АННОТАЦИЯ
В настоящей книге впервые в мировой литературе дается полное изложение учения о дефектах в твердых телах и о их влиянии на физические свойства, которое часто оказывается основным для характеристик твердых тел, важных для их практического применения.
Подробно рассматриваются как дефекты в металлах (влияние на пластические и электрические свойства, на процессы диффузии, рекристаллизации и др.), так и в неметаллах — полярных, ионных и гомеополярных кристаллах (влияние на электрические и оптические свойства, на процессы деформации, диффузии и т. д.).
Книга рассчитана на широкий круг физиков и инженеров, работающих' в области исследования и применения металлов, сплавов, диэлектриков, полупроводников, ионных кристаллов, магнитных материалов и т. п., а также на преподавателей, аспирантов и студентов соответствующих вузов. Она может служить учебным пособием по физике несовершенных кристаллов.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие редакторов перевода . ... „.................. S .
Предисловие автора........................... 13
Введение ................................ 15
Часть!
ОБЩИЕ СВОЙСТВА ДЕФЕКТОВ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ
Глава 1. Кристалл без дефектов...................... 21
§ 1. Кристаллическая решетка.......г.......... 21
§ 2. Физические свойства..................... 23
§ 3. Колебания решетки .-...................•. 28
§ 4. Электронная структура кристаллов............. 32
Глава 2. Точечные дефекты в кристаллах................. 37
§ 1. Геометрические соображения................ 37
§ 2. Энергия образования точечных дефектов в кристаллах ..... 39
§ 3. Точечные дефекты в термодинамическом равновесии........ 43
§ 4. Образование неравновесных концентраций вакансий и меж- *
узельных атомов.....-. ................ 46
Глава 3. Геометрическое описание дислокаций............... 49
§ 1. Структура дислокаций................... 49
§ 2. Деформации и напряжения вокруг дислокаций ........ 55
§ 3. Взаимодействие между дислокациями............ 58
§ 4. Взаимодействие между дислокациями и точечными дефектами . 61
§ 5. Движение дислокаций.................... 63
§ 6. Образование дислокаций.................. 70
§ 7. Типы дислокаций в различных кристаллических структурах . . 74
Глава 4. Математическая теория дефектов решетки............ 77
§ 1. Введение ........................ . 77
§ 2. Классическая теория упругости ...........,. . . . 77
§ 3. Особые точки в трехмерной задаче.............. 84
• § 4. Особые точки в двумерной задаче............. . 87
§ 5. Континуальная теория дислокаций............. 93
§ 6. Классификация дислокаций в упругом континууме...... 97
г § 7. Сила, действующая на дислокацию............. 99
§ 8. Дефекты в кристаллических твердых телах ........... 100
Часть II
ДЕФЕКТЫ В МЕТАЛЛАХ
Глава 5. Особенности дефектов решетки в металлических кристаллах .... 109
. § 1. Электрическое сопротивление дефектов решетки в металлах . . 109
. § 2. Теплопроводность и дефекты решетки ....'.,...... 112
§ 3. Рассеяние дислокациями рентгеновских лучей и электронов . . , 112
' § 4. Методы'обнаружения дефектов решетки * .......... 113 .
>. ' ' '
Глава 6. Пластическая деформация металлов как результат перемещения
дислокаций...........................•..;. . 118 .
§ 1. Визуальные характеристики пластической деформации .... 118 § 2. Критическое скалывающее -напряжение для скольжения в ме- • таллах и зависимость между напряжением и деформацией (кривая деформации)....................., . . 123
§ 3. Дислокационная теория скольжения............ 126
§ 4. Упрочнение......................ч. . 129
Глава 7. Образование дефектов в процессе пластической деформации ...... 132
§ 1. Источники дефектов в монокристаллах, находящихся под
действием напряжений . .................. 132
Глава 8. Деформационное упрочнение в гранецентрированных кубических кристаллах............................. 139
§ 1. Взаимодействие между дислокациями ............ 139
§ 2. Кривая деформации гранецентрированных кубических монокристаллов .... ..... ............ . . ......... 143
§ 3. Деформационное упрочнение при легком скольжении....." 146
§ 4. Деформационное упрочнение на стадии //.... . . .,..',. . . 148
§ 5. Третья, стадия кривой деформаций. Влияние температуры . , ..; 150 § 6. Деформация при разных температурах. Разупрочнение в процессе деформации........................ 153
Глава 9. Взаимодействие дислокаций с примесями.............. 156
§ 1. Взаимодействие дислокаций .с атомами .примеси ......... 156
§ 2. Величина энергии взаимодействия дислокаций с точечными
дефектами.......................... 162
§ 3. Закрепленные дислокации под действием напряжения. Микрокрип..................... ....... 166
§ 4. Термическое освобождение дислокаций. Задержанное течение 169
Глава 10. Упрочнение сплавов. Старение................. 177
§ 1. Деформационное старение . ................ 177
§ 2. Дисперсионное твердение . . .......'........ 180
§43. Упрочнение в твердых растворах. Влияние упорядочения . . . 183
Глава 11. Отжиг, полигонизация и процессы возврата........... 186
§ 1. Влияние отжига...................... 186 '
§ 2. Полигонизация...................... 187
§ 3. Возврат как термически активируемый процесс . . . . . . . 189
§ 4. Миграция границ зерен..............-..'.'.,- 192
Глава 12. Ползучесть.......................... 193
§ 1. Введение ......................... 193
§ 2. Неустановившаяся ползучесть............... . . 194
§ 3. Установившаяся ползучесть.............,...' 197
§ 4. Ползучесть в почти совершенных неметаллических кристаллах 199
§5. Ползучесть по границам зерен и вакансионная ползучесть .. . . 199-
Глава 13. Особые случаи пластической деформации металлов ......... 203*
§ 1. Эффект Баушингера . ............. ........ 203
§ 2. Влияние размеров и поверхности . ......... . . . . 207
§3. Пластическая деформация в поликристаллических металлах 208
§ 4. Деформация посредством механического двойникования . . . 212
§ 5. Изгибы и^бросы при деформации............. 216
Глава 14. Образование точечных дефектов в неравновесных условиях .... 218
§ 1. Возникновение дефектов при пластической деформации . . . 218
§ 2. Возникновение точечных дефектов при облучении...... 218
§ 3. Возникновение дефектов при закалке............ 232
Глава 15. Влияние дефектов решетки на физические свойства металлов . • • 237
§ 1. Электрическое сопротивление................ 237
§ 2. Теплопроводность решетки................. 245
§ 3. Энергия, запасаемая при наклепе, облучении и закалке . . 249
§ 4. Изменение объема и параметра решетки.......... 249
§ 5. Термический возврат эффектов, вызванных дефектами решетки 250 § 6. Влияние облучения быстрыми частицами и закалки на механические свойства металлов.......;<....... 257
Глава 16. Влияние дефектов решетки на физические свойства кристаллов 261
§ 1. Ядерный магнитный резонанс в несовершенных кристаллах . . 261
§ 2. Дифракция рентгеновских лучей на дефектах решетки .... 266
§ 3. Особые случаи рентгеновского рассеяния......... 275
§ 4. Дифракция нейтронов на дефектах решетки.......' . 279
§ 5. Дислокации и магнитные свойства............. 284
Глава 17. Внутреннее трение в металлах.................. 287
§ 1. Механизмы внутреннего трения.............. 287
§ 2. Экспериментальное изучение внутреннего трения...... 295
§ 3. Выводы.......................... 331
Глава 18. Диффузия в кристаллах.................... 332
§ 1. Феноменологическая теория диффузии .......... 332
§ 2. Атомная теория диффузии................. 334
§ 3. Влияние давления и температуры............. 340
§ 4. Эффект' Киркендолла................... 342
§ 5. Диффузия по границам зерен............... 346
§ 6. Ускорение диффузии за счет неравновесных точечных дефектов и вдоль отдельных дислокаций............ 352
Глава 19. Границы зерен . . . .'..................... 356
