Дефекты кристаллических решеток

Определение. Дефектами кристаллической решетки называются всякие отклонения от строгой периодичности, которой определяется решетка. Дефекты бывают макроскопическими и микроскопическими. К первым относятся всякого рода трещины, макроскопические пустоты и инородные макроскопические включения в кристаллическую решетку. Вторые обусловлены микроскопическими отклонениями от периодичности. Они бывают точечными и линейными, или дислокациями.

Точечные дефекты. Они бывают трех типов: 1) вакансия, когда в узле решетки отсутствует атом (рис. 4.12); 2) замещение, когда в узле решетки находится атом другого сорта (рис. 4.13); 3) внедрение, когда между узлами, где никаких атомов не должно быть, находится атом (рис. 4.14). Характерной особенностью точечных дефектов является то, что они нарушают лишь ближний порядок в кристаллах, не затрагивая дальнего порядка.

Дислокации. В противоположность точечным линейные дефекты нарушают дальний порядок. Дислокации нарушают правильное чередование атомных плоскостей. Они бывают краевыми и винтовыми. Краевая дислокация сводится к появлению лишней атомной полуплоскости, как бы вдвинутой между атомными плоскостями кристалла (рис. 4.15).

Винтовая дислокация образуется в результате скольжения двух атомных полуплоскостей на один период друг относительно друга, начиная с некоторой линии. На рис. 4.16 показаны атомы решетки в плоскостях, претерпевшие скольжение друг относительно друга. Пунктиром обозначена линия, разграничивающая полуплоскость, испытавшую скольжение, от полуплоскости без скольжения. Дислокации имеют большое значение для механических свойств твердых тел.