Презентация на тему: Лекция 10 Индексы кристаллической решетки. Дефекты в кристаллах

Лекция 10 Индексы кристаллической решетки. Дефекты в кристаллах
Индексы узлов, направлений и плоскостей решетки
Дефекты кристаллов
Зависимость концентрации дефектов от температуры
Точечные дефекты
Типы точечных дефектов
Междоузельные дефекты
Примесные атомы
Дислокации
Причины возникновения дислокаций
Краевая дислокация
Вектор Бюргерса
Перемещение краевой дислокации
Перемещение краевой дислокации
Винтовая дислокация
Перемещение винтовой дислокации
Смешанные дислокации
Энергия дислокации
Плотность дислокаций
Роль дислокаций
Двумерные поверхностные дефекты
Роль межзеренной границы
Дефекты упаковки
Лекция 10 Индексы кристаллической решетки. Дефекты в кристаллах
1/24
Средняя оценка: 4.7/5 (всего оценок: 9)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (3432 Кб)
1

Первый слайд презентации

Лекция 10 Индексы кристаллической решетки. Дефекты в кристаллах.

Изображение слайда
2

Слайд 2: Индексы узлов, направлений и плоскостей решетки

Индексы узла с координатами (x, y, z), если a,b,c – периоды решетки x=ma, y= nb, z=pc [[ mnp ]] Индексы направления – отношение проекций направления на оси к трансляциям [ uvw ] Индексы плоскости (индексы Миллера) – обратное отношение величин отрезков, отсекаемых плоскостью на осях к трансляциям ( hkl )

Изображение слайда
3

Слайд 3: Дефекты кристаллов

Точечные Линейные Поверхностные Трехмерные

Изображение слайда
4

Слайд 4: Зависимость концентрации дефектов от температуры

С d = exp [- E d ( kT )] С d - концентрация дефектов E d - энергия образования дефекта k - постоянная Больцмана T - температура (К)

Изображение слайда
5

Слайд 5: Точечные дефекты

Междоузлия Вакансии Примесные атомы Me E d = 3,5-6 эВ E d ≈ 1 эВ Si, Ge E d = 2-3 эВ E d = 3-4 эВ 1 эВ = 23.06 ккал/моль = 96.4 кДж/моль

Изображение слайда
6

Слайд 6: Типы точечных дефектов

Дефекты Френкеля внутри кристалла Е d = 10-20 эВ Дефекты Шоттки на поверхности Е=0,9-1 эВ Вакансионный механизм миграции

Изображение слайда
7

Слайд 7: Междоузельные дефекты

Гантельный механизм миграции Е ≈ 0. 1 эВ

Изображение слайда
8

Слайд 8: Примесные атомы

Атомы внедрения Атомы замещения

Изображение слайда
9

Слайд 9: Дислокации

Дислокация-линейное несовершенство кристалла, образующее границу зоны сдвига Внутри дислокации строение решетки сильно искажено, вне – нет Ядро дислокации – цилиндрическая область радиусом в 1-3 межатомных расстояния Различают краевые и винтовые дислокации

Изображение слайда
10

Слайд 10: Причины возникновения дислокаций

Внешняя нагрузка Напряжения на границах срастания зерен или разнородных слоев при эпитаксии Прорастание дислокации из затравки в растущий кристалл Встреча двух зерен роста с разной ориентацией Образование смежных слоев разного состава за счет примесей

Изображение слайда
11

Слайд 11: Краевая дислокация

Изображение слайда
12

Слайд 12: Вектор Бюргерса

Для краевой дислокации характеризует искажение вокруг дислокации Идеальный кристалл Реальный кристалл - вектор Бюргерса

Изображение слайда
13

Слайд 13: Перемещение краевой дислокации

Q - экстраплоскость Q’ – экстраплоскость после перемещения Р – плоскость скольжения – вектор Бюргерса Разрыв только одной связи при перемещении → малая энергия скольжения Перемещение в направлении вектора Бюргерса Вектор Бюргерса перпендикулярен дислокационной линии

Изображение слайда
14

Слайд 14: Перемещение краевой дислокации

Перемещение перпендикулярно вектору Бюргерса за счет диффузии требует большой энергии → реализуется при высокой температуре

Изображение слайда
15

Слайд 15: Винтовая дислокация

Идеальный кристалл Реальный кристалл Вектор Бюргерса параллелен дислокационной линии

Изображение слайда
16

Слайд 16: Перемещение винтовой дислокации

В любой плоскости, содержащей вектор Бюргерса

Изображение слайда
17

Слайд 17: Смешанные дислокации

Винтовая дислокация Краевая дислокация Смешанная дислокация

Изображение слайда
18

Слайд 18: Энергия дислокации

E ≈ Gb 2 l G -модуль сдвига b -длина вектора Бюргерса l -длина дислокации Кристалл меди E ≈ 54.6 гПа ∙( 0.256 нм ) 2 ∙0.256 нм = 9.2 ∙ 10 -19 Дж ≈ 5.7 эВ

Изображение слайда
19

Слайд 19: Плотность дислокаций

Число дислокационных линий, проходящих через единичную площадку в кристалле 10 -6 - 10 -12 см -2 Отталкивание Параллельные винтовые дислокации с сонаправленным вектором Бюргерса. Краевые дислокации с сонаправленным вектором Бюргерса, находящиеся в одной плоскости скольжения. Притяжение Дислокации образуют устойчивые конгломераты Взаимодействие дислокаций

Изображение слайда
20

Слайд 20: Роль дислокаций

нарушенная область кристаллической решетки в ядре дислокации обеспечивает быстрые пути диффузии в материале концентрация дефектов и примесей около края дислокации способствуют тому, что именно дислокационная линия становится наиболее вероятным местом возникновения зародыша новой фазы.

Изображение слайда
21

Слайд 21: Двумерные поверхностные дефекты

Дефекты упаковки Границы зерен

Изображение слайда
22

Слайд 22: Роль межзеренной границы

Диффузия по границам в поликристаллах превалирует над объемной диффузией и обеспечивает необходимые для твердофазной реакции быстрые пути диффузии Аккумулирование примесей на границе зерен приводит к тому, что именно межзеренная граница является центром роста новой фазы

Изображение слайда
23

Слайд 23: Дефекты упаковки

Полоса неправильного чередования слоев, стянутая дислокациями Дефект внедрения Дефект вычитания Элемент Энергия дефекта упаковки, Дж/м 2 Одновалентные ( Ag, Au, Cu) (2-7)∙10 -2 Многовалентные ( Ni, Al, Fe, Mo) (1,5-3,5)∙10 -1 Si, Ge (5-7)∙10 -2

Изображение слайда
24

Последний слайд презентации: Лекция 10 Индексы кристаллической решетки. Дефекты в кристаллах

Спасибо за внимание

Изображение слайда