Точечные дефекты


Точечные дефекты являются самыми распространенными дефектами кристаллической решетки. К точечным дефектам относятся вакансии, дислоцированные и примесные атомы. Точечные дефекты малы во всех трех измерениях.
Вакансии представляют собой пустой узел в кристаллической решетке, или «дырку», но терминологии Я. И. Френкеля (рис. 1.5, а). Количество вакансий значительно увеличивается с повышением температуры, при пластическом деформировании, облучении нейтронами и при других воздействиях на металлы в процессе их обработки и эксплуатации. Вакансии могут перемещаться в кристаллической решетке. При встрече двух вакансий может произойти их объединение с образованием дивакансии. Возможно также образование тривакансий и т.д. При большом скоплении вакансий могут появиться поры. Вместе с тем вакансии ускоряют такие термически активационные процессы, как диффузия, распад пересыщенных твердых растворов и др.
Дислоцированный атом представляет собой атом, вышедший из узла кристаллической решетки и занявший место в каком-то междоузлии (рис. 1.5, б). При этом на прежнем месте этого атома образуется вакансия. Количество дислоцированных атомов намного меньше, чем вакансий, так как для появления таких атомов требуется большая затрата энергии.
Примесный атом является чужеродным атомом примесей, которые всегда присутствуют в металлах и сплавах. Размеры примесных атомов отличаются от размеров основных атомов кристаллической решетки. Они могут замещать места основных атомов или внедряться внутрь ячейки (рис. 1.5, в).
Все перечисленные дефекты нарушают правильность кристаллического строения и уравновешенность силовых полей атомов. В результате искажения кристаллической решетки снижается электропроводность и повышается сопротивление пластической деформации. Точечные дефекты непрерывно перемещаются в решетке. Соседний с вакансией атом может занять ее место н оставить свой узел свободным, в который может перейти другом атом. Перемещаясь, точечные дефекты могут взаимодействовать между собой и с другими дефектами. Например, при встрече вакансии н дислоцированного атома может произойти исчезновение (аннигиляция) этих дефектов, так как дислоцированный атом займет свое основное место в узле кристаллической решетки.