1. Zgniot – zmiany własności fizycznych i mechanicznych metalu lub stopu wywołane jego odkształceniem plastycznym na zimno, tzn. poniżej ok. 0,4Ttop. Zmiany w strukturze metalu po zgniocie: są związane z wprowadzeniem defektów sieci gł. punktowych i liniowych, a w przypadku bliźniakowania także powierzchniowych. Ze wzrostem stopnia odkszt. zwiększa się gęstość tych defektów i ulega zaburzeniu periodyczny układ at. w sieci. Jednocześnie pola naprężeń defektów wzajemnie na siebie oddziałują, co powoduje umocnienie. Defekty zwiększają ilość zmagazynowanej energii odkształcenia w materiale i powodują jego przejście w stan metastabilny, odchylony od stanu równowagi. Miarą zgniotu jest stopień odkształcenia(względne odkszt) wyrażony w % lub rzeczywiste(logaryt) odkszt. Względne odkszt. może być określane w dwojaki sposób: albo jako względne wydłużenie e=(Dl/l0)100% lub względna redukcja przekroju e=(DS/S0)100% gdzie: Dl,DS-przyrost dł. lub wielkość redukcji przekroju, l0,S0-dł i przekrój początkowy. Odkształcenie rzeczywiste: ,gdzie l1-dł,końcowa lub chwilowa. Zgniot zwiększa twardość i Rm oraz gr. plast., a zmniejsza wł. plast.: wydłużenie i przewężenie. Wpływa na te wł. fiz., które są zależne od defektów punktowych: zmniejsza przewodność elektryczną i zwiększa rezystywność, a w ferromagnetykach podwyższa koercję. Zmniejsza także nasycenie i przenikalność magnetyczną. Gł. czynnikiem powodującym umocnienie materiału w wyniku zgniotu jest wzrost gęstości dyslokacji, powoduje to zmniejszenie odl. między dyslokacjami, wzrastają przy tym siły wzajemnego oddziaływania między nimi i następuje wzajemne blokowanie ich ruchu. Skutkiem tego jest umocnienie(wzrost HB i Rm).
Rekrystalizacja-Istotą rekr.(pierwotnej) jest zarodkowanie w zgniecionym materiale nowych, nieodkształconych ziarn i ich rozrost, aż do całkowitego pochłonięcia obszarów zdefektowanych. Proces ten zachodzi w temp. wyższej niż zdrowienia, zwanej temp. rekr. Własności materiału po rekryst .są w przybliżeniu takie same jak przed zgniotem. Temp. rekryst. jest to temp. oddzielająca zakres zdrowienia od zakresu rekrystalizacji. Zależy od: temp. top: Tk=0,4Ttop , czystości materiału: Tr/Ttop=k, dla czystych pierw: k=0,1-0,2; dla kompozytów: k=0,8, wraz ze wzrostem zmagazynowanej en. odkszt. Tk spada; im większe ziarna tym Tk jest wyższa; im wyższa Tk tym krótszy czas.
Mechanizm rekrystalizacji: zachodzi ona przez zarodkowanie nowych, nieodkształconych ziarn i ich rozrost, proces ten zachodzi całkowicie w stanie stałym, siłą napędową jest dążenie do obniżenia zmagazynowanej en. odkszt. Zarodki nowych ziarn powstają w miejscach o dużej koncentracji energii (stare granice ziarn, przecięcia bliźniaków) i rozrastają się, aż do zetknięcia.
Wielkość ziarna po rekrystalizacji: zarówno szybkość tworzenia zarodków nowych ziarn Vz, jak i szybkość ich wzrostu Vw zwiększają się ze wzrostem stopnia zgniotu, z tym że czynnikiem kontrolującym jest szybkość zarodkowania. Jeśli jest mała to ziarno jest duże, jeśli natomiast duża to ziarno jest drobne.
Zgniot krytyczny(zkr)- niewielki zgniot (3-10%) po którym wielkość ziarna po rekrystalizacji jest max. Powodem tego jest mała liczba zarodków powstających po takim zgniocie. Ponieważ struktura gruboziarnista jest na ogół niepożądana, należy unikać przy obróbce plastycznej metali i stopów odkształceń w zakresie zkr.
Wtórna rekrystalizacja: zwana także anormalnym lub przyspieszonym rozrostem ziarn, polega na szybkim rozroście niektórych ziarn kosztem ziarn sąsiednich. Rozpoczyna się po zakończeniu pierwotnej rekr. w momencie, gdy nastąpi znaczne zróżnicowanie wielkości ziarn, tzn. gdy niektóre ziarna osiągną wielkość ok. dwa razy większą od ziarn sąsiednich. Sprzyja temu rozpuszczanie wydzieleń obcych faz, co umożliwia selektywny rozrost niektórych ziarn.
Zarodkowanie: W przemianach fazowych opiera się na prawach termodynamiki. Aby powstał zarodek nowej fazy, musi zostać utworzona granica międzyfazowa, mająca określoną energię proporcjonalną do powierzchni zarodka. Energii tej musi dostarczyć układ. Z drugiej strony przemiana może zachodzić tylko wtedy, gdy energia swobodna fazy wyjściowej jest większa niż fazy powstającej i w układzie wyzwala się energia, której wielkość jest proporcjonalna do obj. zarodka. Ta wyzwolona energia zostaje zużyta na wytworzenie powierzchni międzyfazowej i na zrównoważenie energii odkszt. spręży. Okazuje się że ze wzrostem zarodka początkowo bilans energetyczny przemiany jest ujemny. Jednakże od pewnej wielkości zarodka (zwanej krytyczną rk ) bilans staje się dodatni. Jeśli w wyniku fluktuacji cieplnej w danym miejscu sieci zostanie dostarczona energia wystarczająca do powstania zarodka o wielkości nadkrytycznej, to taki zarodek jest trwały i może rozrastać się bez przeszkód. W przeciwnym razie zarodek jest nietrwały i ulega rozpuszczeniu. Zarodkowanie może być homogeniczne, kiedy do jego zajścia wymagane są tylko fluktuacje energii w ośrodku i heterogeniczne, jeśli obiektem zarodkowania są nierozpuszczone cząstki dobrze zwilżone przez nowo powstającą fazę. Zarodkowanie heterogeniczne zachodzi łatwiej niż homogeniczne. Czynniki wpływające na szybkość zarodkowania: - wielkość przechłodzenia (przegrzania) w stosunku do temp. równowagowej współistnienia faz (wyjściowej i nowej)
Zdrowienie: I stadium przemian materiału poddanego zgniotowi, które obejmuje wszystkie zmiany z wyj. powstawania nowych, wolnych od defektów, ziarn. Zachodzi poniżej Tk. Obejmuje zanik defektów pkt. i naprężeń, a w metalach o dużej energii BU także porządkowanie dyslokacji zwane poligonizacją.
W wyniku zdrowienia zmieniają się wł. fiz., które są uzależnione od obecności def. pkt., a więc oporność elektryczna i koercja. W metalach o dużej EBU, w których zachodzi poligonizacja, następuje zmiana wł. mech.: spadek wytrzymałościowych i wzrost plastycznych. Wł. wytrz. ulegają także obniżeniu w wyniku rozrostu podziarn.
Poligonizacja – zwana także wysokotemperaturowym zdrowieniem, polega na przegrupowaniu dyslokacji do konfiguracji o mniejszej energii. Siłą napędową tego procesu jest zmniejszanie energii, które następuje dzięki kompensowaniu się pól naprężeń przeciwnego znaku. Poligonizacja może także zachodzić w materiałach polikrystalicznych (o dużej EBU) po złożonych sposobach odkształcenia( walcowanie, kucie, wyciskanie). Polega ona wtedy na przekształceniu się komórkowych układów dyslokacji w granice ziarn małego kąta. Przy dużych stopniach odkszt. i niskich temp. wyżarzania sploty dyslokacji mogą się od razu przekształcić w granice ziarn dużego kąta, co nazywamy rekrystalizacją „in situ”. Zdrowienie jest procesem kontrolowanym przez szybkość samodyfuzji. Z tego powodu temp. odgrywa w tym przypadku istotną rolę. Im niższa jest temp. zdrowienia tym wolniej maleje szybkość uwalniania zmagazynowanej energii odkszt. z czasem i tym większy jest ułamek resztkowego zgniotu pozostałego w materiale.
Dynamiczne zdrowienie i rekrystalizacja – są to procesy, które przebiegają przy stałej (w przybliżeniu) sile napędowej. Jest to możliwe dzięki temu, że zachodzą one jednocześnie z odkształceniem lub z niewielkim opóźnieniem, co występuje podczas obróbki plast. na gorąco, np. walcowania. Przebieg tych procesów zależy od wielu czynników zarówno zew. tj. parametrów odkszt: temp, st. zgniotu, szybkości odkszt jak i wew., związanych z wł. materiału, gł. EBU
Odkształcenie plastyczne: Zmiana zewn. kształtu metalu pod wpływem działania sił zew bez dekohezji tj. pęknięć i rozwarstwień. Są dwa mechanizmy odk plast. metali, które nazywamy odkształceniem przez poślizg i bliźniakowanie.
