double arrow

Дислокации


Дислокации - линейные несовершенства кристалла. В настоящие время теория дислокаций применяться для анализа самых разнообразных явлений в металлах и сплавах.

Деформация бывает упругая и пластичная. Упругая связана с обратимыми процессами, а пластичная с необратимыми.

Чистые монокристаллы многих твердых тел пластически легко деформируются. AgCl плавится при 1455°С, а при комнатой температуре это вещество пластично.

Теор. оценки предела упругости идеальных кристаллов приводят к значениям в 103-105 раз превышающем наблюдаемое на опыте.

Френкель дал простой метод оценки теоретического значения сопротивления сдвигу в совершенном кристалле.

Рассмотрит его метод.

В ходе смешения до тех пор пока атом А не окажется непосредственно над атомом В напряжение вначале возрастает затем падает.

Френкель предложил модель одновременного сдвига всех атомов в верхней части кристалла относительно его неподвижной части.

По этой модели напряжение σ сначала увеличивается, потом падает до 0. Как только атомные плоскости сдвинутся на одно межат. расстояние а. Следовательно, в промежутке 0≤x≤a значения напряжения проходят через max. То же самое будет повторяться в промежутке от a до 2a и т.д., отсюда выходит, что σ должна быть периодичной функций x: , (1)




В области малых x: ,а в области малых x выполняется закон Гука: , G-модуль упругости (2)

, (1’). Сравниваем (1’) и (2), , (3)

Т. о. ,т.е. составляет 1/6 часть модуля сдвига.

Приведем несколько примеров.

  σm, МПа, теорет. σ,МПа, эксперим.
Cu 1,0
Ni 5,8
Fe 29,0

Видно модель одновременного скольжения всех атомов по плоскости не пригодна. Расхождение теор. и экспер. знач-ий удалось объяснить существованием специфических дефектов, а именно дислокации. Для понимания их сущности рассмотрим так называемую роликовую модель.

В нормальной бездефектной структуре ролики верхнего ряда лежат в лунках м\у роликами нижнего ряда. В модели с дефектом 5 пронумерованных роликов верхнего ряда располагаются с искажением. Ролик 1 чуть сместился от своего норм. положения вправо из-за того, что все ролики связаны между собой упругими силами. Ролик 2 переместился ещё правее от своего положения и ролик 3 оказался под роликом нижнего ряда и т.д. Слева от ролика 1 и справа от ролика 5 все остальные ролики верхнего ряда располагаются в соответствующих лунках нижнего ряда как и подобает без дефектному ряду. В области дефекта 1-5 возникает силы f1 и f2, стремящиеся вернуть ролики 1 и 2 в левые лунки и силы f4 и f5, возвращающие 4 и 5 в правые лунки.

Согласно 3-му з-ну Ньютона |f1+ f2|=| f4+ f5| , поэтому вся система находится в равновесии. Стоит изменить равновесие сил слабым внеш. воздействием, и верхний ряд роликов переместится в сторону действия внешней силы. На этой модели видно почему кристалл, содержащий дислокацию легко деформируется под слабым внешним воздействием.








Сейчас читают про: