Дефекты кристаллического строения металлов

Начиная с середины 30-х годов 20 века, стал быстро возрастать интерес к отступлениям от правильного кристаллического строения, к разного рода дефектам решётки. Накапливалось всё больше данных, свидетельствующих о том, что эти дефекты оказывают решающее влияние на прочность и пластичность металлов и сплавов, а также на многие другие свойства. Представления о дефектах в металлических кристаллах, которые раньше были гипотетическими или формировались на основе чисто теоретических анализов и косвенных фактов, теперь получили прямое экспериментальное подтверждение. Были получены изображения вакансий, межузельных атомов или отдельных атомных слоёв в области дислокаций.

Для металловедения наиболее существенно то, что стало возможно экспериментально определить количество и расположение разного типа дефектов непосредственно в промышленных сплавах, получить появление, исчезновение дефектов при литье, обработке давлением, термообработке и эксплуатации изделий. Это не только позволило глубже понять поведение металлических материалов в разных условиях обработки и эксплуатации, но и открыло новые возможности для целенаправленного формирования оптимальной структуры, обеспечивающей заданные свойства материала.

Без использования представлений о дефектах в реальных металлах кристаллитов немыслимо изучать пластическую деформацию металлов и сплавов, упрочнение, разрушение, рекристаллизацию и др.

Дефекты кристаллического строения подразделяют по геометрическим признакам на точечные, линейные, поверхностные и объёмные.

Точечные дефекты малы во всех трёх измерениях. Их размеры не больше нескольких атомных диаметров. К точечным дефектам относятся вакансии, межузельные атомы, примесные атомы и их комплексы.

Линейные дефекты имеют атомные размеры в двух измерениях, а в третьем измерении они значительно большего размера, которые могут быть соизмеримы с размерами кристалла. К линейным дефектам относятся дислокации, дисклинации, цепочки вакансий, цепочки межузельных атомов.

Поверхностные дефекты малы только в одном измерении (толщина). К ним относятся границы зёрен, границы субзёрен и двойников, дефекты упаковки, границы доменов в сверхструктуре.

Точечные, линейные и поверхностные дефекты являются микроскопическими дефектами хотя бы в одном измерении, их протяжённость измеряется атомными диаметрами. В отличие от них, объёмные дефекты в атомном масштабе являются макроскопическими.