Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1 Reális kristályok, kristályhibák Gyakorlati fémek szilárdsága kevesebb, mint 1 %-a az ideális modell alapján számítható szilárdságnak Tiszta Si villamos.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1 Reális kristályok, kristályhibák Gyakorlati fémek szilárdsága kevesebb, mint 1 %-a az ideális modell alapján számítható szilárdságnak Tiszta Si villamos."— Előadás másolata:

1 1 Reális kristályok, kristályhibák Gyakorlati fémek szilárdsága kevesebb, mint 1 %-a az ideális modell alapján számítható szilárdságnak Tiszta Si villamos vezetőképességét tömegszázalék bór adalékolása a kétszeresére növeli KRISTÁLYHIBÁK

2 2 Kristályhiba-típusok Ponthibák (0 dimenziós) Vonalszerű hibák, 1 dimenziós: diszlokációk Felületszerű hibák (2 dimenziós) Térfogati hibák (3 dimenziós)

3 3 Ponthibák Termikusan aktivált hibák: Vakancia (üres rácshely) Saját interszíciós atomok Idegen atomok (intersztíciós, szubsztitúciós helyeken) Ponthiba komplexek (di-, tri-vakancia, idegen atom-vakancia...)

4 4 Vakancia (üres rácshely)

5 5 Szubsztitúciós (helyettesítéses) atom

6 6 Intersztíciós (beékelődéses) atom

7 7 Ponthiba képződési mechanizmusok Frenkel-mechanizmus Frenkel hibapár: vakancia és intersztíciós atom együttese

8 8 Wagner-Schottky mechanizmus felületi üres hely vándorlása a szilárdtest belsejébe

9 9 Termikus ponthibák egyensúlyi koncentrációja Rácstorzulás  aktiválási energia

10 10 Ponthibák keletkezése képlékeny alakváltozás nem egyensúlyi hűtés részecske besugárzás (gyors neutron  hibakaszkád) Termikus ponthibák eltűnése diffúziós mozgás szemcsehatár éldiszlokáció extrasík (kúszás)

11 11 Diszlokációk Frenkel elméleti folyáshatár számítása Számolt/mért folyáshatár: Fe: 440, Al: 423, Cu: 769

12 12 Tűkristály (whisker, 1950) kondenzátor Zn, d = 0,1- 0,001  m 1934: Fransis Taylor, Orován Emil, Polányi Mihály 1960: Átvilágító elektronmikroszkópia (TEM) Definíció: Diszlokáció: a kristályban az elcsúszott és az el nem csúszott tartományok határoló vonala Éldiszlokáció Csavardiszlokáció Vegyes diszlokáció Teljes (perfekt) diszlokáció Parciális diszlokáció

13 13 Burgers-kör

14 14 Éldiszlokáció Diszlokáció vonala: l Csúszósík adott  nem mozgékony Extra sík Burgers vektor: b b  l

15 15 Csavardiszlokáció Diszlokáció vonala: l Nincs egyértelmű csúszósík  mozgékony Extrasík sincsen ! Burgers vektor: b b II l

16 16 Diszlokációk alapvető tulajdonságai Diszlokáció: elcsúszott és nem elcsúszott részek határa Lineáris (lehet görbült is) Felületen kezdődik és végződik, kristályban záródó görbe Az elmozdulás mértéke a diszlokáció egésze mentén állandó Burgers vektor a legsűrűbb irányban fekszik és b = d

17 17 Diszlokációk energiája Feszültség (nyomó, húzó) Poisson szám (0,5-0,2): Energiatöbblet

18 18 Képlékeny alakváltozás  diszlokációk mozgása. Diszlokációk szerepe a képlékeny alakváltozásban

19 19 Diszlokációsűrűség változása képlékeny alakváltozás során Definíciók Lágyított: m -2 Alakított: m -2

20 20 Diszlokációk mozgásának szabályai Diszlokáció csak abban a síkban tud csúszni amelyben a vonala és a Burgers vektora fekszik.  Éldiszlokáció: 1 sík  Csavardiszlokáció:  sík (elméletileg) Diszlokáció mozgása mindig a legsűrűbb síkban és a legsűrűbb irányban történik.  Csúszási rendszerek Csúszósík váltás Csavar  keresztcsúszás Él  mászás  kúszás (tartós folyás, creep)  üregek a szemcsehatáron

21 21 Csúszási rendszerek Tetszőleges csúszási rendszerhez azonos kritikus csúsztatófeszültség tartozik.