Poślizg: polega na ślizganiu się fragmentów kryształu wzdłuż określonych płaszczyzn krystalograficznych zwanych pł. poślizgu. Poślizg następuje w wyniku ruchu dyslokacji. Powodują one zaburzenia w periodycznym układzie atomów i sprawiają , że poślizg jest wówczas ułatwiony. Warunkiem poślizgu jest, aby wektor Burgersa leżał w pł. najgęściej obsadzonej atomami i był równoległy do kierunku najgęstszego ułożenia. Drugim warunkiem jest aby naprężenie styczne (minimalne naprężenie działające w kierunku poślizgu i pł. poślizgu działające w określonej pł.) i kierunku poślizgu było większe od krytycznego naprężenia stycznego. Linia poślizgu to ślad przecięcia się aktywnej pł. poślizgu z powierzchnią próbki. Linie poślizgu pod małym powiększeniem zlewają się w pasma poślizgu. System poślizgu to kombinacja pł. i kierunku poślizgu. W sieci A1 pł. poślizgu jest {111} i jest ich cztery a kierunkiem poślizgu jest <111> i jest ich sześć. Systemów poślizgu jest więc {111}*<111> jest dwanaście.
Bliźniakowanie: polega na nagłym, poślizgowym odkształceniu zachodzącym w małym, ale ściśle ograniczonym przez granice bliźniacze obszarze sieci. Następuje przez zarodkowanie i rozrost zarodków. Największe znaczenie odgrywa przy odkształceniu metali o sieci A3. Warunkiem odkształcenia jest działanie naprężenia stycznego równoległego do kierunku zbliźniaczenia o wielkości koniecznej do powstania zarodków bliźniaków.
Poślizg a bliźniakowanie:
1. Przy poślizgu orientacja wzajemnie przemieszczających się części kryształu nie ulega zmianie, natomiast po utworzeniu bliźniaka jego orientacja jest różna od osnowy kryształu i w konsekwencji powstają granice bliźniacze.
2. Przy poślizgu przemieszczenie atomów zachodzi w jednej pł., a przy bliź. natomiast w wielu pł. równoległych do pł. bliźniaczej.
3. odkształcenie postaciowe przy bliź. jest znacznie większe niż przy poślizgu.
4. naprężenie konieczne do wywołania poślizgu jest znacznie mniejsze niż do bliź.
· Przemiana perytektyczna przebiega zgodnie ze wzorem . Oznacza to, że przy chłodzeniu ferrytu o składzie punktu H (0,09% C) reaguje z roztworem ciekłym o składzie punktu B (0,53% C), w wyniku czego otrzymujemy austenit o składzie J(0,17% C). Przemiana ta zachodzi w stopach o składach pomiędzy punktami H i B
· Przemiana eutektyczna przebiega zgodnie z równaniem co oznacza, że przy chłodzeniu roztwór ciekły o składzie punktu C (4,3% C) ulega rozkładowi na mieszaninę eutektyczną austenitu o składzie punktu E i cementytu zwaną ledeburytem. Przemiana ta zachodzi tylko w stopach o zawartości węgla wyżej od punktu E (2,11% C).
· Przemiana eutektoidalna przebiega zgodnie z równaniem . Oznacza to, że przy chłodzeniu austenit o składzie punktu S (0,77% C) ulega rozkładowi na mieszaninę eutektoidalną ferrytu o składzie punktu P (0,0218% ) i cementytu zwaną perlitem. Przemiana ta występuje we wszystkich stopach o zawartości węgla powyżej punktu P.
