DEFEKTY STRUKTURY

KRYSTALICZNEJ

Rodzaje defektów (wad) budowy

krystalicznej

• Punktowe
• Liniowe
• Powierzchniowe

Defekty punktowe

• Wakanse: wolne węzły
• Atomy międzywęzłowe

Liczba wad punktowych jest funkcją temperatury.

Wakanse (atomy) mogą przemieszczać się w sieci krystalicznej.
Zjawisko przemieszczania się atomów we własnej sieci krystalicznej
nazywa się samodyfuzją.

Defekty liniowe - dyslokacje

Główne rodzaje:
• krawędziowe
• śrubowe
• mieszane

Dyslokacja krawędziowa – krawędź ekstrapłaszczyzny, tj.
półpłaszczyzny sieciowej umieszczonej między rozsuniętymi
płaszczyznami kryształu o budowie prawidłowej. W
zależności od położenia dodatkowej pólpłaszczyzny,
dyslokacje mogą być dodatnie

⊥ i ujemne T

Wielkość dyslokacji i wywołane nią odkształcenie charakteryzuje wektor
Burgersa b. Dyslokacja krawędziowa ma wektor Burgersa prostopadły
do swojej linii.

Ruch dyslokacji krawędziowej

• Poślizg
• Wspinanie dodatnie i ujemne (zstępowanie)

• Dyslokacja krawędziowa – defekt liniowy

struktury krystalicznej spowodowany
przemieszczeniem części kryształu wokół osi,
zwanej linią dyslokacji śrubowej

• Wektor Burgersa równoległy do linii dyslokacji
• Prawo- i lewoskrętne

Dyslokacje mieszane

Błędy ułożenia

• Powstają wskutek: kondensacji wakansów,

zaburzonego wzrostu kryształu,
odkształcenia plastycznego

• Mogą być: zewnętrzne i wewnętrzne

Prawidłowa kolejność ułożenia płaszczyzn w sieciach zwarcie
wypełnionych: ABCABC....lub ACBACB... w sieci A1 i
ABABAB... w sieci A3

W metalach o sieci A1 płaszczyzny gęstego ułożenia atomów {111} są
usytuowane w kolejności np. ACBACB. Kolejność ułożenia płaszczyzn
może lec zaburzeniu, np. CBCB. Jest to błąd ułożenia. Błąd wewnętrzny
– płaszczyzna usunięta, błąd zewnętrzny – płaszczyzna wprowadzona

Reakcje i bariery dyslokacyjne

• Dyslokacje całkowite (doskonałe); ruch nie powoduje

zmian w pozycjach atomów

• Dyslokacje częściowe (kątowe); ruch powoduje zmiany

położeń atomów

• Dysocjacja dyslokacji całkowitych
• Rekombinacja dyslokacji częściowych
• Dyslokacje częściowe Shockleya w sieci A1
• Dyslokacje częściowe Franka w sieci A1
• Bariery dyslokacyjne
• Reakcje dyslokacyjne

Polikrystaliczna struktura metali

Metale w stanie stałym mogą występować jako

monokryształy i polikryształy

• Monokryształy charakteryzują się prawidłowym

rozmieszczeniem przestrzennym atomów z zachowaniem

jednakowej orientacji wszystkich elementarnych komórek

sieciowych w całej objętości kryształu. Są to ciała

anizotropowe. Metale rzadko wykazują strukturę

monokryształów.

• Metale techniczne są zwykle polikryształami, składającymi

się z ziaren, z których każde ma w przybliżeniu prawidłową

prawidłową strukturę krystaliczną. Przypadkowa orientacja

krystaliczna poszczególnych ziaren powoduje, że

polikryształy są ciałami quasi-izotropowymi. Wielkość

ziaren w metalach technicznych 1-100 µm. W obrębie

ziarna można wyróżnić podziarna, ułożone względem siebie

pod małymi kątami, od kilku minut do kilku stopni

.

Polikrystaliczna struktura metali

• Monokryształy i polikryształy
• Ziarna: części kryształu o prawidłowej

strukturze krystalicznej o osiach

nachylonych względem siebie o kąt

dezorientacji

• Granice wąskokątowe i szerokokątowe
• Granice koherentne, niekoherentne i

półkoherentne

Granice ziaren

Granice ziaren stanowią powierzchniowe wady

budowy krystalicznej. W metalu polikrystalicznym

oddzielają ziarna różniące się orientacją

krystaliczną a także składem.
Wyróżnia się:
Granice wąskokątowe i szerokokątowe

Granice wąskokątowe powstają w
miejscu zetknięcia się podziaren,
charakteryzują się niewielkim
kątem dezorientacji, mają budowę
dyslokacyjną.

Granice szerokokątowe charakteryzują się dużym kątem
dezorientacji krystalicznej ziaren. Budowa tych granic jest bardzo
złożona. W strefie granicy ułożenie ziaren jest zaburzone. Granica
zawiera dyslokacje oraz wybrzuszenia i występy.

Granice między ziarnami różnych faz nazywają się
granicami międzyfazowymi. Dzieli się je na: koherentne,
niekoherentne i półkoherentne.