СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
1.1. Виды дефектов кристаллической решетки и их влияние ira свойства 8 металлов и сплавов
1.2. Исследование физических процессов с участием точечных дефектов и 18 их комплексов
1.3. Методы компьютерного моделирования в физике конденсированного 24 состояния
1.4. Постановка задачи исследования 35
II. СТРУКТУРА И ЭНЕРГИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ И ИХ КОМПЛЕКСОВ В ПРИБЛИЖЕНИИ ЖЕСТКИХ СФЕР
2.1. Структурно-энергетические характеристики дефектов в статике 38
2.2. Вакансии 39
2.3. Дивакансии 42
2.4. Тривакансии 46
2.5. Точечные дефекты замещения 51
2.6. Возможные конфигурации из двух точечных дефектов замещения 53
2.7. Комплексы из точечных дефектов замещения, расположенных вдоль 55 одного из кристаллографических направлений
2.8. Возможные конфигурации из двух пар точечных дефектов замещения 57
2.9. Ангифазные границы 59
III. СТРУКТУРА И ЭНЕРГИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ И ИХ КОМПЛЕКСОВ В МОДЕЛИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ
3.1. Структурно-энергетические характеристики дефектов в приближении 64
молекулярной динамики
3
3.2. Вакансии 67
3.3. Дивакансии 74
3.4. Тривакансии 83
3.5. Трансформация атомной структуры вблизи точечного дефекта внедрения 96
3.6. Линейные комплексы смещенных атомов 99
3.7. Точечные дефекты замещения, формирующиеся в случае динамической релаксации 105
3.8. Комплексы из двух одиночных точечных дефектов замещения, образованные по механизму обмена 109
3.9. Конфигурации комплексов точечных дефектов замещения, расположенных вдоль одного из кристаллографических направлений 122
3.10. Конфигурации комплексов из двух пар точечных дефектов замещения 129
IV. ТЕРМОАКТИВИРУЕМАЯ ПЕРЕСТРОЙКА СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛА ВБЛИЗИ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ И ИХ КОМПЛЕКСОВ
4.1. Термоактивируемая перестройка структуры кристалла вблизи отдельного точечного дефекта 137
4.2. Термоактивируемые элементы разупорядочения, вносимые одиночной вакансией 149
4.3. Термоактивируемые элементы разупорядочения, вносимые комплексом, содержащим одиночную вакансию и точечный дефект замещения 154
4.4. Термоактивируемая перестройка атомной структуры кристалла вблизи дивакансионного комплекса 167
4.5. Механизм движения термоактивируемого элемента разупорядочения, вносимого дивакансионным комплексом 172
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 179
ЛИТЕРАТУРА 181
ВВЕДЕНИЕ
К настоящему времени установлено, что целый ряд физико-механических свойств твердых тел (диффузия, пластичность, прочность и др.) обусловлены наличием в них различных структурных дефектов, таких как точечные дефекты и их комплексы, различные типы дислокаций, дефекты упаковки, двойники и др. Упорядочивающиеся сплавы и иитермсталлиды, как физические объекты, имеют важные особенности сравнительно с другими материалами, и изучение явлений в таких сплавах имеет как прикладной, так и общефизический интерес. Точечные дефекты в упорядоченных сплавах и интерметаллидах, такие как вакансии, точечные дефекты замещения (ТДЗ), точечные дефекты внедрения (ТДВ) являются генераторами езруктурно-энергетических превращений в сплавах. Исследование механизмов взаимодействия точечных дефектов и их комплексов представляется важным для изучения эволюции дефектных структур и фазовых превращений.
В настоящей работе методом компьютерного моделирования исследуются структурно-энергетические особенности точечных дефектов и их комплексов в двумерной гексагональной кристаллической решетке интер металл и да типа №зА1. Очевидно, что результативность методов компьютерного моделирования и совершенствование математических моделей зависит от достигнутого уровня понимания физических явлений на микроскопическом уровне. Таким образом, изучение дефектов в металлических системах на микроскопическом уровне представляется актуальным, так как физико-мсханические свойства материалов определяются степенью совершенства их кристаллической структуры.
Целью настоящей работы является проведение анализа сфуктурно-энергетических характеристик точечных дефектов и их комплексов в упорядоченных бинарных сплавах, с использованием как статической, так и динамической моделей.
