Αηέιεηεο ηεξεώλ ΗΜΕΘΑΚΕ ΑΣΕΛΕΘΕ ΓΡΑΜΜΘΚΕ ΑΣΕΛΕΘΕ ΔΘΕΠΘΦΑΝΕΘΑΚΕ ΑΣΕΛΕΘΕ ΑΣΕΛΕΘΕ ΜΑΖΑ Ή ΟΓΚΟΤ ΜΕΛΕΣΗ ΑΣΕΛΕΘΩΝ

Transcript

1 Αηέιεηεο ηεξεώλ ΗΜΕΘΑΚΕ ΑΣΕΛΕΘΕ ΓΡΑΜΜΘΚΕ ΑΣΕΛΕΘΕ ΔΘΕΠΘΦΑΝΕΘΑΚΕ ΑΣΕΛΕΘΕ ΑΣΕΛΕΘΕ ΜΑΖΑ Ή ΟΓΚΟΤ ΜΕΛΕΣΗ ΑΣΕΛΕΘΩΝ

2 Κελή ζέζε (ε πην ζπλεζηζκέλε) εκεηαθέο αηέιεηεο distortion of planes Vacancy Ελδόζεην ή παξεκβνιή: κέζα ζε δηαπιεγκαηηθή ζέζε distortion of planes selfinterstitial

3 εκεηαθέο αηέιεηεο Αξηζκόο θελώλ ζέζεωλ N N ν ζπλνιηθόο αξηζκόο ζέζεσλ Q exp kt ε ελέξγεηα πνπ απαηηείηαη γηα ην ζρεκαηηζκό κηαο θελήο ζέζεο Τ: ζεξκνθξαζία ζηαζεξά ηνπ Boltzmann ( ev/atomk)

4 Πξνζκίμεηο ζηα ζηεξεά ηεξεά δηαιύκαηα: άηνκα πξνζκίμεσλ ηπραία θαη νκνηόκνξθα κέζα ζην ζηεξεό. Αηέιεηεο ππνθαηάζηαζεο Δηαπιεγκαηηθέο αηέιεηεο (π.ρ. Cu ζε Ni) (π.ρ. C ζε Fe)

5 Πξνζκίμεηο ζηα ζηεξεά

6 Πξνζκίμεηο ζηα ζηεξεά Intermetallic Compounds Δηακεηαιιηθή Έλσζε Solid Solution Σηεξεό Δηάιπκα

7 Πξνζκίμεηο ζηα ζηεξεά Σηεξεό δηάιπκα + ζσκαηίδηα άιιεο θάζεο (άιιε ζηνηρεηνκεηξία, δνκή θιπ)

8 Παξάκεηξνη ζηα ζηεξεά δηαιύκαηα Παξάγνληαο αηνκηθνύ κεγέζνπο: Δηαθνξά ζηηο αηνκηθέο αθηίλεο < ±15%. Γηα κεγαιύηεξεο ηηκέο ζα δεκηνπξγεζνύλ νπζηαζηηθέο πιεγκαηηθέο παξακνξθώζεηο κε απνηέιεζκα ην ζρεκαηηζκό άιιεο θάζεο. Κξπζηαιιηθή δνκή: ίδηεο δνκέο γηα ζεκαληηθή ζηεξεή δηαιπηόηεηα. Ηιεθηξαξλεηηθόηεηα: όζν πην ειεθηξνζεηηθό είλαη ην έλα ζηνηρείν θαη όζν πην ειεθηξαξλεηηθό είλαη ην άιιν ζηνηρείν, ηόζν πην πηζαλόο είλαη ν ζρεκαηηζκόο κηαο δηκεηαιιηθήο έλσζεο παξά ζηεξενύ δηαιύκαηνο. ζέλε: ίδην ζζέλνο. Σε αληίζεηε πεξίπησζε, έλα κέηαιιν ζα έρεη κεγαιύηεξε ηάζε λα δηαιύζεη θάπνην άιιν πςειόηεξνπ ζζέλνπο, παξά έλα ρακειόηεξνπ ζζέλνπο.

