点欠陥、線欠陥についてどういうものか教えてください

点欠陥、線欠陥についてどういうものか教えてください

No.2 回答者： kazu0801 回答日時： 2017/07/24 23:47

わかりやすく説明すると、

点欠陥は格子欠陥で結晶構造には存在するもので空間的な繰り返しパターンではないです。
線欠陥は点欠陥が一次元的に連続したもの。 転移とか塑性変形を加えると線欠陥状に表れる。
他には面欠陥とバルク欠陥と呼ばれる欠陥形状があります。

No.1 回答者： むらさめ 回答日時： 2017/07/24 22:44

格子欠陥での点欠陥は、

格子間原子：結晶格子中の本来原子が存在しない場所に無理やりに異原子が入り込んだもの。
空孔：結晶格子中で本来格子を構成する原子がある位置に原子が存在していないもの。
異種原子：結晶格子を構成している原子が異なる原子に置き換わったもの。
電気的欠陥：格子を構成している原子に電荷の過不足がある。

線欠陥は転位があり、主に2種類。
刃状転位:転位とバーガーズベクトルが垂直な転位。転位のない結晶格子中に一面だけ、結晶格子の面を差し込んだ転位。
螺旋転位:転位とバーガーズベクトルが平行な転位。転位線に対して一列ずつずれていく転位。
複合転位:刃状転位と螺旋転移が合わさったもの、通常の塑性加工ではほとんどが複合転位の運動により結晶粒が変形する。
↓Wikiのリンクですが、転位のイメージが掴みにくい図です。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%BB%A2%E4%BD%8D
↓ここの図で描かれている転位の図は材料強度学や金属工学の教科書でよく見る図ですね。
http://ms-laboratory.jp/zai/part2/part2.htm

転位は、結晶格子の格子間のエネルギーや応力を計算した結果、現実の材料の強度が計算値よりも数分の1しかないということから、
オロワンらが考え出したもので1934年に発表されて、その後実在することが確認されました。

材料を強化すること=転位を動き難くすることになるので、
何かの合金元素を添加して格子間原子や異種原子で格子を歪ませ、転位が動くことに抵抗を与え、
加工を行うことで転位を絡ませて転位をやはり動かなくすることが、材料が強化する基本的な考え方になります。
熱処理を行うことも転位や点欠陥の挙動に影響を与えます。