Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Rácshibák (a valós kristály) rácshiba: a tökéletes periódusság megsérülése, osztályozásuk: jellegük és kiterjedésük szerint. Miért foglalkozunk velük?–

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Rácshibák (a valós kristály) rácshiba: a tökéletes periódusság megsérülése, osztályozásuk: jellegük és kiterjedésük szerint. Miért foglalkozunk velük?–"— Előadás másolata:

1 Rácshibák (a valós kristály) rácshiba: a tökéletes periódusság megsérülése, osztályozásuk: jellegük és kiterjedésük szerint. Miért foglalkozunk velük?– A reális anyagi tulajdonságok kialakításában van szerepük (pl. mechanikai tul.: folyáshatár, szakítószilárdság, diffúziós jelenségek értelmezése, elektromos vezetőképesség) vakanciák Ponthibákhibapárok intersztíciós helyzetű atom szubsztitúciós helyzetű atom Helyettesítéses szennyező atom: eltérő méretű (nem teljesen pontszerű, kiterjedtebb) Vakancia: a rácspontból hiányzik egy atom (előfordulnak di- és trivakanciák is)

2 Szubsztitúciós szennyezések: a ponthibáknál kiterjedtebbek, (hatásmechanizmusuk: valenciakülönbség, méretkülönbség, elektronegativitásbeli különbség), a fizikai tulajdonságokra gyakorolt hatásuk nagyobb, mint a vakanciáké!

3 Szilárd oldatok szerkezete Szilárd oldat: helyettesítéses (szubsztitúciós) → lehet korlátlan oldódás rácsközi (interstíciós) → korlátozott lehet csak rendezett rendezetlen A korlátlan elegyedés (szubsztitúció) feltételei (Hume-Rothary-szabályok): atomi átmérők különbsége: maximum 15% azonos vegyérték elektronegativitásuk közel azonos azonos rácsszerkezet

4 A vonalhibák (diszlokációk) vonalhiba: a kiterjedése az egyik irányban sokkal nagyobb, mint arra merőlegesen, jelentőségük: a mechanikai tulajdonságokban (szakítószilárdság, folyási jelenségek), kristályosodási folyamatokban, kiválásos folyamatokban, mechanikai deformáció során mutatott felkeményedés. A diszlokációk két fajtája: 1.éldiszlokáció, 2.csavardiszlokáció.

5 A diszlokáció vonala, mozgása és a plasztikus deformáció Egyes síkok könnyű elcsúszása a diszlokációk miatt van.

6 A diszlokációk A diszlokációk létezésének bizonyítéka: a csúszás jelenségének, a nyíróerő nagyságának értelmezése Fémek jellegzetes alakváltozása: transzláció (a csúsztatófeszültség hatására az egyik sík elmozdulása a másikhoz képest): σ: feszültség x: elmozdulás G: nyírási modulus d: síkok távolsága (kis elmozdulás) a) Két atomi sík egymáshoz viszonyított elmozdulása nyírás hatására egyenletesen deformált kristályban (metszet). b) Nyírófeszültség a síkok egyensúlyi helyzettől mért elmozdulásának függvényében. A kezdeti meredekséget jelölő szaggatott vonal a G nyírási modulust adja meg. x elmozdulás a nyírófeszültség a d a) b)

7 A diszlokációk A diszlokációk létezésének bizonyítéka: a csúszás jelenségének, a nyíróerő nagyságának értelmezése Fémek jellegzetes alakváltozása: transzláció (a csúsztatófeszültség hatására az egyik sík elmozdulása a másikhoz képest): σ kr : Ga / 2πd (kritikus feszültség) ha a ≈ d σ kr ≈ G / 2 π A valóság ezzel szemben: lásd következő táblázat. Következtetés: valami megkönnyíti a síkok közötti csúszást!

8 A diszlokációk A nyírási modulus és a rugalmassági határ összehasonlítása G nyírási modulus, din/cm 2 σ kr rugalmassági határ, din/cm 2 G/σ kr Sn, egykristály1,9· ,3· Ag, egykristály2,8· · Al, egykristály2,5· · Al, tiszta polikristály2,5· ,6· Al, szokásos2,5· ,9· Dúralumínium2,5· ,6· Fe, lágy polikristályos7,7· ,5· Hőkezelt szénacél8· ,5· Nikkel-króm acél8· ,2·

9 A diszlokációk sűrűsége, mozgása, találkozása és a plasztikus deformáció diszlokáció-sűrűség: 1.felületegységnyi területet metsző diszlokációk száma 10 2 /cm 2 Si, Ge kristályokban 10 5 /cm 2 fémekben, ötvözetekben (lágyított, hőkezelt állapotban) /cm 2 erősen deformált fémekben 2. egységnyi térfogatban található diszlokációk hossza: (cm/cm 3 ) A diszlokáció-sűrűség különböző fizikai állapotban:

10 Megmagyarázandó: a diszlokációk számának növekedése a deformáció hatására (sokszorozódás csökkenés helyett?) A plasztikus deformáció során diszlokáció-források keletkeznek (Frank-Read források). Ezek rendszerint zárt diszlokáció-hurkok.

11 Diszlokációmozgások és az alakítási keményedés A diszlokációk mozgástípusa, a csúszási folyamatok és a mechanikai keményedés közötti kapcsolatot leíró görbe: (ideális eset: lapcentrált köbös rács, egykristály). Két különböző hőmérséklet: T 2 >T 1

12 I.szakasz: rugalmas tartomány után a könnyű csúszás vagy egyszeres csúszás jelensége a domináns. II.szakasz: meredek, T-től független (csúszásvonalak rövidek, inhomogén deformációs tartományok). III.szakasz: parabolikus (nem lineáris) tartomány, kevéssé ismert diszlokációmozgási-mechanizmus, kezdete, megjelenése hőmérséklettől függ. A keményedési görbe alakja a kristályszerkezettől nagy mértékben függ!

13 Felületszerű hibák Lehet: - koherens,- kisszögű, - inkoherens,- nagyszögű. 1.Koherens kisszögű szemcsehatár, 2.Koherens nagyszögű szemcsehatár, 3.Inkoherens nagyszögű szemcsehatár.

14

15 A síkhibák: szemcsehatárok Mik a szemcsék? Önálló kristályok, amelyek vagy kristálycsírákból a megszilárdulás vagy a rekrisztallizáció során keletkeznek. A szemcséket elválasztó felületek a szemcsehatárok.

16 A megszilárdulás fázisátalakulás: olvadék → szilárd (lásd H 2 O megfagyása)

17 A szerkezet A tulajdonságokat meghatározó szerkezeti tényezők: –atomi szintű szerkezet: kristályszerkezet, kémiai rövidtávú rend, kémiai kötéstípusok; –mikroszerkezet: a szerkezet mikronos, szubmikronos tartományban: szemcseszerkezet, az alkotó fázisok diszperzitása, a hibaszerkezet (diszlokációk, pórusszerkezet stb.). A mikroszerkezet:


Letölteni ppt "Rácshibák (a valós kristály) rácshiba: a tökéletes periódusság megsérülése, osztályozásuk: jellegük és kiterjedésük szerint. Miért foglalkozunk velük?–"

Hasonló előadás


Google Hirdetések