9 Σύζηαζε επί ηνηο εθαηό θαηά βάξνο (wt %) επί ηνηο εθαηό θαηά ζύζηαζε (at%) m n 1 m1 C1 100 C1 100 n n m 1 m 2 m1 Αξηζκόο moles m2 n m 1 m A 1 1

10 Ππθλόηεηα θαη Αηνκηθό βάξνο ave 100 C1 C2 1 2 A ave 100 C1 C A A ξ: ππθλόηεηα C: ζύζηαζε % θαηά βάξνο Α: αηνκηθόο αξηζκόο

11 Γξακκηθέο αηέιεηεο Διαταραχή (dislocation) -ζπλαληάηαη θαη σο εμάξκνζε, εμάξζξσζε Γξακκηθή θξπζηαιιηθή αηέιεηα γύξσ από ηελ νπνία ηα άηνκα είλαη κε επζπγξακκηζκέλα. Καηά ηε κεηαθίλεζή ηνπο πξνθαινύλ θύιηζε κεηαμύ ησλ θξπζηαιιηθώλ επηπέδσλ. Πξνθαινύλ κόληκε παξακόξθσζε. Μπνξνύλ λα εηζαρζνύλ θαηά ηε ζηεξενπνίεζε, ηελ πιαζηηθή παξακόξθσζε ή ιόγσ ζεξκηθώλ ηάζεσλ θαηά ηε γξήγνξε ςύμε ησλ πιηθώλ. 1. Δηαηαξαρή αθκήο 2. Ειηθνεηδήο δηαηαξαρή

12 Γξακκηθέο αηέιεηεο Δηαηαξαρή αθκήο (edge dislocation): Επηπιένλ επίπεδν κε άηνκα εηζέξρεηαη ζην θξύζηαιιν. Διάνυσμα Burgers: εθθξάδεη ην κέγεζνο θαη ηε δηεύζπλζε ηεο παξακόξθσζεο ηνπ πιέγκαηνο. Κάζεην ζηε γξακκή δηαηαξαρήο

13 Γξακκηθέο αηέιεηεο Ειηθνεηδήο δηαηαξαρή (screw dislocation): Διάνυσμα Burgers: εθθξάδεη ην κέγεζνο θαη ηε δηεύζπλζε ηεο παξακόξθσζεο ηνπ πιέγκαηνο. Παξάιιειν ζηε γξακκή δηαηαξαρήο

14 Γξακκηθέο αηέιεηεο Μηθηέο δηαηαξαρέο: Αο δνύκε θαη ιίγν πην θνληά...\..\..\..\..\..\..\matter\di.exe

15 Δηεπηθαλεηαθέο αηέιεηεο Επηθάλεηεο πνπ δηαρσξίδνπλ πεξηνρέο δηαθνξεηηθήο θξπζηαιιηθήο δνκήο ή/θαη δηαθνξεηηθνύ πξνζαλαηνιηζκνύ. Εμωηεξηθέο επηθάλεηεο: ηα επηθαλεηαθά άηνκα δε ζπλδένληαη κε ην κέγηζην αξηζκό ησλ γεηηνληθώλ αηόκσλ. Οη δεζκνί κέλνπλ ειεύζεξνη θαη αλαπηύζζνπλ κηα επηθαλεηαθή ελέξγεηα. Δηαρωξηζηηθά όξηα θόθθωλ (grain boundaries): όξηα κεηαμύ θόθθσλ δηαθνξεηηθνύ θξπζηαιινγξαθηθνύ πξνζαλαηνιηζκνύ. Όξηα θάζεωλ : όξηα κεηαμύ θόθθσλ δηαθνξεηηθήο θάζεο.

16 Δηεπηθαλεηαθέο αηέιεηεο Δηδπκίεο: αηέιεηα δηαρσξηζηηθώλ νξίσλ όπνπ εκθαλίδεηαη θαηνπηξηθή ζπκκεηξία. θάικαηα επηζηνίβαζεο: αζπλέρεηα ή δηαθνξνπνίεζε ζηελ αθνινπζία επηζηνίβαζεο π.ρ. ηελ ABCABCABC. ηεο FCC δνκήο.

17 Αηέιεηεο όγθνπ ή θύξηαο κάδαο Εκθάληζε πόξσλ, ξσγκώλ, εγθιεηζκάησλ θιπ

18 Μηθξνζθνπηθή Εμέηαζε Οπηηθό Μηθξνζθόπην (2000x) Δηαθνξά ζηελ αλαθιαζηηθόηεηα Χεκηθή πξνζβνιή (etching) Ηιεθηξνληθή Μηθξνζθνπία ΤΕΜ: δηέιεπζεο δέζκεο πεξίζιαζε (10 6 x) SEM: αλαθιώκελε δέζκε πνπ ζπιιέγεηαη ζε ζσιήλα θαζνδηθώλ αθηίλσλ (50000x) Μηθξνζθνπία άξωζεο Αθίδνο (10 9 x) Αιιειεπηδξάζεηο αθίδαο-επηθάλεηαο