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