Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 7

Поскольку возникновение тех и других дефектов обусловлено тепловым движением, их количество увеличивается с повышением температуры.

Исходя из законов статистической физики, Френкель [90] показал, что каждой температуре соответствует определенная равновесная концентрация тех и других дефектов, при которой вероятность элементарных процессов диссоциации и рекомбинации, происходящих в единицу времени, одинакова. Равновесное число вакансий Nв в кристалле при любой температуре Т может быть выражено уравнением

(16)

где N — общее число узлов; k — постоянная Больцмана; U — энергия образования вакансий.

Величина U по порядку близка к скрытой теплоте испарения, откуда, между прочим, следует, что концентрация вакансий в кристалле является величиной того же порядка, что и концентрация насыщенного пара этого кристалла в окружающем пространстве при той же температуре.

Остановимся вкратце на вопросе о скрытой энергии деформации реального кристаллического тела. Известно, что величина этой энергии (колеблющаяся от нескольких калорий до нескольких сотен калорий на грамм-моль), а также характер и закономерности

ее выделения при отжиге зависят от природы и относительного количества дефектов, имеющихся в теле.

По наиболее распространенным в настоящее время представлениям Мотта [97], скрытая энергия может аккумулироваться в группах, скоплениях дислокаций, затормозившихся на препятствиях,

и быть связанной с вакансиями и дислоцированными атомами.

В связи с рассматриваемым вопросом представляют интерес следующие частично описанные выше процессы, происходящие при нагревании кристаллического тела:

1) удаление вакансий (в результате их диффузии к границам блоков и исчезновения на этих границах), сопровождаемое выделением части скрытой энергии и увеличением плотности тела;

2) исчезновение дислоцированных атомов с выделением энергии; при этом плотность тела существенно не увеличивается;

3) перераспределение дислокаций в группах, сопровождаемое уменьшением запаса энергии системы;

4) распад групп дислокаций одного знака на отдельные дислокации, сопровождаемый высвобождением энергии.

Определяя энергию активации процесса, происходящего в геле при его отжиге, и наблюдая изменение плотности, электропроводности и твердости тела в этом процессе, можно в известной мере судить о его характере.

Клербро [98, 99] для меди, например, отметил, что выделение скрытой энергии, сопровождающееся понижением электросопротивления и твердости тела (рис. 18, а), связано с рекристаллизацией меди в изученном интервале температур.

Можно предположить,' что исчезновение вакансий и обусловленное им выделение энергии происходит в меди при более низких температурах, чем в опытах Клербро.

В случае нагревания никеля выделение скрытой энергии происходит в три этапа (рис. 18, б). На первом этапе при пониженной

 

Другие части:

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 1

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 2

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 3

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 4

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 5

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 6

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 7

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 8

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 9

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 10

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 11

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 12

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 13

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 14

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 15

 

 

Содержание