5
Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения.
В первой главе изложены современные представления о классификации точечных дефектов в металлах и сплавах и методики расчета основных энергетических и структурных характеристик данных дефектов. Сделан обзор экспериментальных и теоретических данных по исследованию свойств точечных дефектов и их комплексов. Описаны методы компьютерного моделирования, применяемые в физике конденсированного состояния. В конце главы сформулированы основные задачи диссертационной работы.
Во второй главе приведены результаты исследований структурноэнергетических характеристик различного типа точечных дефектов и их комплексов в модели жестких сфер. Представлены возможные конфигурации из отдельных точечных дефектов различного типа, а также их групп.
В третьей главе приведены расчеты основных структурно-энергетических характеристик точечных дефектов и их комплексов в динамической модели. С учетом релаксации представлены возможные конфигурации точечных дефектов, таких как вакансии, дивакансии, тривакансии, внедренные атомы, ТДЗ и их комплексы. В двумерном упорядоченном сплаве типа N13AI проведен анализ структурно-энергетических особенностей вблизи точечных дефектов и их комплексов при температуре, близкой к Т=0К.
В четвертой главе приведены результаты компьютерных экспериментов при термоактивируемой трансформации атомной структуры вблизи точечных дефектов и их комплексов, определены элементы разупорядочения, вносимые точечными дефектами и их комплексами. Определены температурные интервалы активизации точечных дефектов и их комплексов.
Научная новизна заключается в том, что методом молекулярной динамики исследуются точечные дефекты и их комплексы. Получены структурно-энергетические характеристики дефектов и их комплексов в двумерной решетке соответствующей атомной плоскости (111) сверхструктуры L12. Сделан прогноз
6
трансформации комплексов точечных дефектов в другие типы: образование межузельных атомов, вакансионных дисков и дислокационных диполей, как зародышей дефектов упаковки. Дан прогноз объединения точечных дефектов в комплексы и получена оценка энергии. Выявлен фактор анизотропии смещений атомов вблизи ТДЗ в двумерной гексагональной кристаллической решетке. Обнаружен эффект динамического дальнодействующего взаимодействия собственных точечных дефектов замещения. Описан механизм миграции дивакансионного комплекса с образованием элементов разупорядочения сверхсггруктуры Ы 2-
Практическая и научная ценность работы заключается в том, что полученные результаты могут быть использованы для прогноза возможного взаимопревращения дефектов и их комплексов, которое существенно может влиять на динамические свойства материалов, имеющих кристаллическое строение. Выявлены механизмы движения и взаимодействия точечных дефектов и их комплексов, а также подучены устойчивые структурные элементы при термоактивации, которые мог>т быть использованы для исследований фазовых переходов порядок-беспорядок. Результаты анализа структурно-энергетической трансформации вблизи точечных дефектов и их комплексов могут лечь в основу объяснения свойств материалов, а также могут быть использованы в теории структурно-энергетических превращений в материалах.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Классификация структурно-энергетических характеристик точечных дефектов и их комплексов в двумерной гексагональной кристаллической решетке интерметалл и да типа №зА1.
2. Фактор дальнодействующего динамического взаимодействия между точечными дефектами, как одна из причин структурно-энергетических превращений в материалах.
3. Температурные пределы активации механизмов разупорядочения сверхструктуры Ы2 с формированием цепочек из ТДЗ вдоль плотноупакованного кристаллографического направления.
4. Механизм миграции дивакансионного комплекса, заключающийся в трансформации дивакансии в комплекс, состоящий из трех вакансий и центрирующего межузельного атома.
8
I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
1.1. Виды дефектов кристаллической решетки и их влияние на свойства металлов и сплавов
Многочисленные нарушения регулярного расположения атомов в узлах идеальной кристаллической решетки связаны с понятием дефектной структуры. Уровень понимания закономерностей между строением материала, детальное изучение присутствующих в них дефекгов с одной стороны, и свойствами с другой, открывает возможность создания конструкционных материалов с заданными свойствами. Создавая определенные дефекты структуры можно влиять на свойства материалов. Большое количество работ экспериментаторов и теоретиков материаловедов посвящено изучению строения материалов на микроуровне, которое дает возможность . прогнозировать макроскопические свойства материалов. Теория дефекгов кристаллов - один из основных разделов физики твердого тела [1-5]. Дефектная структура состоит из точечных дефектов, а их взаимодействие и объединение порождает все многообразие разного рода структурных дефектов. Основы теории точечных дефектов и дислокаций изложены в [6-11], постоянно дополняются и развиваются благодаря огромному числу работ, посвященных наблюдению за дефектами.
