Оже-спектроскопия находит иногда сегрегации на порядок толще, чем обычное b ~ 3b. Например, в бикристаллах a-Fe - 4,93 % (ат.) Si был обогащен кремнием слой в 1,2...1,6 нм (на сторону), и с увеличением угла наклона со от 20 до 60° концентрация в слое нарастала до 11 % (aT.)Si. Это вряд ли сегрегация Коттрелла в поле зернограничных дислокаций (ширина их зоны влияния порядка шага ЗГД, который не мог меняться монотонно с углом w в столь большом интервале). Скорее это россыпь зернограничных выделений (например, SiO) размером d ~ 5 (после излома в вакууме найдена также и сегрегация кислорода). Нередко малая примесь может образовать на границе собственное соединение, когда сегрегация достигнет его стехиометрического состава. В одном и том же сплаве при разной его истории находили на границах то сегрегации бора, то частицы боридов.
Зернограничные дислокации на регулярных границах могут собирать сегрегации в своем поле - существенно дальше от границы, чем ее толщина. Послойная Оже-микроскопия не может отличить такие сегрегации от частиц иной фазы на границе (того же размера). Для этого нужна автоионная микроскопия или трансмиссионная электронная микроскопия высокого разрешения. При диаметре зонда 1 нм она давала “в лучах золота” изображение сетки ЗГД в растворе 0,8% (ат.) Аu в железе. Автоионная полевая микроскопия обнаруживает, что хром и никель в вольфраме равномерно распределены в зернограничном слое, тогда как осмий собирается только на зернограничных дислокациях.
Различать эти эффекты важно для прогноза малых пластических деформаций (предела упругости) и зернограничного разрушения: закрепление ЗГД сегрегациями может парализовать испускание дислокаций границей.
Сверхравновесные (и по концентрации, и по ширине слоя) сегрегации на границах создает облучение. Когда радиационные дефекты — вакансии и межузельные атомы — стекают в границы зерна, туда же движутся и связанные с ними в пары атомы примеси. Около границы они образуют слой неравновесной сегрегации: до 6,5 нм (на порядок шире, чем для равновесной сегрегации) после облучения аустенитной стали (25%Ni и 20%Сr). Эта зернограничная полоса была вдвое обогащена никелем (судя по рентгеновскому спектру, снятому с “ребра” границы в аналитическом трансмиссионном электронном микроскопе).
Примесь в границе зерна может влиять на кинетику поглощения и испускания ею вакансий или на их равновесную концентрацию в приграничном слое. В сплавах известно много случаев обеднения или обогащения толстой (t ~ 0,1...1 мкм) полосы у границ зерна при распаде твердого раствора: от вытеснения примеси, не растворимой в новой фазе, на ее поверхность или, наоборот, от захвата примеси зернограничными частицами. Ho эти явления не связаны с собственно сегрегацией на границе.
Главная