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

Dyslokacja mieszana – o dowolnej orientacji
wektora Burgersa względem linii dyslokacji

Błędy ułożenia

• Powstają wskutek: kondensacji

wakansów, zaburzonego wzrostu
kryształu, odkształcenia
plastycznego

• Mogą być: zewnętrzne i

wewnętrzne

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

•

Dyslokacje całkowite mogą ulegać dysocjacji tj.

rozszczepieniu na dyslokacje częściowe

•

Dyslokacje częściowe mogą rekombinować tworząc

dyslokację całkowitą

•

W wyniku reakcji między dyslokacjami znajdującymi

się w różnych płaszczyznach poślizgu i stykającymi

się na przecięciu tych płaszczyzn powstają tzw.

dyslokacje zakotwiczone lub bariery 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

.

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 ziaren

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.