Известно, что присутствие дефектов, вызывающее геометрические искажения решетки, влияет не только на механические [12-13], но и на электрические, магнитные, оптические и другие физические свойства твердых тел [9, 10, 14]. Развитие новых технологий связано с выявлением
закономерностей изменения дефектной структуры, а следовательно и свойств материалов, под влиянием внешних факторов: тепловых, механических.
9
высокоэнергетических воздействий [15-17]. В [18] было исследовано влияние трех внешних факторов на образование точечных дефектов в полупроводниковых кристаллах. При термофлуктуационном и радиационном механизмах воздействия на полупроводники формируются первичные дефекты-пары Френкеля. Конечная конфигурация определяется возможностью перемещения (диффузии) компонент этой пары но кристаллу и формирования устойчивых комплексов. В результате внешних воздействий при определенных условиях дефекты образуют пространственно-периодические структуры.
В основу общепринятой классификации по геометрическому признаку взята размерность области, где качественно искажена кристаллическая решетка. Различного вида дефекты кристаллической решетки можно разделить на четыре класса: точечные или нульмерные, линейные или одномерные, поверхностные или двумерные и объемные или трехмерные.
В моноатомных кристаллах к точечным дефектам относятся вакансии, атомы в междоузлиях, атомы примеси в узлах и междоузлиях, а также их комплексы - дивакансии, тривакансии и др.
В бинарных упорядоченных сплавах простейшего типа дефекты могут возникать как в подрешетке компоненты А, гак и в подрешетке компоненты В. В простейших бинарных сплавах состав дефектов значительно сложнее, чем в моноатомных кристаллах, и становится еще сложнее, если учесть их комплексы. Точечные дефекты могут появляться в твердых телах вследствие нагревания (тепловые точечные дефекты), облучения быстрыми частицами (радиационные дефекты), отклонения состава химических соединений от стехиометрии (стехиометрические дефекты), пластической деформации (структурные дефекты) [4,16,18-20]. Точечные дефекты могут считаться изолированными в том случае, если расстояние между ними значительно превосходит постоянную решетки, т.е. при достаточно малой их концентрации.
10
Точечные дефекты, такие как вакансии и точечные дефекты замещения (ТДЗ), оказываются способными влиять на структурно-энергетические превращения в материалах, протекающие при различных типах внешних воздействий. В частности ТДЗ в сочетании с вакансиями играют важную роль в процессах фазовых превращений типа порядок-беспорядок, мартенсигных переходах [21]. В работе [21] рассмотрено влияние точечных дефектов кристаллической структуры, их комплексов и дефектов упаковки на устойчивость решетки и реализацию мартенситного превращения в однокомпонентной модельной ОЦК - системе. Определено, что в системах с низкими модулями упругости перед превращением имеют место значительные стагические смещения атомов из узлов кристаллической решетки. Вследствие этого даже при малой концентрации дефекты взаимодействуют между собой. На реализацию структурного превращения оказывают влияние концентрация, тип и симметрия дефектов. Дефекты, нарушающие симметрию исходной структуры, могут способствовать ее неустойчивости и мартенситному превращению. В предмартенситном состоянии, когда система находится на грани своей стабильности, взаимодействие нолей смещений, возникающих в окрестности дефектов, может оказать влияние на выбор возможного пути мартенситного перехода. Влиянию анизотропии смещений на аруктурные превращения материалов посвящены работы [22-23]. Два основных параметра -энергетический и структурный должны определять роль точечных дефектов в подобных превращениях.
Структурные и энергетические характеристики взаимосвязаны, по-разному отображая одни и те же физические закономерности, они должны быть взаимно согласованы [12]. Однако, энергетические характеристики имеют важное преимущество перед структурными. Энергетические характеристики должны отражать закон сохранения энергии, что позволяет определять направления процесса из вариационных принципов, устанавливать общие закономерности
и
всех свойств системы. Вариационные принципы [24], являются основными в современной физике и находят широкое применение при изучении различных видов процессов.
