Дефекты кристаллов

Вдоль границ зерен быстрее  проходит диффузия атомов (так называемая межзеренная диффузия), и, в частности, атомов газов, способных вызывать нежелательные  химические реакции с атомами  кристалла. Из-за этого ухудшается коррозионная стойкость изделий из кристаллических  веществ. Продукты этих реакций (например оксиды, нитриды и др.) будут дополнительно  искажать кристаллическую решетку  вблизи границ зерен, из-за чего неизбежно  повысится вероятность разлома  кристалла вдоль границ его зерен  и в целом его хрупкость.

Существуют несколько  способов уменьшения отрицательного влияния  рассмотренных выше поверхностных  дефектов на механические и коррозионные свойства кристаллов.

Первый, самый распространенный способ - это выдержка кристалла  при температуре примерно в 2 раза меньшей температуры плавления. В процессе такой выдержки происходит миграция атомов, и напряжения вблизи границы частично уменьшаются, из-за чего и несколько затрудняется диффузия вдоль границ и улучшается коррозионная стойкость кристалла.

Второй, менее распространенный и дорогостоящий способ - использование  монокристаллических материалов с  малыми углами разориентировки соседних зерен. Его применяют, в частности, при производстве лопаток газовых  турбин. Монокристаллические лопатки, в которых сведена к минимуму межзёренная диффузия, служат дольше и при более высоких температурах, чем такие же лопатки из поликристаллических материалов.

Границы зерен, как и другие дефекты, оказывают влияние на теплопроводность и электросопротивление, поскольку  на них происходит дополнительное рассеяние  переносящих энергию фононов  и переносящих энергию и заряд  электронов. Особенно сильное влияние  поверхностных дефектов на теплопроводность и электросопротивление наблюдается  при низких температурах, когда длины  свободного пробега фононов и  электронов оказываются сопоставимыми  с размерами кристаллических зерен.

Заключение

В металловедении одним из основных является представление о  кристалличности металлических  зерен.

Для металловедения наиболее существенно то, что стало возможно экспериментально определять количество и расположение разного типа дефектов кристаллического строения не посредственно  в промышленных сплавах, изучать  появление, исчезновение и перераспределение  дефектов в кристаллах при литье, обработке давлением, термодинамической  обработке и эксплуатации изделий. Это не только позволило глубже понять поведение  металлических материалов в разных условиях обработки и эксплуатации, но и открыло новые возможности для целенаправленного формирования оптимальной структуры, обеспечивающей заданные свойства материала. Вот почему учении о дефектах кристаллического строения металлов, начиная с пятидесятых годов, пронизывало уже многие разделы металловедения и теории термической обработки, без него нельзя было обойтись при объяснении механических и физических свойств металлов. Уже давно без использования представлений о дефектах реальных металлических кристаллов не мыслимо изучать пластическую деформацию металлов и сплавов, упрочнение, разрушение, рекристаллизацию, мартенситные превращения, прочесы старения сплавов. Решение проблем прочности и пластичности «на атомном уровне» целиком зависит от успехов изучения о дефектах кристаллов.

Список используемой литературы

1 Новиков И.И., Рогозин  К.М. Кристаллография и дефекты  кристаллической решетки. – М.: Металлургия, 1990 – 335 с.

2 Материаловедение: учебник для вузов/Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин. – 8 издание, СТЕРЕОТИП. – М.

3 Материаловедение и технология металлов. В.Т. Жадан, П.И. Полухин, А.Ф. Нестеров и др. Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1994 – 624 с.