نابجایی
نابـِجایی یکی از مفاهیم فیزیک در زمینه بلورشناسی است.
نابجاییها، نقصهایی هستند که حرکت آنها، در تنشهایی کمتر از مقاومت تئوری کریستال کامل در برابر تنش برشی باعث تغییر شکل مومسان بلور میشود.
گرچه نابجاییها باعث نرمتر شدن ماده و بیشتر شدن تغییر شکل پلاستیک آن میشوند، ولی اگر چگالی نابجاییها در ماده از حد معینی بیشتر شود، این امر منجر به برهمکنش نابجاییها و قفل شدن آنها میشود و ماده سخت تر میشود.
تاریخچه
مفهوم نابجایی بلوری توسط تیلور، ارووان و پولانی (۱۹۴۳) معرفی شد اما خواص مومسان(پلاستیک) نابجاییها در محیطهای پیوستهٔ همسانگرد از سال ۱۹۰۵ شناخته شده بود (۱۹۰۷ - وولترا)
انواع نابجایی
- از نظر بردار برگرز
اگر یک نیم صفحه از اتمها را در بین صفحات اتمی یک کریستال وارد کنیم موجب تغییر موقعیت اتمهای اطرافش می گردد. به چنین خرابی ای، نابجایی لبه گفته میشود. در نابجایی لبه ای، بردار برگرز به خط نابجایی عمود است و در داخل صفحه ی لغزش نابجایی قرار دارد.
نابجایی پیچشی عموماً به صورت یک پیچ یا رمپ پارکینگهای طبقاتی توصیف می گردد بدین صورت که اگر یک دور حول محور نابجایی بچرخید به مکان قبلی خود بر نمی گردید. در نابجایی پیچی، بردار برگرز با خط نابجایی موازی است، لذا هر صفحهای که از دو بردار فوق(بردار برگرز و خط نابجایی پیچی) بگذرد به عنوان صفحه لغزش شناخته میشود
نابجایی که همزمان هر دو خصوصیت نابجایی پیچشی و لبه را داشته باشد نابجایی مختلط خوانده میشود.
- از نظر کامل بودن
- نابجایی کامل
- نابجایی جزئی (نابجایی ناقص)
روشهای تشخیص نابجایی
بهطور کلی مکانیزمهای تشخیص نابجاییها به دو دسته ی زیر تقسیم میشوند : ۱) روشهایی که بر مبنای واکنشهای شیمیایی در محل نابجاییها شکل گرفته اند .
مانند : روش چال حک - روش تشکیل رسوب در محل نابجایی
۲) روشهایی که بر مبنای ساختار فیزیکی در مکان نابجایی عمل میکنند .
مانند : میکروسکوپ الکترونی عبوری - استفاده از تفرق اشعه ی ایکس
میکروسکوپ نوری بازتابی
اگر بلوری که دارای نابجایی است، در محیطی قرار گیرد که اتمها از سطح جدا شوند، سرعت جدایش اتمها در اطراف محل ظهور نابجایی با مناطق دیگر سطح متفاوت است. اگر سرعت جدایش اتمها در اطراف نابجاییها بیشتر باشد، همانطور که در شکلهای زیر دیده میشود، در این محلها حفرههایی به وجود میآید.
این عکسها، با بزرگنمایی ۵۰۰ برابر، توسط میکروسکوپ نوری بازتابی از نمونههای اچ شدهٔ تککریستالهای سیلسیم تهیه شدهاست:
نابجایی در یک بلور سیلسیم، جهت کریستالی [۱۰۰].
پراش اشعه ایکس
میکروسکوپ الکترونی عبوری
مکانیزمهای حرکت نابجایی
جستارهای وابسته
منابع
- ↑ George E. Dieter / Mechanical Metallurgy / McGraw-Hill , 1988
- POLANYI,M.،1934,Z.Phys.89,660.
- OROWAN,E.،1934,Z.Phys.89,605&634.
- TAYLOR,G.I.،1934,Proc.Roy.Soc.(London) A145,362.
- VOLTERRA,V.،1907,Ann.École Norm.Super.24,400.
Physical Metallurgy Principles, Reedhill-Robert E. Abbaschian Reza, PWS Publishing Company, 1994