Полный расчет энергий образования точечных дефектов, учитывающий изменения в электронной подсистеме кристалла, является достаточно сложной задачей. Решению этой задачи посвящено огромное количество экспериментальных и теоретических работав которых используются различные методы и приближения, исследуются структурные и энергетические свойства точечных дефектов.
В обзоре [25] при использовании различных методов приводятся значения энергий образования вакансии для металлов Си, Аи, А1, N1, полученные рядом авторов. С использованием дилатометрического метода определены энергии образования вакансий: Си - от 1,17эВ до 1,27эВ; Аи - от 0,94эВ до 0,98эВ; А1 -от 0,66эВ до 0,75эВ. Метод аннигиляции позитронов дает более низкие значения энергий образования вакансии: Си - от 0,98эВ до 1,31 эВ, Аи - от 0,92эВ до 1эВ, А1 - от 0,65эВ до 0,7 ЗэВ, № - от 1,54эВ до 1,8эВ. При использовании метода электросопротивления в равновесном состоянии металлов энергия образования вакансии равна: Си - от 1,06эВ до 1,14эВ, Аи-от 0,95эВ до 0,98 эВ, А1 -от 0,69 эВ до 0,79 эВ. Методом компьютерного моделирования с использованием комбинированного потенциала энергия образования вакансии №, Си, Ag, Аи составляет соответственно 1,4эВ; 1,19эВ; 1,14эВ; 0,95 эВ [26].
Теоретические значения энергии образования вакансии для металлов Си, Ag, Аи, полученные Зегером и Броссом, соответственно равны 0,81эВ, 0,92эВ и 0,77эВ. Тыоордом [27] в расчете энергии их образования учитывалось не только изменение энергии, связанной с силами отталкивания ионов (потенциал Борна-Майера), но и изменение энергии электронов проводимости. Значение энергии
12
образования для меди в случае вакансии составляет 1эВ, в случае межузельного атома 2,6эВ.
В работе [28] теоретически исследовано влияние валентности металла на характеристики вакансий, при этом было учтено, что электроны не свободны, а движутся в периодическом потенциальном поле решетки. Значения энергии образования вакансии в металлах Си, М°, А1 соответственно равны 1,2эВ, 0,89эВ, 0,75эВ.
При рассмотрении процессов диффузии наряду с энергией образования дефекта важное значение имеет энергия миграции. Равновесное положение атома соответствует его минимуму потенциальной энергии, а некоторое промежуточное положение - максимуму значения энергии атомов, соответствующему вершине потенциального барьера. Энергия миграции равна разности энергии атома в начальном положении (минимуме) и в вершине потенциального барьера (максимуме).
В [25] по методу самодиффузии приведены значения энергий миграции вакансии в моноатомных кристаллах: Си -0,88эВ, Аи - 0,85эВ, А1 - 0,62эВ. При использовании метода дислокационных петель представленые значения энергии миграции вакансии равны: Си -0,6 эВ, Аи - 0,88 эВ, А] - 0,58 эВ, № -
1,2 эВ. Полученные разными авторами значения энергии миграции вакансии при закалке и закалке с облучением имеют сильный разброс: в Си - от 0,67эВ до 0,87эВ (при закалки Си - 1,8 эВ [7]), в Аи - от 0,8эВ до 0,89эВ, в А1 - от 0,54эВ до 0,59эВ, № - от 1,27эВ до 1,46эВ.
В работе [4] численные оценки энергии образования точечных дефектов показали, что энергия релаксации в случае вакансии составляет небольшую часть от энергии образования. В случае внедренного атома она достигает «60% от энергии связи атомов в идеальном кристалле.
С развитием вычислительной техники бурно развивается новое направление теории дефектов - моделирование свойств дефектов на
13
компьютере. Задача состоит в нахождении равновесной конфигурации, содержащей дефекты, которая соответствует минимуму потенциальной энергии системы. Такой подход стал уже самостоятельным методом исследования, который в равной степени включает в себя теоретическое и экспериментальное начало. Широкий круг исследований энергетических характеристик точечных дефектов был выполнен методами моделирования на ЭВМ.
