В идеале кристаллическая решётка должна представлять собой многочисленное повторение одинаковых кристаллических ячеек. В реальности же наблюдается нарушение периодичности расположения в ней атомов, так называемые дефекты кристаллической решетки. Эти изъяны оказывают влияние на свойство металлов, и в некоторых случаях достаточно существенное, ухудшая прочностные характеристики и надёжность, если чрезмерно превысили межатомное расстояние.
Если сформулировать определение в научной трактовке, то получим: дефекты кристаллической решетки — это любое устойчивое нарушение трансляционной симметричности кристалла.
Выделяют три типа дефектов, это:
- точечные;
- линейные;
- поверхностные.
Основные виды дефектов кристаллической решётки и их особенности
Точечными называют такие дефекты кристаллической решетки металлов, которые характеризуются заменой или смещением маленькой группы атомов. Важно то, что у них во всех 3-х измерениях атомные размеры. Такие изменения могут произойти при существенном повышении температур, при увеличении размера кристалла под воздействием радиационного излучения, в процессе легирования или имплантации. Примерами точечных дефектов являются вакансии и междоузельные атомы.
Линейные отличаются тем, что у них в 2-х измерениях малые размеры, однако в третьем они получили довольно большую протяжённость. Они тоже имеют собственные виды дефектов кристаллической решетки, наиболее важным считается дислокация (так называют в кристаллах границу области незавершенного сдвига). Также в виде примеров можно привести дисклинации, междоузельные атомы и цепочки вакансий.
Поверхностными называются те дефекты, у которых только в одном измерении атомные размеры. У них малая толщина при довольно больших размерах в остальных двух измерениях. Как правило, речь идёт о зоне соприкосновения двух ориентированных участков решётки. Дефектами могут являться границы зёрен и внутризерновых фрагментов, фаз, доменов в сверхструктуре, двойников. В данном случае характерной является неупорядоченное строение переходного слоя, все соседствующие зёрна сплава обладают неодинаковой пространственной ориентировкой решётки.
Другие классификации кристаллических изменений
По ещё одному варианту классификации изменения разделяют на:
- одномерные;
- двухмерные;
- трёхмерные.
Говоря об одномерных дефектных образованиях, имеют ввиду линейные. Их особенностью стало увеличение параметров кристаллической решетки по одному направлению, тогда как по двум остальным они остались соизмеримыми. Ярким представителем двухмерных можно назвать поверхность кристалла. Также это малоугловые границы и поверхности области разделения фаз.
О трёхмерных, они же — объемные дефекты кристаллической решетки, стоит сказать отдельно. Им характерен тот факт, что во всех измерениях они имеют большие и несоизмеримые размеры с атомом. В виде примеров можно привести трещины, поры.
