Рис. 13. Самопроизвольное изменение формы кристаллического тела:

а—изменение формы и срастание дендрнтов меди при 20° С (/—исходное состояние-

п^^Т^^Ъ 25 " 30 СуТОК): Х 650°, [,2«: «^-Уменьшен™глубины царапины при 950 С; X 270 [27] (выдержка в течение 0 (/), 3 (2), 10 (3), 40 (4), 360 (5) н 720 меск (б)

Процесс залечивания царапины иллюстрируется [27] на рис. 13, б. Царапину шириной около 1 • 10_4см наносили алмазным индентором на полированную поверхность поликристаллической меди. Затем образцы отжигали при температуре 600—950° С в аргоне, водороде или парах меди. Кинетика процесса залечивания царапины хорошо согласуется с механизмом массопереноса при поверхностной самодиффузии.

§ 2. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ МЕТАЛЛА

Сварка давлением всегда сопровождается пластической деформацией, условия протекания которой связаны с характером и количеством дислокаций, а при повышенных температурах — и с про-30

НСгч'.им диффузии, облегчающимся с увеличением в металле числа НвК'нннп.

I Ыотпость дислокаций и концентрация вакансий в металле I ппюп от предшествующей его обработки и могут отличаться в по-П1 рхпостных и глубинных слоях.

1} сильно деформированном металле плотность дислокаций р к им до 1011 Нем*. В результате наклепа повышается свободная пи [н пя металла, например, для меди до 5 ■ Ю-4-1011 =

!)• 10' эрг1см3 или около 10 кал/моль, где 5-Ю-4 эрг/см —энер-i н»| краевой дислокации длиной 1 см [83]. Такому увеличению *||ср| пи соответствует нагрев металла всего на 2—3° С. Только не нмчительная часть общей энергии деформирования (табл. 6) (1см меньшая, чем больше степень деформации) накапливается н ккчалле, остальная энергия переходит в тепло.

Энергия, накапливаемая в металле при холодной деформации [142]

Часть узлов кристаллической решетки, даже в условиях равновесия системы, всегда остается не занятой. Равновесная концентрация вакансий определяется из условия минимальной свободной эцергиц системы по уравнению

п/Ы =е кГ,(7)

где п — число вакансий в единице объема; N — общее число атомов в том же объеме; Ев — энергия, необходимая для перемещения атома из кристалла на его поверхность (что эквивалентно перемещению одной вакансии с поверхности в глубь кристалла); к — постоянная Больцмана; Г — абсолютная температура в °К. Например, для меди при Г = 1000° К пШ = 10~5 [157]. При комнатной температуре в меди яШ понижается до 10~11.