· Ferryt jest roztworem stałym, międzywęzłowym węgla w żelazie a. Powstaje przez wchodzenie atomów węgla do luk oktaedrycznych, które są spłaszczone, i tetraedrycznych. Fakt, że średnica atomu węgla jest większa od średnicy luk powoduje, że rozpuszczalność węgla jest mała i nie przekracza 0,022%. Ferryt jako oddzielny składnik strukturalny występuje w stalach podeutektoidalnych - tzw. ferryt przedeutektoidalny, ale wchodzi również w skład perlitu i ledeburytu przemienionego. Ze względu na małą zawartość węgla własności ferrytu niewiele różnią się od własności czystego żelaza a i tak Rm = ok. 300 MPa, 80 HB, A10= 40%, KC = ok. 1800 kJ/m2. Na zgładach metalograficznych jest widoczny jako jasny składnik. Ferryt przedeutektoidalny występuje w postaci oddzielnych ziarenek na przemian z ziarnami perlitu lub na granicach ziaren perlitu. Ferryt d jest roztworem stałym węgla w wysokotemperaturowej odmianie żelaza a. Wykazuje on większą rozpuszczalność węgla niż ferryt a (do 0,09°/n), ma również większy parametr sieci niż ferryt a.
· Austenit jest roztworem stałym, międzywęzłowym węgla w Fe-g o maksymalnej rozpuszczalności węgla 2,11%. Większa rozpuszczalność węgla wiąże się z kulistym kształtem luk oktaedrycznych. Ze względu na typ sieci A1 ma największą gęstość spośród wszystkich faz układu. W warunkach równowagi nie może istnieć poniżej temperatury 727°C . Wprowadzenie pierwiastków austenitotwórczych (np. Mn, Ni) obniża zakres istnienia austenitu do temperatury pokojowej. Własności mechaniczne austenitu w temperaturze pokojowej są następujące: Rm = ok. 700-800 MPa, Re = ok. 250 MPa, ok. 200 HB, A10 = 40-60%, KC = ok. 2000=3000 kJ/m2. W próbie rozciągania odkształca się równomiernie (nie tworzy się szyjka). Na zgładach metalograficznych występuje jako składnik z charakterystycznymi, prostoliniowymi granicami bliźniaczymi.
· Perlit jest eutektoidem o zawartości 0,77°/o C. Powstaje w wyniku przemiany eutektoidalnej, która zachodzi w temp. 727°C. Jest zbudowany na przemian z płytek ferrytu i cementytu o stosunku grubości 7:1. Dyspersja perlitu (tzn. odległość między płytkami) jest odwrotnie proporcjonalna do wielkości przechłodzenia względem temperatury 727°C. Własności mechaniczne perlitu zależą od jego dyspersji tzn. wytrzymałość i twardość rosną ze wzrostem stopnia dyspersji i wynoszą: Rm = ok. 700-800 MPa., Re= ok. 400 MPa., ok.180-220 HB, A10 = ok. 8%, KC = ok. 400kJ/m2. Pod mikroskopem przy małych powiększeniach, po trawieniu nitalem perlit przybiera wygląd szarych, perlistych obszarów, co było podstawą jego nazwy. Przy większych powiększeniach widoczna jest wyraźnie budowa płytkowa. Perlit jest składnikiem strukturalnym stali i surówek podeutektycznych białych i surówek szarych perlitycznych. Niekiedy perlitem kulkowym nazywa się strukturę złożoną ze sferoidalnych wydzieleń cementytu na tle ferrytu. Strukturę taką uzyskuje się w wyniku długotrwałego wyżarzania stali eutektoidalnych lub nadeutektoidalnych. Ostatnio częściej jest stosowana nazwa cementytu kulkowego lub sferoidytu.
· Cementyt jest węglikiem żelaza (Fe3C) o strukturze rombowej. Zawiera 6,67% mas. węgla (25% at.). Ze względu na znaczny udział wiązania metalicznego ma własności metaliczne. Punkt Curie cementytu występuje w temp. 210°C. Jego gęstość jest mniejsza niż żelaza i wynosi 7,68 g/cm3. Temperatura topnienia (obliczona) 1227°C. Atomy żelaza mogą być zastępowane w cementycie atomami Cr, Mn i Mo, a atomy węgla atomami azotu. W ten sposób powstaje tzw. cementyt stopowy lub azotowy. Cementyt jest składnikiem bardzo twardym może rysować szkło (700 HB), ale zarazem kruchym. W stopach żelaza z węglem może występować w różnych składnikach strukturalnych, albo w postaci oddzielnych wydzieleń np. cementyt pierwotny, wtórny, trzeciorzędowy, lub jako składnik eutektyki (ledeburytu) albo eutektoidu (perlitu). Przy obserwacjach mikroskopowych po trawieniu nitalem przyjmuje postać jasnych wydzieleń, niekiedy trudno odróżnialnych od ferrytu. Zasadowy pikrynian sodowy barwi cementyt na kolor ciemny. W czasie wyżarzania w wysokich temperaturach cementyt ulega rozkładowi na ferryt + grafit według reakcji Fe3Cà3Fe+C.
