Дефекты упаковки. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Дефекты упаковки - ошибки в порядке чередования плотноупакованных плоскостей кристалла. Атомные структуры ряда кристаллов можно представить в виде плотных шаровых упаковок. На рис. а представлен двумерный плотноупакованный слой шаров одинакового размера; второй такой слой можно расположить над первым двояко: шары укладываются в лунках типа В (упаковки типа AB)либо в лунках типа С (типа AC; рис., б). Третий слой можно расположить либо так, чтобы центры его шаров помещались над центрами шаров А, либо в лунках типа С. В первом случае получим двухслойную упаковку ABAB..., во втором - трёхслойную ABCABC... (4-й слой располагается над 2-м либо над 1-м и т. д.). Первый тип упаковки реализуется в гексагональных плотноупакованных (ГПУ) структурах (Mg, Zn,

-Со), второй - в кубич. металлах (Ag, Au,

-Со) с гранецентрир. решёткой (ГЦК), а также в полупроводниках (Ge, Si, GaAs, PbS и т. д.).

Рис. а - плотнейшая упаковка шаров в плоском слое, А - центр шара; б - два плотноупакованных слоя шаров (AC).

В идеальных кристаллах все плотноупакованные слои (плоскости) расположены в строгом порядке, образуя периодич. последовательности. Однако в реальных кристаллах часто (особенно при пластич. деформации, фазовых переходах или в процессе роста) возникают ошибки в расположении слоев, напр. вместо последовательности ABCABC... может образоватьея последовательность ABCBCABC...; здесь из периодич. структуры удалена одна из плоскостей типа А, такой дефект наз. Д. у. вычитания. Обратный случай, когда в последовательность плоскостей вставляется лишняя плоскость, называется Д. у. внедрения

или двойным Д. у. (можно считать, что изъято две плоскости). В гексагональной двухслойной упаковке простой Д. у. выглядит как

, двойной Д. у.- как

Д. у. могут образоваться в результате неоднородного распределения вакансий (Д. у. вычитания) либо межузелъных атомов (Д. у. внедрения). В этих случаях Д. у. не выходят на боковую поверхность кристалла, а обрываются внутри его. При этом края Д. у. образуют линейные дефекты ,наз. частичными дислокациями. Д. у. вычитания может образоваться и при сдвиге одной части кристалла (напр., верхней) относительно нижней. Действительно, если все атомы (типа В) верх. слоя (и всех вышележащих) сместятся в положение С, то вместо последовательности ABCABC ABC... получим (при перемещении слоя В в положение С расположенные на нём слои также перемещаются: С - -А; А - - В). Для получения двойного Д. у. необходимо произвести 2 последоват. сдвига:

Так образуются Д. у. в процессе пластич. деформации и при фазовых превращениях.

При образовании Д. у. в кристаллах как бы возникают области не свойственной им структуры. Так, в случае Д. у. вычитания

в кубич. кристалле оказываются 4 слоя (BCBC), уложенных по закону гексагональной упаковки. Это приводит к увеличению энергии кристалла на небольшую величину, наз. энергиейД. у. Очевидно, что чем меньше энергия

Д. у., тем больше вероятность их образования (табл.).

Д. у. тесно связаны с двойникованием кристалла. Так, если Д. у. образуются между каждой парой плоскостей в одной из половин ГЦК-кристалла, то это эквивалентно образованию пары двойников с плоскостью двойникования, проходящей, напр., по слою С: . Простой Д. у. вычитания можно рассматривать как пару параллельных и прилегающих плоскостей двойникования

, представляющих собой двойниковую прослойку мин. толщины. Д. у. дают на электронных микрофотографиях характерный контраст в виде чётких прямолинейных полос (если они нормальны к поверхности фольги) либо в виде светлых (Д. у. вычитания) или тёмных (Д. у. внедрения) пятен.

Литература по дефектам упаковки

Знаете ли Вы, что такое "усталость света"?
Усталость света, анг. tired light - это явление потери энергии квантом электромагнитного излучения при прохождении космических расстояний, то же самое, что эффект красного смещения спектра далеких галактик, обнаруженный Эдвином Хабблом в 1926 г.
На самом деле кванты света, проходя миллиарды световых лет, отдают свою энергию эфиру, "пустому пространству", так как он является реальной физической средой - носителем электромагнитных колебаний с ненулевой вязкостью или трением, и, следовательно, колебания в этой среде должны затухать с расходом энергии на трение. Трение это чрезвычайно мало, а потому эффект "старения света" или "красное смещение Хаббла" обнаруживается лишь на межгалактических расстояниях.
Таким образом, свет далеких звезд не суммируется со светом ближних. Далекие звезды становятся красными, а совсем далекие уходят в радиодиапазон и перестают быть видимыми вообще. Это реально наблюдаемое явление астрономии глубокого космоса. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.


Вещество	Al	Fe₃Al	Со	Ni	Cu	Cu₃Zn	Ag	Si	Графит	AlN
эрг/см²	170	500	20	150	40	7	25	40-50	0,51	4