В [27] расчет был проведен в кристаллите, содержащем 530 атомов, который был помещен в упругую среду в ГЦК решетки у-железа и никеля. В указанных металлах в случае вакансии энергии образования и миграции равны 1,49эВ и 1,32эВ, в случае межузельного атома 4,08эВ и 0,15эВ. Энергия миграции внедренного атома существенно меньше энергии миграции вакансии, следовательно, внедренный атом согласно этим расчетам значительно подвижнее вакансии. Применение различных методов расчета энергетических характеристик показало, что теоретические значения энергий образования и миграции существенно зависят от выбора модели и метода расчета. В [29] экспериментальные значения энергий образования и миграции вакансии для различных металлов соответственно равны Си (1,14эВ, 1,08эВ), № (1,4эВ, 1,5эВ), А1 (0,76эВ, 0,65эВ), Ag (1,1 эВ, 0,83эВ), Аи (0,98эВ, 0,82эВ. Сравнение результатов показывает неплохое согласие между экспериментальными и теоретическими значениями рассматриваемых энергетических характеристик.
Различными методами моделировались точечные дефекты, такие как вакансия, межузельный атом, дефекты замещения и их комплексы, определялись энергетические характеристики точечных дефектов в металлах и сплавах [30-49]. Большое число работ посвящено моделированию точечных и плоских дефектов, определению равновесного состояния, расчету структурноэнергетических характеристик и зависимости их от внешних условий (температуры и давления) и состава сплава. В [30-36, 39-41, 45-49] проведен расчет энергии образования точечных дефектов. Расчет энергии миграции
14
проведен в [42-44], влияние внешних факторов (температура и давление) на энергию образования вакансии оценивалось в [37-38].
Дефекты решетки взаимодействуют между собой, часто объединяются, образуют различные комплексы, содержащие как одинакового типа дефекты, так и дефекты различных типов. Комплексы точечных дефектов характеризуются энергией связи точечных дефектов в комплексы. Энергия связи двух одиночных вакансий в дивакансию АЕ равна разности энергий образования двух одиночных вакансий (£„) и энергии образования дивакансии (£>):
ЬВ = 1Еу-Е1у . (1.1.1)
Результаты теоретических расчетов комплексов точечных дефектов с
использованием методов компьютерного моделирования подтверждают вывод о стабильности дивакансий, тривакансий и т.п. [7,50].
В работах [51, 52] Орловым и Дохнером моделировался процесс «схлопывания» плоского скопления из семи вакансий, в результате образовалась дислокационная петля. Энергия связи комплекса оказалась большой (6,22эВ), плоский комплекс должен быть достаточно стабилен.
Основной структурной характеристикой точечных дефектов являются относительные смещения атомов от узла решетки, данной проблеме также посвящено много работ. В работе Холла [53] была развита общая теория для кристаллов с ГЦК решеткой, предполагалось, что силы взаимодействия центральные, кристалл разбивался на концентрические слои вокруг дефекта, радиусы которых равны (а0л//,/= 1,2,3,..., где я0-расстояние между ближайшими атомами). Для определения смещений атомов вблизи точечного дефекта используется потенциал Ленарда - Джонса, предполагалось, что смещения атомов радиальные и имеют одинаковую величину. В случае вакансии атомы, ближайшие к вакансии; имеют наибольшие по величине смещения и направлены в сторону вакансии, во втором соседстве смещения
15
атомов направлены в противоположную сторону и т.д. Видна резко проявляющаяся анизотропия полей смещений в атомной модели. С удалением
от дефекта величина смещений убывает быстрее, чем по закону г . В случае внедренного атома в центр междоузлия смещения атомов направлены от дефекта и но величине почти в 6 раз больше, чем вызванные вакансией. В работе [54] расчет смещений атомов вокруг вакансии был произведен в рамках атомной модели при использовании потенциала межатомного взаимодействия Морза, рассматривалась только радиальная релаксация решетки. Существенно отметить, что для металлов с ГЦК решеткой (РЬ, N1, Си, Са)и ОЦК (Ре, Ва, Ыа) на первой координационной сфере смещения направлены к вакансии, а на второй координационной сфере смещения направлены от вакансии. Полученные результаты показали, что смещения ближайших атомов в ОЦК решетке в среднем « 8%, в ГЦК решетке «2% от расстояния до вакансии.