· Grafit jest składnikiem strukturalnym surówek (żeliw) szarych i pstrych. Jest on odmianą alotropową węgla o strukturze heksagonalnej (typ A9). Jego parametry wynoszą: a = 0,246 nm, c = 0,671 nm, Gęstość grafitu jest znacznie mniejsza od żelaza (2,22 g/cm3). Również wytrzymałość i twardość grafitu są bardzo niskie i wynoszą odpowiednio ok. 20 MPa i około 0,5-1 w skali Mohsa. Temperatura topnienia 3500°C. Jest słabym przewodnikiem elektrycznym. W surówkach występuje w postaci wydzieleń o różnym kształcie, najczęściej jako płatkowy lub kulisty (sferoidalny). Może wydzielać się bezpośrednio z fazy ciekłej lub powstawać w wyniku rozkładu cementytu (węgiel żarzenia). Przy obserwacjach mikroskopowych, nawet bez trawienia, jest widoczny w postaci czarnych wydzieleń. Pod względem morfologicznym, podobnie jak cementyt, może być pierwotny, wtórny, eutektyczny, eutektoidalny.
· Ledeburyt jest mieszaniną eutektyczną austenitu i cementytu. Powstaje z roztworu ciekłego o zawartości 4,3% C. Jest składnikiem strukturalnym surówek białych. Cechuje go dość znaczna twardość (ok. 450 HB) i kruchość. Występuje również w niektórych narzędziowych stalach stopowych. Poniżej temp. 727°C występuje jako ledeburyt przemieniony w wyniku przemiany austenitu ledeburytycznego w perlit.
· Martenzyt listwowy cechuje się tym, że kryształy martenzytu mają kształt listew równoległych do {111}M, o szerokości 0,1-3 mm. Są one oddzielone granicami małego kąta i między listkami brak jest austenitu szczątkowego. Martenzyt listwowy może powstawać we wszystkich stopach żelaza z pierwiastkami przy odpowiednim składzie chemicznym
· Martenzyt płytkowy, który tworzy się jedynie w niektórych stopach żelaza, składa się zwykle z płytek mających kształt soczewek o różnych wielkościach oddzielonych nie przemienionym austenitem
· Martenzyt cechuje wysoka twardość i mała ciągliwość. Twardość zależy głównie od zawartości węgla, o dodatek pierwiastków stopowych nie wpływa istotnie na tę własność. Duża twardość martenzytu w stalach jest wynikiem obniżenia symetrii sieci i wysokich naprężeń, powodowanych przez atomy międzywęzłowe oraz obecność defektów sieciowych takich jak dyslokacje czy mikrobliźniaki.
· Troostyt jest to drobny perlit powstały z perlitu grubopłytkowego podczas dyfuzyjnej przemiany austenitu
7. Utwardzaniem wydzieleniowym nazywamy proces obróbki cieplnej, polegającej na wydzieleniu dyspersyjnych faz, wywołując silne umocnienie.
Umocnienie przez wydzielenia można wyjaśnić na podstawie teorii dyslokacji Orowana. Ruch dyslokacji jest hamowany przez cząstki , jednak jeżeli są one w odpowiedniej odległości od siebie to krawędź dyslokacji może się przecisnąć pomiędzy nimi, tworząc pętlę dyslokacji dookoła każdej cząstki zmniejszając efektywne odległości między nimi, co utrudnia przejście następnej dyslokacji, a w efekcie końcowym całkowicie blokuje ruch dyslokacji. stan taki odpowiada bardzo silnemu umocnieniu materiału. Zgodnie z tym wzrost fazy dyspersyjnej powoduje wzrost umocnienia materiału. Najsilniej umacniają stop cząstki koherentne z osnową, ponieważ to one są opętlane przez dyslokacje, a cząstki nie koherentne mogą być przez dyslokacje ścinane i ich wpływ na umocnienie jest mniejszy.