22 22 Síkok Miller-indexei

23 23 Irányok Miller-indexei

24 24 Lehetséges elcsúszások, FKK (111)

25 25 Diszlokációk kölcsönhatása Ellentétes előjelű éldiszlokációk, ellentétes sodrású csavardiszlokációk kioltják egymást. Ellentétes előjelű diszlokációk kölcsönhatása:  = 45° egyensúly  < 45° taszítás  > 45° vonzás Azonos előjelű diszlokációk kölcsönhatása: sorba rendeződnek  kisszögű szemcsehatár Egyesülhetnek, felbomolhatnak. (Energetikai feltétel) b 1 b 2  0 (tompaszög)  egyesülnek b 1 b 2  0 (hegyesszög)  felbomlik

26 26 Éldiszlokációk eltűnése

27 27 Diszlokációk keletkezése Frank-Read mechanizmus (diszlokáció forrás) Félkörív labilis zárt hurok

28 28 Frank-Read forrás működése

29 29 Frank-Read forrás TEM képe

30 30 Egykristályok képlékeny alakváltozása Alakváltozás: csúszósíkok a csúszási irányok mentén elcsúsznak egymáson. m: Schmid-tényező

31 31 Egykristályok képlékeny alakváltozása Egyszerű csúszás: alakváltozás egy csúszási rendszerben Többszörös csúszás: elcsúszás egyszerre több csúszási rendszerben FKK 4 db  111  síkban 2-2  110  irányban

32 32 Egykristályok képlékeny alakváltozása I. : egyszerű csúszás (lépcsős felület, sok diszlokáció mozgása  Frank-Read) II.: bonyolult / többszörös csúszás (Lomer-gátak  erős alakítási keményedés) III.: keresztcsúszás, ikerképződés

33 33 Zn egykristály alakváltozása az I. szakaszban Cu egykristály egymást metsző csúszási vonalai Csúszósík - felület metszésvonala

34 34 Ikerképződéssel járó képlékeny alakváltozás Diszlokációs csúszás: elmozdulás csak néhány csúszósíkon Ikresedés: az ikertartomány valamennyi síkja elmozdul

35 35 Sokkristályos anyagok képlékeny alakváltozása Minden szemcsében többszörös csúszás. Alakítási keményedés intenzívebb. I. szakasz hiányzik. Mindig nagyobb feszültségek mint az egykristály esetén.

36 36 Polikristályos anyagok alakítási keményedése Hall-Petch egyenlet (alsó folyáshatár) A határon felhalmozódó diszlokációk feszültségtere indítja meg az alakváltozást a szomszédos krisztallitban. Szemcseméret  szemcsehatáron felhalmozódó diszlokációk száma 

37 37 Felületszerű hibák (2D) Makrofelület Szemcsehatár (nagyszögű, kisszögű) Fázishatár (inkoherens, szemikoherens, koherens) Ikersík Rétegződési hiba

38 38 Szemcsehatár Nagyszögű Kisszögű (  = 1-5°)

39 39 Fázishatár Inkoherens Szemikoherens Koherens Inkoherens

40 40 Szemikoherens Koherens (Heteroepitaxia)

41 41 FKK (111) szoros síkok lehetséges elrendeződései ABCABCFKK ABABABHCP

42 42 Ikerhatár FKK ABCAB C BACBA Párhuzamos vonalak a mikroszkópi képen.

43 43 Rétegződési hiba …ABCAB C ABCABC… C sík egy felülete hiányzik! FKK - Hexagonális - FKK Zárt görbe

44 44 FKK - Szoros hexagonális

45 45 Térfogati hibák (3D) ( üregek, repedések) Kúszási üregsor

46 46

47 47


Letölteni ppt "1 Reális kristályok, kristályhibák Gyakorlati fémek szilárdsága kevesebb, mint 1 %-a az ideális modell alapján számítható szilárdságnak Tiszta Si villamos."

Hasonló előadás


Google Hirdetések