур деформирования ( Т Ткр) гетерогенно-диффузионньш процесс деформации целиком переходит в чисто диффузионный в том смысле, что как создание первичных зародышей микродеформации в виде дислокационных петель, так и их дальнейший рост целиком происходит за счет диффузионных процессов. При этом вследствие общего снижения химического потенциала вакансий при сжатии, а также за счет разности химических потенциалов вакансий в неоднородном поле напряжений ( на торцах, преципитатах) возникают направленные диффузионные потоки и протекают диффузионные процессы конденсации вакансий на стоках ( например, на примесных или вакансионно-примесных комплексах типа А, - центров или А - и 5-кластерах и др.) с последующим захлопыванием вакансионных кластеров и образованием дислокационных петель. [35]
Вскоре после этого Кимура и др. показали, что сложная форма кривой может быть объяснена на основе идеи о наличии в металле различного рода стоков для вакансий. Когда температура закалки высока, концентрация вакансий становится больше, следовательно, увеличивается возможность встречи вакансий и образования небольших скоплений вакансий при закалке. Эти скопления служат зародышами для конденсации вакансий во время старения после закалки. [36]
Однако для определения стабильности промежуточных продуктов конденсации вакансий необходимо также изучение влияние отжига образцов, прошедших частичное старение. Считают, например, что конденсация вакансий приводит по крайней мере к двум последовательностям превращения дефектов [37]; образование скопления вакансий - тетраэдрических дефектов упаковки - сидячие петли Франка - полные призматические петли и скопление вакансий - петли Франка - тетраэдры или полные петли. [37]
 |
Схема краевой дислокации.| Схема винтовой дислокации. [38] |
Дислокации представляют собой дефекты кристаллического строения, вызывающие нарушения правильного расположения атомов на расстояниях, значительно больших, чем постоянная решетки. Они возникают случайно при росте кристалла и термодинамически неравновесны. Причинами образования дислокаций могут быть также конденсация вакансий, скопление примесей, действие высоких напряжений. Процесс преобразования скоплений точечных дефектов в линейные идет с уменьшением свободной энергии кристалла. [39]
В последнем разделе мы рассмотрели процесс собирания вакансий движущимися дислокациями, который приводит к образованию порогов и сверхпорогов на дислокациях. Поскольку пороги и сверхпороги образуются также конденсацией вакансий на неподвижных дислокациях, рассмотрим процесс их образования и механизм упрочнения ими. [40]
В случае полупроводников и неметаллов минимальный радиус должен быть в несколько раз больше вследствие большей величины модуля сдвига этих материалов. Несколько легче подсчитать пересыщение вакансиями, необходимое для поддержания роста уже образовавшейся дислокационной петли. Но поскольку все дислокации, образующиеся вследствие конденсации вакансий, должны пройти через эту раннюю стадию роста, мы получим таким путем нижний предел пересыщения вакансиями, необходимого для зарождения петли. [41]
 |
Структура приповерхностных участков чугуна с пластиночным ( б - X 100 и шаровидным ( а - X 300 графитом. [42] |
В сплаве Al - Cd рост включений окислов происходит в результате встречной диффузии кислорода и кадмия в серебре. В средней части тонких образцов, где наблюдалось - небольшое количество окислов кадмия, возникали диффузионные микропоры. Механизм порообразования при внутреннем окислении связан с конденсацией сверхравновесных вакансий, появляющихся в результате нескомпенсированности атомных потоков, и с возникновением растягивающих напряжений. [43]
Несомненно то, что вид образующихся дефектов зависит от условий закалки и примесей. Обычно в одном и том же образце наблюдается более, чем два вида дефектов. Однако в настоящее время еще неизвестно, какие именно факторы контролируют процесс конденсации вакансий: примеси, присутствующие в образце до обработки, закалочная атмосфера, скорость закалки или условия отжига. Для решения этой задачи необходимо использовать одни и те же образцы или образцы, обработанные одинаково для электронно-микроскопических и для механических испытаний, чтобы идентифицировать дефекты. [44]
Это относится к тому времени, когда Кульман-Вильсдорф ( 12 ] рассмотрела конденсацию вакансий как физический процесс, связанный с происхождением дислокаций. Хотя связь конденсации вакансий с дислокационными петлями в настоящее время не является новой, исследования Кимуры, Маддина и Кульман-Вильсдорф явились первой попыткой объяснения сложной природы падения концентрации закаленных вакансий в результате их конденсации и установления соответствия между результатами закалочного упрочнения с результатами измерений электросопротивления. [45]
Страницы: 1 2 3 4