"justify"> Малюнок 1.1. Типи точкових дефектів кристалічної решітки: межузельний атом (1), вакансія (2), домішкові впровадження (3) і заміщення (4).
Малюнок 1.2. а - крайова дислокація в кристалі як поява зайвої атомної площині; лінія дислокації перпендикулярна площині малюнка; б - гвинтова дислокація в кристалі; лінія дислокації - вертикальна пунктирна лінія.
Малюнок 1.3. а, б - большеугловие границі зерен; на рис. (б) чітко видна невпорядкованість на кордоні; в, г - малокутових кордону субзерен; в похила, що представляє собою ряд крайових дислокацій; г - кордон кручення, що складається з гвинтових дислокацій.
Малюнок 1.4. 1 - междоузлие; 2 - вакансія; 3,4 - об'ємні дефекти різного розміру; E ig P, E Vg P, E dg P, E cl P - енергія розчинення атомів газу в междоузлиях, вакансіях, дислокаціях та вакансіонних кластерах; E i D, EVD - енергія активації міжвузольні дифузії і дифузії по вакансіях.
Як випливає з малюнка 1.4., більшість дефектів більш вигідні для розташування домішкових атомів газу, оскільки майже всі вони являють собою зону разупорядочения ідеального кристала, що має меншу щільність в порівнянні з ідеальною гратами і містить у зв'язку з цим вакантні місця, в яких без особливих енергетичних витрат можуть розташовуватися домішкові газові атоми.
. 2 Розчинність гелію в кристалах з дефектами вакансионного типу
Дефекти решітки підрозділяють на рівноважні і нерівноважні. Рівноважні дефекти зобов'язані своїм походженням тих чи інших умов термодинамічної рівноваги, в яких знаходиться кристал, наприклад, вакансії і міжвузольні іони, які утворюються внаслідок власного термічного разупорядочения решітки (дефекти Шотткі і Френкеля).
Дефе? кт по Фре? нкелю (пара Френкеля) - точковий дефект кристала lt;http://ru.wikipedia/wiki/%D0%94%D0%B5%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%8B_%D0%BA%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B0gt;, представляє собою пару, що складається з вакансії lt;http://ru.wikipedia/wiki/%D0%92%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D0%BD%D1%81%D0%B8%D1%8F_%28%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0%29gt; і міжвузольні атома lt;http://ru.wikipedia/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B6%D1%83%D0%B7%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%BCgt; (іона lt; https: //ru.wikipedia/wiki/%D0%98%D0%BE%D0%BDgt;). Утворюється в результаті переміщення атома (іона) з вузла кристалічної решітки в міжвузля, тобто в таке положення, яке в ідеальній решітці атоми (іони) не займають (малюнок 1.5.).
Малюнок 1.5. Дефект по Френкелю в кристалі NaCl.
Дефект по Шо? тткі - вакансія lt;http://ru.wikipedia/wiki/%D0%92%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D0%BD%D1%81%D0%B8%D1%8F_%28%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0%29gt; атома lt; https: //ru.wikipedia/wiki/%D0%90%D1%82%D0%BE%D0%BCgt; (іона lt; https: //ru.wikipedia/wiki/%D0%98%D0%BE%D0%BDgt;) в кристалічній решітці, один з видів точкових дефектів lt;http://ru.wikipedia/wiki/%D0%94%D0%B5%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%8B_%D0%BA%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B0gt; в кристалах lt; https: //ru.wikipedia/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BBgt ;, від дефекту по Френкелю lt;http://ru.wikipedia/wiki/%D0%94%D0%B5%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82_%D0%BF%D0%BE_%D0%A4%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%BA%D0%B5%D0%BB%D1%8Egt; відрізняється тим, що його освіта не супроводжується виникненням міжвузольні атома (іона) (малюнок 1.6.).
Малюнок 1.6. Дефект по Шотткі дві вакансії іонів протилежних знаків в кристалі NaCl.
Існування нерівноважних дефектів обумовлено умовами росту кристалу, це різного роду домішкові атоми, що відрізняються за хімічними властивостями від власних атомів решітки, міжвузольні іони і вакансії, які виконують роль зарядових компенсаторів іновалентних домішок, дислокації. Часто нерівноважні дефекти решітки стабілізуються електричними, магнітними або пружними полями, виникаючими при зростанні кристала, фазових перетвореннях або зовнішніх впливах. За рахунок тільки лише теплового руху ці дефекти не можуть повністю покинути кристал навіть за тривалий проміжок часу. Їх щільність вдається знизити лише шляхом вдосконалення методів отримання та обробки кристалів.
Для отримання розчинності газу в дефектному кристалі розглянемо термодинамічна рівновага газ - дефектний кристал при постійній температурі і тиску.
Тоді повний потенціал Гіббса для розчину газу в кристалі:
(1.1)
де - енергія Гіббса дефектного кристала;
- число атомів, що займають енергетичну позицію;
- число енергетичних позицій, займаних атомами газу;
- зміна потенціалу Гіббса для дефектного кристала при введенні одного атома газу в енергетичну позицію без урахування конфігураційно...