В случае внедренного атома наиболее устойчивым является не одиночный межузельный атом, занимающий центр междоузлия, а гантельная конфигурация (симметричный комплекс внедренного и смещенного атомов относительно узла решетки, при этом в ГЦК решетке ось ориентирована в направлении<100>, в ОЦК решетке - <1 Ю>). В работе [55] при моделировании а-Ие в ОЦК решетке
смешения атомов образовавших гантель составили 72% от —, где а - параметр
2
решетки, наибольшие смещения получили ближайшие атомы - до 30%, а два последующих по удаленности - 15%, 8%.
Другая равновесная конфигурация межузельного атома - краудион -представляет собой цепочку атомов в направлении плотной упаковки, содержащей лишний атом на участке длиной 5-10 межатомных расстояний. Краудион - линейное распределение смещений вблизи внедренного атома. Пейне предположил, что в ОЦК решетке краудионные дефекты лежат вдоль оси <111>, причем п - число атомов в (п-1) узлах (п~8), в ГЦК решетке в
16
направлении <110> краудион с п~5 рассмотрен Коттрелом [1]. Интересной особенностью такого комплекса дефектов как краудион является очень большая подвижность вдоль расположения образующих его атомов, согласно [50] энергия миграции в этом случае для а-Ре равна всего 0,04эВ.
В комплексе из двух межузельных атомов устойчивая конфигурация состоит из двух параллельных гантелей по направлению <110> в ОЦК решетке [50] с энергией связи ~1эВ. В ГЦК решетке устойчивая конфигурация пары межузельных атомов имеет вид двух параллельных соседних гантелей ориентации <111> с энергией связи ~1эВ, а тройка межузельных атомов располагается в виде трех взаимно ортогональных гантелей с центрами на ближайших соседних узлах. Скопление межузельных атомов образует дислокационную петлю в плоскости <111 > [6].
Деформационное взаимодействие существует в сплавах замещения и сплавах внедрения. Поля упругих деформаций, созданные разными атомами, накладываясь, вызывают появление особого вида сил взаимодействия между этими атомами. Связанная с ними энергия деформационного взаимодействия , особенно в сплавах внедрения, составляет значительную долю от полной энергии взаимодействия внедренных атомов и играет существенную роль в протекании процессов фазовых превращений, в частности, упорядочения внедренных атомов в мартенситных фазах [4, 21].
Возможным примером комплекса дефектов в металле является пара Френкеля - вакансия и межузельный атом того же металла, при сближении дефектов комплекс теряет стабильность и аннигилирует, при этом идеальность решетки восстанавливается. Оказывается, что минимальное расстояние между дефектами стабильной пары существенно зависит от их расположения по отношению к кристаллографическим осям [4,31].
Взаимодействие дефектов различного типа в упорядоченных сплавах является важным фактором формирования их физико-механических свойств.
17 •
Значительное число работ выполнено по моделированию взаимодействия дефектов различного типа в упорядоченных сплавах [56-72]. В результате расчетов получены основные структурно-энергетические характеристики (энергии образования дефектов и т.д.) и по картинам смещений проведена классификация в зависимости от сложности деформаций кристалла вблизи дефектов.
Свойства точечных дефектов вблизи свободных поверхностей, границ раздела различных фаз и межкристаллитных границ были рассмотрены в [73-74]. В [75-82] проведена систематизация взаимодействия вакансий со свободной поверхностью в ГЦК металлах. Рассчитаны значения энергий образования вакансии, энергии миграции и энергии связи дивакансии на поверхностях (100), (110), (111), (211), (221), (311), (331) меди, алюминия, серебра, платины, никеля, палладия и золота, обнаружены зависимости энергии от положения дефекта на поверхности и типа металла.
Линейными дефектами являются дислокации, микротрещины. В моноатомных кристаллах к неустойчивым линейным дефектам относятся цепочки точечных дефектов вдоль одного из направлений, которые образуют вакансионяые или межузельные диски. Дислокации возникают в кристаллах при затвердевании растворов, точный механизм их образования неизвестен. Предполагается, что он связан с осаждением вакансий при охлаждении кристалла. При перенасыщении кристалла вакансиями может произойти образование дискообразных плоскостей и их «захлопывание» с образованием дислокационных петель. Дислокации возникают в результате пластической деформации кристалла в процессе роста кристалла. В бинарных упорядоченных сплавах возможны возникновения цепочек из вакансий и межузельных атомов в различных подрешетках, возможны образования цепочек из точечных дефектов замещения собственных атомов, когда атомы сорта А, находящиеся в
- Київ+380960830922