Моновакансия

Cтраница 3

Выше предполагалось, что вакансии остаются без изменения после прохождения дислокации через кристалл. Это было бы не так, если бы температура при деформации была настолько большой, что имела бы место миграция вакансий вдоль дислокаций, или дислокация двигалась бы так медленно, что тащила бы за собой вакансии. В таких случаях моновакансии могли бы образовываться пороги на движущихся дислокациях ( если дислокации не являются растянутыми), причем в результате диффузии происходила бы конденсация вакансий в скопления вдоль дислокаций с образованием сверхпорогов в случае, когда дислокации растянуты. С этих позиций взаимодействие вакансий с дислокациями было впервые рассмотрено Коттреллом [79], Кульман-Вильсдорф, Маддином и Вильсдорфом [58], причем более детально Кульман-Вильсдорф и Вильсдорфом [80], которые создали подробную теорию вакансионно-дислокационного взаимодействия. [31]

Дивакансии, которые рассматриваются в гл. Действительно, Петерсон и Чен [7] недавно рассмотрели модель Зеегера, которая количественно объясняет самодиффузию натрия, нормального ОЦК металла, используя модель дивакансии. В модели Зеегера требуется три экспоненциальных члена. Первый соответствует диффузии посредством моновакансий. Второй и третий учитывают обмены меченого атома с дивакансиями. Дивакансия, которая состоит из двух соседних вакансий, может двигаться посредством скачков одного из ближайших соседей только в том случае, если она в половине своих прыжков частично диссоциирует на две вакансии, расположенные в узлах, являющихся вторыми ближайшими соседями. Это обусловлено геометрической природой ОЦК решетки и дает две частоты прыжков при движении дивакансии. Одна соответствует прыжку вакансии из первой во вторую координационную сферу, другая - из второй в первую. Если есть какое-то взаимодействие между вакансиями, эти прыжки осуществляются с разными частотами, дающими два экспоненциальных вклада в коэффициент диффузии. [32]

Расчет по (4.44) приводит к несколько большим значениям АЯдИф по сравнению с экспериментальными результатами. Так, по оценке (4.44) для вольфрама получаем АЯДИф 212 3 Дж / моль, тогда как экспериментальные значения равны от 167 5 до 186 3 Дж / моль. Это несоответствие может быть связано или с участием в релаксационном процессе изменения энергии активации диффузии более сложных дефектных образований, или с насыщением образцов примесями внедрения при недостаточно глубоком вакууме в ходе длительных низкотемпературных отжигов закаленных образцов. В обоих случаях экспериментально измеряемые значения энергии активации движения моновакансий могут быть ниже истинных значений. [33]

Разумно предположить, что критическая температура, определенная из электронно-микроскопических данных, соответствует критической температуре, найденной Бау-эрли и Келером измерением электросопротивления. По-видимому, не вызывает сомнения то, что упрочнение в образцах, состаренных после высокотемпературной закалки, происходит в результате образования тетраэдри-ческих дефектов упаковки. Однако следует отметить, что хотя увеличение предела текучести происходит в результате образования тетраэдров, влияние закалки на другие механические свойства, возможно, обусловлено другими дефектами структуры, а именно порогами на дислокациях, образующимися в результате адсорбции вакансий. Практически упрочнение в закаленных образцах не наблюдалось и, следовательно, можно заключить, что диспергированные моновакансии и очень малые скопления, состоящие всего из нескольких вакансий, не вызывают увеличения предела текучести. [34]

Эффективная энергия, активации, определенная йо методу отношения угловых - коэффициентов, в зависимости от остаточного сопротивления, вызванного закалкой. [35]

Для наивысших концентраций дефектов наблюдается низкая энергия активации, равная 0 6 эв. Заслуживает внимания тот факт, что наши результаты отличаются от результатов Клозке и Кауфмана, полученных на золоте, легированном 1 2 ат. Полученная ими энергия активации, равная 0 85 эв, близка к величине, которая ожидается для миграции моновакансий в золоте. [36]

