Взаимодействие дефектов упругое

УПРУГОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДЕФЕКТОВ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ [c.292]

В основу вычисления энергий парного взаимодействия, обусловленных упругими искажениями, положено выражение, предложенное в [250] для вычисления атомных смещений, вызванных точечными дефектами [c.325]

При облучении вещества электронами энергия отдается атомами малыми порциями, недостаточными для того, чтобы первично выбитый атом мог вызвать дальнейшие смещения. Таким образом, в результате рассеяния электронов могут создаваться лишь одиночные дефекты [пары Френкеля — вакансия и межузельный атом (см. гл. V) 1. Облучение вещества 7-лучами по результатам близко к облучению электронами. Это происходит потому, что у-лучи взаимодействуют с атомами облучаемого вещества не непосредственно, а через первоначальное образование быстрых электронов, которые в свою очередь воздействуют на атомы через упругие столкновения. Особенностью 7-облучения является то, что благодаря малому поглощению в веществе глубина проникновения 7-лучей и, следовательно, глубина повреждения вещества существенно больше, чем в случае облучения пучком электронов. Разумеется, при этом интенсивность воздействия соответственно меньше. [c.212]

При теоретич. рассмотрении Т. твердых полимеров (как кристаллических, так и стеклообразных) используют иредставления, разработанные для твердых диэлектриков. Согласно этим представлениям, Т. обусловлена распространением и рассеянием упругих волн (фононов), вызываемых тепловыми колебаниями составляющих тело частиц. При низких темп-рах, когда средняя длина свободного пробега фононов велика по сравнению со средними расстояниями менаду атомами и молекулами, се значение определяется двумя видами взаимодействия фонон-фононным и фононов с дефектами. Колебания структурных единиц предполагаются коллективными. При Г—>0 Я-+0 при этом для каждого вещества ниже нек-рой характеристической темп-ры Дебая на температурной зависимости X наблюдается максимум, обусловленный рассеянием фононов на г )аницах кристаллов или др. дефектах. Выше темп-ры Дебая X i T, что определяется фонон-фо1[онным взаимодействием. [c.300]

Свойство дефекта играть роль источника упругого поля является основным при описании взаимодействия дефектов. Но следует помнить, что это свойство отражает только одну сторону вызванных дефектом нарушений кристаллической решетки. Фактически в формуле (19.9) сконцентрирована лишь информация о статических смещениях центров равновесия атомов кристалла после возникновения точечного дефекта (вдали от него). [c.295]

Выясним несколько подробнее причину возникновения взаимодействий между дефектами. В случае одинаковых дефектов упругое и кулоновское взаимодействия несомненно приводят к отталкиванию. Однако между такими дефектами существует и притяжение, причиной которого является квантовомеханическое обменное взаимодействие, приводящее к минимуму на кривой энергии взаимодействия при некотором значении межатомного расстояния, причем глубина этого минимума, как правило, тем меньше, чем больше межатомное расстояние, которое ему соответствует. В случае если силы притяжения окажутся достаточно большими, дефекты [c.372]

Упругие и электростатические силы препятствуют сближению однотипных дефектов, которое тем не менее происходит благодаря квантовомеханическому обменному взаимодействию. Следует отметить, что не всегда минимум энергии Гиббса соответствует максимальному сближению дефектов, составляющих ассоциат (дефекты занимают соседние кристаллографические позиции). Если взаимодействующие дефекты разделены регулярными атомами, то говорят об образовании ассоциатов более высокого порядка, чем первый, определяя порядок числом регулярных атомов, разделяющих дефекты. [c.98]

При системном анализе процессы измельчения- смешения сыпучих материалов [4] определяются как процессы взаимодействия ансамбля измельчаемых и смешиваемых частиц различного сорта и различных размеров с несущей средой и между собой при наличии внешних воздействий на двух уровнях иерархии. На локальном (микро) уровне действуют внешние поверхностные и массовые силы и силы взаимодействия между несущей фазой и частицами (силы Архимеда, Стокса, Жуковского и Магнуса). При определенных свойствах обрабатываемых веществ и несущей среды возможны дополнительные электромагнитные силы. В результате этого в системе происходит перенос массы, импульса, энергии и заряда. Внешняя механическая энергия или энергия другого вида, превращенная в нее внутри системы, расходуется на работу против сил молекулярного сцепления и электростатического взаимодействия, преодоление сил взаимодействия внутри частицы, на накопление упругих деформаций, переходящих в пластические и во внутреннюю энергию. Частично энергия упругих деформаций создает в системе дефекты, микронапряжения и микротрещины. [c.113]

