Поверхностные дефекты. Наиболее важными поверхностными дефектами являются большеугловые и малоугловые границы, дефекты упаковки

Наиболее важными поверхностными дефектами являются большеугловые и малоугловые границы, дефекты упаковки, границы двойников.

Поликристаллический сплав содержит огромное число мелких зерен. В соседних зернах решетки ориентированы различно, и грани­ца между зернами представляет собой переходный слой шириной 1 — 5 нм. В нем нарушена правильность расположения атомов, имеются скопления дислокаций, повышена концентрация примесей. Границы между зернами называются болъшеугловыми, так как соответственные кристаллографи­ческие направления в соседних зернах образуют углы в десятки градусов.

Каждое зерно, в свою очередь, состоит из субзерен (блоков). Субзер­но представляет собой часть кристалла относительно правильного стро­ения, а его границы — стенки дислокаций, которые разделяют зерно на отдельные субзерна. Угол взаимной разориентации меж­ду соседними субзернами невелик (не более 5 градусов), поэтому такие границы называются малоугловыми. На малоугловых границах также скаплива­ются примеси.

Дефект упаковки представляет собой часть атомной плоскости, огра­ниченную дислокациями, в пределах которой нарушен нормальный по­рядок чередования атомных слоев. Например, в сплавах с ГЦК решет­кой чередуются плотноупакованные слои АВСАВСАВ..., а при про­хождении через дефект упаковки слои чередуются в последовательности ABC ВС ABC... Чередование слоев ВС В С... типично для кристаллов с ГП решеткой, и, таким образом, дефект упаковки представляет собой как бы тонкую пластинку с ГП решеткой в ГЦК решетке.

Поверхностные дефекты влияют на механические и физические свой­ства материалов. Особенно большое значение имеют границы зерен. Чем мельче зерно, тем выше предел текучести, вязкость и меньше опасность хрупкого разруше­ния. Аналогично, но более слабо влияет на механические свойства размер субзерен.

Вдоль границ зерен и субзерен быстро протекает диффузия (во много раз быстрее, чем сквозь кристалл), особенно при нагреве. Взаимодействие между дефектами, перемещение их в кристаллах, изменение концентрации дефектов — все это отражается на свойствах и имеет большое практическое значение.

Глава 2. Свойства материалов.