В этом случае плотность центров конденсации очень низка. В результате малой концентрации вакансий можно ожидать, что практически уходят они одни, поскольку мгновенная концентрация дивакансий должна быть очень мала. Для этого случая де Сорбо и Турнбалл [30] нашли величину энергии активации 0 65 0 06 эв, которая может быть приписана движению моновакансий. Однако следует подчеркнуть, что с помощью другой методики ими же было получено 0 60 0 05 эв. [37]

Наконец, интересно отметить обширное исследование Иттеруса и Баллуффи [26] по изотермическому отжигу вакансий вблизи комнатной температуры, в результате которых была получена энергия активации вакансий, равная 0 71 0 03 эв. Разница между этой величиной и найденной в настоящей работе при высоких температурах, вероятно, вызвана взаимодействием между вакансиями и вакансиями с другими дефектами в решетке. Однако условия эксперимента, по-видимому, недостаточно просты, чтобы проверить соответствие теории. Таким образом, невозможно характеризовать отжиговые свойства при низкой температуре поведением моновакансий. [38]

Существование области I может быть связано с исчезновением вакансий при закалке, так как скорость закалки очень мала. Отсутствие области I при большей скорости закалки подтверждает это предположение. В области II увеличение предела текучести приблизительно пропорционально концентрации закаленных вакансий. Особенности поведения образцов в области III объясняются уменьшением концентрации дивакансий. Как было найдено Бауэрли и Келером и объяснено Келером, Кимура и др., концентрация дивакансий в золоте, закаленном с температуры ниже 750 С, в этой области невелика. Меши и Кауфман считают, что моновакансии должны быть чрезвычайно подвижными вдоль дислокационной линии, чтобы они могли быстро аннигилировать на порогах дислокаций и, следовательно, не вносить заметного вклада в упрочнение. Дивакансий более подвижны в совершенном кристалле, но вдоль дислокаций их перемещение может быть затруднено. Чтобы дивакансия могла перемещаться вдоль дислокации, одна из вакансий должна быть активирована для преодоления энергии связи с ядром дислокации. [39]

В проведенной оценке предполагается, что силы связи между дислокациями и вакансиями распространяются на расстояние, большее межатомного. Действительно, взаимодействие может наблюдаться на нескольких атомных расстояниях и активационный объем может быть соответственно больше. Однако наблюдается эффект, приводящий к увеличению т, заключающийся в том, что концентрация вакансий вдоль дислокаций может быть больше, чем в объеме решетки, так как возможна конденсация вакансий на дислокациях во время закалки. Однако этот эффект не должен быть настолько большим, чтобы изменить порядок величины / о. При таком рассмотрении значение т должно быть незначительно при температурах выше 200 К, но оно может достигать 200 - 300 Г / мм2 при очень низких температурах. Хотя это очень грубый расчет, можно считать, чтр диспергированные моновакансии не могут вызывать заметного упрочнения, за исключением, конечно, случая с очень большой концентрацией вакансий или с очень высокой энергией связи. [40]

Небольшие группы вакансий могут лежать в любом из нескольких эквивалентных направлений в решетке. Этими направлениями являются все положения с равной энергией в ненапряженной решетке; но одноосные напряжения будут разделять энергетические состояния на группы с меньшей симметрией, чем симметрия решетки. Отражением вводимого напряжениями упорядочения может служить пик внутреннего трения, который является результатом внутреннего перераспределения состояний в поле внешних напряжений. В принципе это явление, может быть использовано для различения дивакансий, которые могут упорядочиваться, и моновакансий, которые имеют симметрию решетки и не могут упорядочиваться. Главная экспериментальная трудность заключается в создании достаточного количества дивакансий, которое бы привело к ощутимому эффекту. [41]

Страницы: 1 2 3