1. ความบกพร่องในผลึก

download report

Transcript 1. ความบกพร่องในผลึก

 ความบกพร่องในผลึก
่
 การเปลียนของรู
ปโลหะ
 การคืนตัว
 การเกิดผลึกใหม่
 การเติบโตของผลึก
1. ความบกพร่องในผลึก
(Defect in Crystals)
1.1 ความบกพร่องในลักษณะจุด (Point
Defect)
1.2 ความบกพร่องแบบซอตต ์กี (Schottky
Defect)
1.3 ความบกพร่องแบบเฟรนเคล (Frenkel
Defect)
1.4 ความบกพร่องในลักษณะแนวเส ้น (Line
1.1 ความบกพร่องในลักษณะจุด
(Point Defect)
• Vacancy
รูป ลักษณะความบกพร่องของผลึกใน
ลักษณะจุดว่าง
1.1 ความบกพร่องในลักษณะจุด
(Point
Defect) - ต่อ Impulity Atom
• Substitutional
• Interstitial Impulity Atom
1.2 ความบกพร่องแบบซอตต ์กี
(Schottky Defect)
1.3 ความบกพร่องแบบเฟรนเคล
(Frenkel Defect)
1.4 ความบกพร่องในลักษณะแนวเส ้น
(Line Defect)
• Edge Dislocation
รูป ลักษณะความ
บกพร่องแบบ
Edge Dislocation
รูป ลักษณะความบกพร่อง
แบบ Edge Dislocation ซึง่
มองจากด ้านหน้า
1.4 ความบกพร่องในลักษณะแนวเส ้น (Line
Defect)
- ต่Dislocation
อ
• Screw
รูป ลักษณะการเกิด Screw
่
2. การเปลียนของรู
ปโลหะ
่
่
(Deformation)
การเปลียนแปลงรู
ปร่างเกิดจากการเลือนไหล
้
(Slip) ระหว่างชันของอะตอม
และการ Twinning ซึง่
่ ดการ Twin นั้นจะถูกผลักให ้เคลือนที
่
่
กลุม
่ อะตอมทีเกิ
ไป จนระยะห่างระหว่างอะตอมอาจจะผิดไปจากเดิม และ
่
่
้นเรียกว่า
ระนาบทีอะตอมถู
กผลักให ้เคลือนออกไปนั
Twinning Plane
่
รูป ลักษณะการเลือนไหลในผลึ
กของ
โลหะ
่
2. การเปลียนของรู
ปโลหะ
(Deformation) - ต่อ
รูป ลักษณะของ Twin Plane และการ
จัดเรียงตัวของอะตอมจนเกิดแถบดาสลับ
ขาว
่
2. การเปลียนของรู
ปโลหะ
(Deformation)
ต่
อ
่
• Twinning จะเกิดเมือโลหะมีโครงสร ้างเป็ นแบบ
Body-Center และ Hexagonal ClosePacked
่ โครงสร ้างผลึกแบบ Face-Center
• โลหะทีมี
่ านการขึนรู
้ ป
Cubic จะเกิด Twinning ได ้เมือผ่
เย็น (Clod Working) และการอบอ่อน
(Annealing) แล ้ว
• ตัวอย่างได ้แก่ สังกะสี ดีบุก และเหล็ก เป็ นต ้น
่
2. การเปลียนของรู
ปโลหะ
(Deformation) - ต่อ
่ ด
รูป ลักษณะโครงสร ้างของโลหะทีเกิ
การ Twin
(ก)เหล็ก (ข) สังกะสี และ (ค)ทองผสม
เงิน
่ ณหภูมิ 100 - 200 ° C จะช่วยให ้
1)
อบโลหะที
อุ
3. การคื
น
ต
ัว
ความเครียดภายในหมดไป
่ ณหภูมใิ นการอบขึนเป็
้ น 200 - 450 ° C
2) เพิมอุ
โครงสร ้าง มาร ์เทนไซต ์ จะสลายเป็ นเฟอร ์ไรต ์ และซี
เมนไทต ์ จะแยกตัวออกมาเป็ นจุดกลมเล็ก ๆ กระจาย
้
อยูใ่ นเนื อโลหะ
เรียกว่า Secondary Troostite
่ ณหภูมใิ นการอบขึนเป็
้ น 450 - 650 ° C จุด
3) เพิมอุ
กลมเล็ก ๆ ของซีเมนไทต ์จะรวมตัวเป็ นก ้อนกลม
่
้
ใหญ่ขน
ึ ้ ทาให ้การเลือนไถลระหว่
างชันของผลึ
กเกิด
่ ดขึนนี
้ เรี
้ ยกว่า ซอร ์ไบต ์
ได ้ง่ายขึน้ โครงสร ้างทีเกิ
(Sorbite)
4) โครงสร ้าง Secondary Troostite และ ซอร ์ไบต ์
รวมกันเรียกว่า Tempered Martensite
4. การเกิดผลึกใหม่
• โลหะในสภาพหลอมละลาย อนุ ภาคของโลหะ
่
่ ต
่ ณหภูมิ
จะเคลือนที
อยู
่ ลอดเวลา และเมืออุ
่
่
ของอนุ
ภาคจะลดความเร็ว
ลดลงการเคลือนที
ลง จนอนุ ภาคเข ้าใกล ้กันและดึงดูด
กัน กลายเป็ น นิ วเคลียส
• หลังการเย็นตัว นิ วเคลียสจะขยายตัว
กลายเป็ นผลึก (Crystal) เล็ก ๆ และโตขึน้
่ ยกว่า เกรน
จนกลายเป็ นผลึกใหญ่ ซึงเรี
่
(Grains) แล ้วเมือเกรนชนกั
บเกรน
ข ้างเคียง จะเกิดขอบเกรน (Grain
Boundary) ขึน้
4. การเกิดผลึกใหม่ - ต่อ
้
รูป ลาดับขันการแข็
งตัวของ
โลหะ
5. การเติบโตของผลึก
่
่ ้นการตกผลึก แล ้วผลึกก็จะโต
เริมจากมี
จด
ุ เริมต
้
่ ้นไปในทุกทิศทาง ในขณะเดียวกัน
ขึนจากจุ
ดเริมต
่ ้นใหม่ ๆ ก็จะเกิดขึน้ นาโลหะทั
้
้
จุดเริมต
งหมดก็
จะ
่
่
กลายเป็ นผลึกหรือเกรน ซึงจะเกิ
ดมีขอบคันระหว่
าง
ผลึก เรียกว่า ขอบผลึกหรือขอบเกรน(Grain
Boundary)
รูป ลักษณะการเติบโต
ของผลึก