Par vakanci sauc kristāliskā režģa tukšu mezglu, bet par starpmezglu atomu – atomu, kas novietojies starp mezgliem. Piemaisījumu atomi izvietojas kristāliskā režģa mezglos vai starp tiem, veidojot aizvietošanas vai iespiešanās cietos šķīdumos.
Vakances un starpmezglu atomi sakarā ar atomu termiskajām svārstībām metālos eksistē visās temperatūrās. Atomu pareju no viena līdzsvara stāvokļa uz citu sauc par difūziju. Punktveida defektu rašanās saistīta ar atomu difūziju un piemaisījumu atomu klātbūtni metālos, kas izkropļo pamatmetāla kristālisko režģi. Kristālā vienmēr ir tādi atomi, kuru enerģija ir lielāka vai mazāka par enerģijas vidējo vērtību attiecīgajā temperatūrā. Atomi ar lielāku enerģiju spēj pārvietoties ievērojamā attālumā no līdzsvara stāvokļa, pārvarēt potenciālo barjeru un pāriet starpmezglu stāvoklī, kā arī iznākt uz metāla virsmas un savienoties ar kādu kristāliskā režģa defektu. Minimālo enerģijas daudzumu Q, kas nepieciešams, lai pārvērstu šīs barjeras, sauc par aktivizācijas enerģiju.
No līdzsvara stāvokļa attālināts atoms atstāj brīvu režģa mezglu, t. i., veido vakanci. Šādu pārvietotu atomu un vakanču rašanās izkropļo kristālisko režģi vairāku periodu attālumā. Nelīdzsvarotu stāvokli raksturo kristāliskā režģa līnija un virsmu izliekuma un starpatomu attāluma izmaiņas.
Punktveida defekti kristāliskajā režģī nepārtraukti pārvietojas. Vakancei blakus esošais atoms ar paaugstinātu enerģijas līmeni var pārvietoties uz vakanci, atstājot brīvu vietu, uz kuru savukārt var pārvietoties cits atoms. Tādējādi vakance pārvietojas, līdz iziet uz kristāla virsmas. Jo augstāka temperatūra, jo vairāk ir vakanču un jo mazāks laiks vajadzīgs to pārejai no viena mezgla punkta uz citu. Vakanču veidošanās nav obligāti saistīta ar atomu pāreju starpmezglu stāvoklī. Tādēļ vakanču un pārvietotu atomu skaits ir dažāds. Tā, piemēram, varam 200 C temperatūrā vakanču skaits pārsniedz pārvietoto atomu skaitu 1020 reizes. Vakances parasti veidojas, atomiem atraujoties no kristāla virsmas. Šai vietā veidojas bedrīte, kas pārvietojas uz kristāla iekšieni. Vakanču avoti var būt tukšumi un plaisas kristālu iekšienē, graudu robežas, dislokācijas u. c.
Vakance ir svarīgākais punktveida defekts, kas paātrina visus termiski aktivizējamos procesus: difūziju, pārsātinātu cieto šķīdumu sairšanu, pulveru saķepšanu u. c. Vakanču skaitu var ievērojami palielināt, rūdot augstās temperatūrās, plastiski deformējot un apstarojot ar neitroniem. Visi punktveida defekti izkropļo kristālisko režģi, palielina elektrisko pretestību un zināmā mērā nostiprina kristālu. [8]
13.2. Lineārie defekti
Lineāriem defektiem ir mazi izmēri divos virzienos un ievērojams izmērs trešā virzienā. Šādu kristālu uzbūves nepilnību sauc par dislokāciju. Svarīgākie lineāro defektu veidi ir lineārās (malas) un skrūves deformācijas. Lineārās dislokācijas rodas, kad kristāliskajā režģī ir izveidojusies lieka atomu pusplakne – ekstraplakne, kas izkropļo režģi noteiktā tilpumā. Ekstraplakne var atrasties virs slīdes plaknes vai arī zem tās. Pirmajā gadījumā dislokāciju sauc par pozitīvu un apzīmē ar ┴, otrajā gadījumā – par negatīvu un apzīmē ar ┬. Ekstraplaknes mala ir lineārā dislokācija, kuras garums var būt vairāki tūkstoši starpatomu attālumu. Tā var būt taisna vai arī izliekta. Ap lineāro dislokāciju kristāliskais režģis piecu sešu atomu attālumā ir deformēts, tā enerģija ir paaugstināta. Kristāliskā režģa deformāciju raksturo Birgera vektors. To nosaka, apejot pa noslēgtu kontūru ideālā kristālā un pēc tam veicot tādu pašu ceļu reālā kristālā ap dislokāciju. Reālā kristālā ap dislokāciju kontūrs nenoslēdzas. Papildu vektoru, kas noslēdz šo kontūru, sauc par Birgera vektoru (skat. attēlu 27).
…
