Раствор - внедрение
Cтраница 3
Определим термодинамические свойства раствора внедрения, Пусть на каждый атом растворителя приходится г мест для внедрения атомов. Тогда для L2 атомов растворенного вещества L r атомов растворителя представляют L r мест. [31]
Присутствие примесей, образующих растворы внедрения - углерода, кислорода, азота и водорода - оказывает большое влияние на механические свойства металла. Поскольку присутствие этих примесей определяется главным образом способом получения компактного металла и последующей технологией изготовления образца, подвергаемого испытанию, можно ожидать существенных изменений опубликованных значений механических свойств тантала, о чем сообщается в литературе. [32]
Особенностью упрочнения при образовании растворов внедрения является высокая подвижность между-узлий при сравнительно низких температурах, в частности при комнатной. Взаимодействие упругих полей, связанных с междуузельными атомами, дислокациями, другими дефектами строения кристалла, приводит к направленной миграции междуучлий, образованию атмосфер Коттрелла, захвату примесей дефектами строения. Перечисленные процессы способствуют торможению дислокаций и упрочнению материала. При еще более высоких концентрациях легирующей примеси следует ожидать дополнительного упрочнения, связанного с появлением фазовых выделений, препятствующих движению дислокаций. Напряжение, необходимое для прохождения дислокации через среду, содержащую включения твердой фазы, обратно пропорционально расстоянию между включениями. При заданной концентрации выделений более эффективное упрочнение обеспечивают мелкодисперсные выделения, характерные для ионной имплантации, когда образование новых фаз связано с местами локальной неуравновешенности концентрации легирующей примеси и лимитируется подвижностью легирующих компонент при температуре ионной обработки и последующей эксплуатации. [33]
Одна из основных особенностей раствора внедрения, отличающая его от раствора замещения, заключается в том, что концентрационные коэффициенты изменения параметров кристаллической решетки, являющиеся мерой статических искажений, на порядок выше соответствующих коэффициентов в растворах замещения. Это обстоятельство наводит на мысль связать аномально сильное ( по сравнению с растворами замещения) взаимодействие примеси в растворах внедрения с упругими искажениями кристаллической решетки. [34]
Таким образом, образование твердых и жидких металлических растворов внедрения происходит только, когда атомы этих легких элементов теряют внешние электроны и, металлизируясь, превращаются в катионы В3, С4, N3, О4 с внешней очень прочной сферически симметричной оболочкой гелия Is2 ( В, С) или также весьма устойчивой 2з2 - оболочкой ( N, О) малого радиуса. Растворимость примесей внедрения в переходном металле определяется, следовательно, ионизирующей способностью решетки металла-растворителя или, иначе говоря, его способностью коллективизировать внешние электроны атомов бора, углерода, азота, кислорода, превратив их в катионы, а также близостью радиусов катионов примесей внедрения В8; С4, N3 и О4 к размерам междоузлий, обеспечивающей их внедрение по междоузлиям без чрезмерной упругой деформации решетки, препятствующей растворению. [35]
Иной формализм применительно к растворам внедрения [ 1] может привести к появлению термодинамических функций и коэффициентов, совершенно не пригодных для практики. При разработке модели целесообразно вводить функции и координаты, упрощающие расчеты. Разработчик модели должен представлять результаты расчета в общепринятом виде, чтобы можно было ими воспользоваться. [36]
Другим типом твердых растворов являются растворы внедрения, где атомы растворенного элемента располагаются в пустотах между атомами растворителя. Приняв сферическую форму атомов, теоретически можно показать, что диаметр растворенного атома должен составлять не более 0 59 диаметра атома растворителя. В обычных металлах мы не встречаем столь большой разницы в диаметрах, поэтому растворы внедрения образуют лишь металлоиды с наименьшим диаметром атома ( С, Н, N, В) и некоторые металлы переходных групп. Поскольку растворенные атомы имеют малые размеры, то перемещаются они в сплаве очень быстро, не дожидаясь образования вакансий в пустотах между атомами растворителя. [37]
ГЦК растворы замещения и ГЦК растворы внедрения, в которых атомы примеси находятся в октаэдрических междоузлиях, описываются одной и той же простой ГЦК решеткой Изинга. В последней имеются три звезды, удовлетворяющие критерию Лифшица. [38]
Тригидрид церия можно рассматривать как раствор внедрения водорода в металле, в котором атомы водорода занимают все тетраэдрические и октаэдрические пустоты плотней-шей упаковки атомов церия. [39]
Одним из наиболее известных примеров раствора внедрения, по-видимому, является железо-углеродистый мартенсит. Рент-геноструктурные исследования мартенсита показали, что он представляет собой пересыщенный слабо тетрагональный твердый раствор углерода в ОЦК решетке а-железа. Атомы углерода в мартенсите расположены в одной из трех подрешеток октаэдрических междоузлий. [40]
Твердые растворы вычитания ( как и растворы внедрения) могут быть только ограниченными. [41]
Отсюда следует, что химическая энергия растворов внедрения имеет тот же порядок, что и соответствующая энергия в растворах замещения. Как было показано выше, вклад упругой энергии в энергию смешения твердых растворов замещения мал. Таким образом, можно полагать, что доля химической энергии в энергии упорядочения в растворах внедрения имеет тот же порядок, что и полная энергия смешения в растворах замещения. Последняя имеет порядок кТ0, где Т0 - температура фазового перехода порядок - беспорядок. Гак как практически во всех известных случаях растворов замещения Г0 - 102 К, то к Т0 - 10 - эв, что на два порядка ниже, чем упругая энергия раствора внедрения, имеющая порядок 1 эб. Эти оценки позволяют сделать вывод, что при ид - 1 деформационная энергия играет определяющую роль в термодинамике твердого раствора. [42]
 |
Дефекты по Френкелю ( а и по Шоттки ( б. [43] |
В первом случае твердый раствор называется раствором внедрения, во втором - раствором замещения. Так как чужеродные атомы по своей физической природе и размерам отличаются от атомов основного кристалла, то их присутствие вызывает искажение решетки. [44]
 |
Сводная диаграмма состояния сплава титана с А ], Мо и Sn.| Классификация легирующих алиментов и примесей по их воздействию на титан. [45] |
Страницы: 1 2 3 4