Bardzo dobrym przykładem umocnienia wydzieleniowego jest proces starzenia aluminium, który polega na tym, że nagrzewamy stop do temp maksymalnej rozpuszczalności i wytrzymywany w niej w celu ujednorodnienia roztworu. Następnie szybko chłodzimy ten roztwór (przesycamy) co powoduje że staje się nietrwały, gdyż zawiera więcej rozpuszczonej miedzi niż wynosi granica rozpuszczalności w temperaturze otoczenia. Stop dążąc do osiągnięcia stanu równowagi usiłuje wydzielić nadmiar rozpuszczonej miedzi w postaci dyspersyjnych cząstek bogatych w miedź. Proces ten przebiegający samorzutnie nazywa się starzeniem. Podgrzewanie takiego stopu przyspiesza wydzielenie się drugiej fazy i jest nazywane starzeniem przyspieszonym. Różnica pomiędzy starzeniem naturalnym oraz starzeniem przyspieszonym polega na tym, że przy starzeniu naturalnym (w niskich temperaturach- temp otoczenia) procesy wydzielania są zwykle bardzo złożone i trwają bardzo długo, natomiast po podgrzaniu prędkość atomów Cu się zwiększa . Połączenie tych dwóch operacji(przesycania i starzenia nazywamy utwardzaniem wydzielinowym. Zanim nastąpi zarodkowanie tworzą się skupiska atomów Cu zwane strefami G-P (Guinier – Prestona). Strefy G-P zarodkują jednorodnie w osnowie i są w pełni koherentne z osnową. W miarę upływu czasu starzenia następuje przemiana niektórych stref G-P w cząstki q’’. Z upływem czasu nie przemienione strefy G-P ulegają rozpuszczeniu, a atomu Cu w nich zawarte dyfundują do tworzących się cząstek q’’. Cząstki nowej fazy podobnie jak strefy G-P są koherentne z osnową. Tworzące się na dyslokacjach wydzielenia q’ mają kształt płytek. Płaskie powierzchnie cząstek q’ są również w pełni koherentne z osnową ale ich krawędzie nie są. Stabilna faza q zarodkuje na granicach ziarn osnowy oraz na granicach międzyfazowych osnowy i wydzieliny q’. Jej granice z osnową są nie koherentne. Wydzielanie faz w procesie starzenia następuje w kolejności wzrostu ich stabilności, zatem wydzielenie każdej następnej fazy prowadzi do rozpuszczenia się wydzielonej wcześniej, mniej stabilnej fazy.
Z zagadnieniem utwardzania wydzieleniowego wiąże się zjawisko nawrotu. Jeśli stop starzony samorzutnie nagrzejemy np. do 200°C, wówczas twardość nagle spadnie. Jest to spowodowane rozproszeniem nietrwałych stref G-P w roztworze stałym i po ochłodzeniu stwarza możliwości ponownego starzenia.
10. Defekty struktury:
1. Punktowe
Wakancje, at. międz., at. domieszek (substytucyjne i międzywęzłowe) i defekty złożone, np. podwójna wakancja (diwakancja) lub at. domieszki połączony z wakancją.
Wakancja - defekt powstały w wyniku nieobsadzenia węzła sieci przez atom. Wskutek tego sąsiednie atomy przesuwają się w kierunku pustego miejsca, co wywołuje zniekształcenie sieci i wytwarza pole naprężeń rozciągające.
At. między. - defekt, który polega na tym, że w sieci zbudowanej z identycznych at. o zbliżonych średnicach jeden z at. osnowy znajduje się między węzłami sieci. Powoduje to przemieszczenie równowagi na zewnątrz, wywołując pole naprężeń ściskających. At. międz. w metalach powstają najczęściej parami wraz z wakancjami na skutek oddziaływania z fononami, odkszt. plast. lub naświetlania cząstkami o wysokiej energii (neutrony, cząstki a). W warunkach równowagi ich koncentracja jest znikomo mała. W kryształach jonowych at. międz. jest nazywany defektem Frenkla.
Atomy domieszek:
Substytucyjne maja średnice atomowe zbliżone do at. osnowy i dlatego mogą zastępować je w węzłach sieci.
Międzywęzłowe są znacznie mniejsze od at. osnowy, a zbliżone do luk oktaedrycznych, tzn. naturalnych przestrzeni między at., których wielkość zależy os typu sieci. Dlatego atomy te lokują się w tych lukach, z reguły wywołując naprężenia ściskające, tzn. że rozpychają sąsiednie at. na zewnątrz. At. substytucyjne mogą być większe od at. osnowy i wówczas również wywołują naprężenia ściskające lub mniejsze i wtedy at. sąsiednie przesuwają się do wewnątrz, wywołując napr. rozciągające. At. substytucyjnymi są wszystkie at. z wyj. kilku o najniższych liczbach at., tzn. H, B, C, NiO które są at. międzywęzłowymi.
Luki międzyatomowe: ...
wito23