קישורים מומלצים בתחום
Imperfections of crystal structure
There are three conventional types of crystal imperfections: point defects, line defects… Defects incrystals and Structure of imperfect materials http://www.cmat.uni-halle.de/~hsl/Curriculum.html
Types of Crystalline Defects Grain growth simulation in three dimensions 3D
Defects in Solids from Linear Defects – Dislocations
Dislocations are areas were the atoms are out of position...
Obstacles to Dislocation Motion
When dislocations intersect, jogs and kinks are formed...
Dislocations in motion
Dislocations
Heat Treating
|
גביש אידיאלי הינו בעל מערך תלת-ממדי אינסופי, החוזר על עצמו תוך כדי שכפול תא היחידה אינסוף פעמים באופן מושלם. במציאות הגביש מוגבל בגודלו וישנם בו פגמים הפוגמים במבנה המושלם ומשבשים אותו. פגמים אלו אחראים להרבה מתכונות החומר בעולם האמיתי. מקובל להתייחס לפגמים בהתאם לממד שלהם.
 פגמים נקודתיים - 0 מימדים קבוצה זו מכילה פגמים בסדר גודל של אטום בודד, ביניהם: העדרויות, זיהומים (אי-ניקיונות) וחדירונים של אטום זר או של אטומים מסוגים שונים. הפגמים הנקודתיים גורמים לירידת המוליכות החשמלית של הגביש ולשינויי בתכונות המכניות.
פגמים קווים - 1 מימדים קבוצה זו כוללת פגמים בסדר גודל של שורת אטומים, ביניהם: נקעי קצה, נקעים בורגיים ולולאות נקע.
פגמים משטחיים - 2 מימדים קבוצה זו כוללת גבולות גרעינים (גבולות בין גבישים שונים בתוך החומר), גבולות בין פאזות, תאומים, ומשגי הערמה.
פגמים נפחיים - 3 מימדים קבוצה זו כוללת פגמים בסדר גודל של צבר אטומים. לדוגמא: מתבדלים או חללים (voids) בסדר גודל של צבר אטומים במרחב תלת-מימדי. פגמים במבנה הגבישי המבנה הגבישי התיאורטי הינו כליל השלמות. אולם, בעולם המוחשי המצב שונה. חומרים ממשים אינם מושלמים, וגבישיהם מכילים בתוכם ליקויים, המכונים פגמים. מקובל למיין את הפגמים השונים בהתאם לממד שלהם: פגם נקודתי (חסר-ממד), פגם קווי (חד-ממדי), פגם משטחי (דו-ממד) ופגם נפחי (תלת-ממד). פגמים נקודתיים הם בסדר גודל של אטום בודד. היעדרות (vacancy) היא הפגם הנקודתי הפשוט ביותר. ההיעדרות היא נקודה בגביש שבה נעדר אטום. החדירון העצמי (self-interstitial) גם הוא פגם נקודתי. חדירון נוצר בשעה שאטום מהגביש נדחף אל תוך חלל קטן ופנוי הקרוי אתר חדירה. בעולם הממשי אין בנמצא חומרים נקיים לחלוטין. כל חומר מכיל יותר מסוג בודד של אטומי יסוד. תמיד תהיה בגביש נוכחות של אטומי יסודות נוספים הקרויים אי-ניקיונות או זיהומים. אטומים זרים אילו קיימים בסריג הגבישי בשני אופנים: בראשון, החלפה (impurity atom substitutional), הזיהום מחליף אטום מהסריג, ובאחר, הקרוי חדירון זר (impurity atom interstitial), האטום הזר מצליח להיכנס לתוך אתר חדירה.
 תאי יחידה אופיניים למתכות
הפגמים הקוויים עשויים משורת אטומים שמשבשת את המבנה הגבישי המושלם. הפגם הקווי הנפוץ ביותר בחומרים גבישים קרוי נקע. כשחומר עובר דפורמציה פלסטית, כלומר לכשהוא משנה את צורתו בעקבות הפעלת כוח, מתרחשת בו החלקת מישורים אטומיים זה על גבי זה. הקו המפריד בין שני מישורים אטומיים בגביש, המחליקים זה על גבי זה, קרוי קו נקע. הקו הנוצר לאורך האטומים שבקצה המישור הנוסף קרוי נקע קצה.
נקע קצה (פגם קוי)
בנוסף לנקע הקצה קיימים גם נקע בורגי ולולאת נקע. בנקע בורגי, המישורים האטומיים מסודרים סביב הנקע במסלול בורגי. לולאת נקע נוצרת כתוצאה מתגובה בין מספר נקעים. תנועת נקעים אופיינית בעיקר לחומרים מתכתיים, והיא מלווה בשבירת קשרים בין האטומים. משיכות היא יכולתו של החומר לעבור דפורמציה פלסטית לפני שיישבר. תנועת נקעים מתרחשת במישורים ובכיוונים בהם צפיפות האטומים בגביש מרבית. מישורי ההחלקה בחומר שתא היחידה שלו FCC צפופים יותר מאשר בחומר שתא היחידה שלו BCC, לכן בחומרים בעלי מבנה FCC יותר קל לנקעים לנוע ולכן המשיכות בהם תהיה רבה יותר. תכונותיהם של חומרים מתכתיים מושפעות במידה ניכרת מנוכחות נקעים בחומר ומיכולת תנועתם של אותם הנקעים. חיזוק והקשיית מתכות נעשים על-ידי הפרעה לתנועת הנקעים.  גבול גרעין (פגם משטחי)
כאשר חומר נוזלי מתמצק בעת קירורו, ההתמצקות הינה הדרגתית. ראשיתה של ההתמצקות באותם אזורים בהם קיימים אטומים זרים (אי-ניקיונות). כל אזור שכזה מהווה נקודת התחלת התמצקות של גביש, בו תאי היחידה מסתדרים בכיוון מסוים. לכן, באזורים שונים של החומר יהיו תאי היחידה מסודרים בכיוונים שונים. אזורים שכאילו, שכיווני הסידור של תאי היחידה נבדלים זה מזה קרויים גרעינים. גודלם של גרעיני החומר נע בדרך-כלל בין מיקרונים בודדים למספר מילימטרים, זאת בהתאם לסוג החומר ואופן ייצורו. הגבול בין הגרעינים הוא אזור של פגם משטחי, הקרוי גבול גרעין. האטומים בגבול הגרעין אינם מאורגנים במבנה גבישי. גבולות הגרעין מכילים בתוכם אטומי אי-ניקיונות, המוסעים אל הגבולות תוך כדי ההתמצקות. כתוצאה מכך הופכים גבולות הגרעין לאזורי אי-רציפות בחומר. אי-רציפות מבנית זו מפריעה לתנועת הנקעים. ככל שיש בגביש יותר גבולות גרעין, כך החומר חזק וקשה יותר, אך משיכותו קטנה. לקבוצת הפגמים הנפחיים משתייכים צברי אטומים או חוסר בקבוצת אטומים, היוצר חלל בחומר. English * לאתר פולימורפיזם * מדע וטכנולוגיה |