§ 1. Геометрия границ зерен.................. 356
§ 2. Энергия дислокационных границ зерен.......... 361
§ 3. Движение дислокационных границ зерен.......... 364
§ 4. Болыпеугольные границы зерен.............. 364
§5. Взаимодействие границ зерен с другими дефектами решетки . . 365 § 6. Особые типы границ зерен; субграницы; когерентные и полукогерентные границы.........•.......... 368
Глава 20. Рекристаллизация и рост зерен ................ 370
§ 1. Феноменология...................... 370
§ 2. Зарождение и рост зерен (формальная теория)....... 375
§ 3. Рекристаллизация и возврат............... 377
§.4.-Текстуры рекристаллизации............".... 379
Глава 21. Фазовые превращения и распад......'.......... 383
§ 1. Фазовые превращения................... 383
§ 2. Образование двойников отжига и мартенситные превращения 383
§ 3. Превращения, обусловленные диффузией......... 389
Глава 22. Усталость и разрушение.................... 396
§ 1. Усталость.......................... 396
§ 2. Разрушение . "....................... 400
§ 3. Интеркристаллитное разрушение.............. 405
Глава 23. Рост и дефекты кристаллов.................. 407
§ 1. Рост кристаллов с точки зрения теории дислокаций .... 407
§ 2. Особые случаи роста................... 411
Часть III ДЕФЕКТЫ в НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ
Глава 24. Основные свойства дефектов в ионных кристаллах........ 417
§ 1. Различие между дефектами в металлах и неметаллах .... 417
§ 2. Точечные дефекты в ионных кристаллах.......... 418
§ 3. Равновесие точечных дефектов в ионных полупроводниках . . 420
§ 4. Диффузия и ионная проводимость............. 428
§5. Дислокации в ионных кристаллах............ 430
§ 6. Электронная проводимость и центры окраски........ 433
Глава 25. Дефекты решетки и электрические свойства ионных кристаллов . . 436
§ 1. Собственная ионная проводимость............. 436
§ 2. Дислокации и ионная проводимость.............. 437
§ 3. Примесная проводимость.................. 440
§ 4. Диффузия......................... 444
Глава 26. Оптические свойства ионных кристаллов с дефектами...... . 448
§ 1. Центры окраски в щелочногалоидных соединениях..... 448
§ 2. Фотопроводимость..................... 456
. § 3. Фотолитическое окрашивание галоидных соединений серебра 457
Глава 27. Пластическая деформация и облучение ионных кристаллов .... 459
§ 1. Общее рассмотрение................... 459
§ 2. Эффект Иоффе и поверхностные источники ......... 462
§ 3. Взаимодействие дислокаций и точечных дефектов...... 463
§ 4. Оптическое поглощение и пластическая деформация (кроме
центров окраски)..................... 467
§ 5. Действие электронного и нейтронного облучения на ионные
кристаллы.....,............. . . . л . 470
Глава 28. Электрические свойства гомеополяраых элементарных полупроводников (германий и кремний).................. 472
§ 1. Электропроводность...................,. 472
§ 2. Влияние дислокаций на электрические свойства германия и
кремния............,........'„..... 479
§ 3. Влияние точечных дефектов................ 482
Глава 29. Дислокации и другие дефекты в гомеополярных кристаллах со структурой алмаза........................... 484
§ 1. Дислокации в кристаллах со структурой алмаза ...... 484
§ 2. Точечные дефекты в структуре алмаза........... 492
Гяава 30. Пластическая деформация и облучение материалов со структурой
япмняя.
пяп.пгаплтп
81. иощие представления о пластических свойствах гомеополяр-
L . ных кристаллов .. ,..................... 494
§ 2. Деформация германия при низких и средних температурах . . 496
§ 3. Дислокации, линии скольжения и ямки травления..... 500
§ 4. Деформация при высоких температурах. Термические напряжения.......................... 501
§ 5. Дислокационная теория пластического течения почти совер-
-^пенных кристаллов...................... 502
§ 6. Механическое двойникование в решетке алмаза ....... 509
§ 7. Пластическая деформация и электрические свойства германия
и кремния . -....................... 511
§ 8. Облучение и закалка материалов со структурой алмаза . . . 518
Глава 31. Диффузия дефектов и внутреннее трение в германии и кремнии . . 521
§ 1. Диффузия в германии и кремнии............. 521
§ 2. Выпадение меди и никеля в германии........... 522
§ 3. Диффузия и дислокации.................. 528
§ 4. Внутреннее трение в германии и кремнии......... 529
Литература........................... 532
Англо-русский словарь некоторых терминов теории дефектов в кристаллах . . 565
Именнной указатель............................ 567
Предметный указатель.............'\............. 572
Цена: 600руб.
