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第5章 結(jié)構(gòu)缺陷及固溶體

              第2節(jié) 點(diǎn)缺陷(7)

    5.2.5 點(diǎn)缺陷的運(yùn)動和作用

    點(diǎn)缺陷是不斷運(yùn)動著的,下面以空位為例說明點(diǎn)缺陷的運(yùn)動?瘴恢車拥臒嵴駝咏o空位的運(yùn)動創(chuàng)造了條件,空位就是通過與周圍原子不斷地?fù)Q位來實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動的?瘴贿\(yùn)動時,必然會引起點(diǎn)陣畸變,因而必須克服能壘,為此所需要的能量稱為遷移能,空位的運(yùn)動方式是不規(guī)則的?瘴辉谶\(yùn)動過程中如遇到間隙原子,空位便消失,這種現(xiàn)象稱為復(fù)合?瘴贿\(yùn)動到位錯、晶界及外表面等晶體缺陷處也將消失。這樣點(diǎn)缺陷在能量起伏的支配下,不斷產(chǎn)生、運(yùn)動和消亡。點(diǎn)缺陷的運(yùn)動本質(zhì)上是原子遷移的結(jié)果,而這種點(diǎn)缺陷的運(yùn)動所造成的原子遷移正是各種固體材料中擴(kuò)散現(xiàn)象的基礎(chǔ)。
    點(diǎn)缺陷對各種晶體材料的物理性能及機(jī)械性能都產(chǎn)生一定的影響,點(diǎn)缺陷能使金屬的電阻增加,體積膨脹,密度減小。同時能加速與擴(kuò)散有關(guān)的相變、化學(xué)熱處理、高溫下的塑性變形、固相反應(yīng)、燒結(jié)和斷裂等過程。另外,過飽和點(diǎn)缺陷還可以提高金屬的屈服強(qiáng)度。

5.2.6 過飽和點(diǎn)缺陷

    在常溫晶體中熱力學(xué)平衡的點(diǎn)缺陷的濃度很小,但在某些特殊情況下,晶體也可以具有超過平衡濃度的點(diǎn)缺陷,稱之為過飽和點(diǎn)缺陷。下面介紹幾種獲得過飽和點(diǎn)缺陷的方法。
    (1)淬火法
    將晶體加熱到高溫,晶體中便形成較多的空位,然后從高溫快速冷卻到低溫(稱淬火)使空位在冷卻過程來不及消失,在低溫形成過飽和空位。
    (2)輻照法
    高能粒子(如快中子、重粒子、電子等)輻照晶體時,同時形成數(shù)量相等的空位和間隙原子,例如在原子反應(yīng)堆中,由裂變產(chǎn)生的高速中子,它的平均能量達(dá)到2MeV,當(dāng)它們射入金屬晶體時,把原子從晶格結(jié)點(diǎn)上撞出,而這些離位的原子還以很大的速度繼續(xù)撞擊其他原子,使更多的原子離位。
    (3)塑性變形
    晶體塑性變形時,通過位錯的相互作用也可以產(chǎn)生過飽和點(diǎn)缺陷,但是,這些過飽和點(diǎn)缺陷是非平衡點(diǎn)缺陷,是不穩(wěn)定的。在加熱過程中它們將通過運(yùn)動而消失,最后又趨于平衡濃度。
(本節(jié)完)

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