Энергии неравновесной и равновесной границ, создающих одинаковый разворот кристаллов вдали от границы, различаются величинами энергии упругого поля и энергии взаимодействия между элементами зернограничной структуры. Конечно, это не означает, что если две границы имеют различные значения собственной энергии, то одна из них является неравновесной, поскольку энергия этих границ может быть разной из-за различия их кристаллографических параметров. Известно, что энергия границы зависит от параметров разориентировки зерен и плоскости залегания границы [202], в каком-то смысле, например, специальная граница более равновесна, чем произвольная. Однако далее мы будем рассматривать в основном неравновесное состояние границ, обусловленное присутствием дефектов дислокационного характера, и, используя термин неравновесная граница зерен , будем подразумевать только то, что такая граница имеет нескомпенсированные дальнодействующие напряжения, и на элементы зернограничной структуры действуют нескомпенсированные напряжения от других элементов структуры границы. Изучение указанного вида неравновесных границ имеет особый интерес, поскольку такие границы играют определяющую роль во многих процессах пластической деформации и рекристаллизации [ПО, 111, 146, 193, 203], а также, как будет показано ниже, в необычных свойствах наноструктурных материалов. [c.94]

Нелинейное взаимодействие упругих волн (комбинационное рассеяние звука на звуке) заключается в том, что происходит передача энергии от взаимодействующих волн в волну комбинационной частоты. Такое взаимодействие, возможное на всех типах волн, достаточно подробно рассматривалось во многих теоретических и экспериментальных работах. Эффект обусловлен не только нелинейной упругостью твердого тела, но и наличием в реальной структуре дислокаций, точечных дефектов, микротрещин, остаточных напряжений. Исследования, направленные на установление связи между амплитудой генерируемых гармоник и нагрузкой, действующей на тело, показали, что амплитуда зависит не только от величины нагрузки, но также от продолжительности внешнего воздействия и его направления. Таким образом, по результатам измерений параметров генерируемых гармоник принципиально можно определять как состояние структуры материала, так и величину действующей на него нагрузки. Необходимо отметить, что амплитуда гармоник, обусловленных дислокациями, оказывается намного больше, чем гармоник, обусловленных упругой нелинейностью. [c.34]

Существует ряд способов интенсификации процесса пропитки вакуумиро-вание ОК перед пропиткой воздействие на ОК повышенным давлением после нанесения на него пенетранта воздействие на ОК во время контакта его с пенетрантом упругих механических колебаний или статистического нагружения, увеличивающего раскрытие дефектов электрическое взаимодействие частиц пенетранта, которым сообщается электрический заряд, с ОК, которому сообщается заряд другого знака воздействие на пенетрант, находящийся вблизи поверхности ОК, УЗ-колебаниями. [c.659]

В тех случаях, когда источниками внутренних напряжений служат не включения новой фазы, а точечные дефекты (например, примесные атомы), мы имеем дело, по существу, с той же ситуацией, что и в гетерофазной системе. Деформационное взаимодействие примесных атомов, вызванное искажениями кристаллической решетки матрицы, также должно приводить к образованию определенных конфигураций примесных атомов, которые обеспечивают минимум упругой энергии. Единственное принципиальное различие, которое существует между системой включений новой фазы в матрице и системой примесных атомов в кристаллической решетке матрицы, заключается в том, что в последнем случае масштабы точечных дефектов и расстояния между ними оказываются соизмеримыми с межатомными расстояниями. Это означает, что потенциалы взаимодействия примесных атомов должны вычисляться с помощью теории упругости, учитывающей дискретное строение кристаллической решетки. [c.322]

Мы видим, что взаимодействие точечного дефекта с упругим полем состоит из двух независимых частей, в первой из которых (линейной по деформации) дефект выступает как источник напряжений, а во второй (квадратичной по деформациям) — как локальная неоднородность. Иногда говорят, что первая описывает размерный эффект, а вторая — модульный эффект. [c.297]

Полученные выше формулы позволяют описать упругое взаимодействие отдельных точечных дефектов. Но прежде чем приступить к записи общих соотношений, обратим внимание на выделенное положение изотропной среды, где точечный дефект с шаровой симметрией создает чисто сдвиговое поле напряжений. Оказывается, что в линейном приближении взаимодействие центров дилатации в изотропной среде отсутствует. Действительно, если считать, что (19.19) или (19.20) характеризует действие на один центр дилатации упругого поля другого центра дилатации, то в (19.19) или (19.20) следует положить Ohi — 0. Однако отсутствие взаимодействия двух точечных дефектов в линейном приближении есть следствие предельно простой модели и изотропии среды, а не общее правило. В анизотропной среде или даже в изотропной среде с несимметричной моделью дефекта всегда имеется упругое взаимодействие точечных дефектов. Это взаимодействие удобно характеризовать энергией (19.17), считая, что й( относится к одному дефекту, а деформация гт создана другим дефектом. Энергия взаимодействия двух точечных дефектов естественным образом может быть выражена через тензор Грина соответствующей среды. Пусть один дефект находится в точке г = Гу (его характеристика йЯ ), а второй — в точке г = (его характеристика й11>). Тогда применение формулы (15.9) приводит нас к такому выражению для упругой дисторсии [c.298]

Помимо упругого взаимодействия между дислокацией и точечным дефектом, может существовать взаимодействие другой природы, которое мы называем диффузионным взаимодействием. Приступая к рассмотрению последнего, заметим, что в ряде случаев оно оказывается более существенным, чем упругое взаимодействие. [c.314]

При обсуждении механических свойств карбидов мы рассмотрим отдельно упругую и пластическую деформацию, разрушение, механизмы упрочнения и твердость. Упругие свойства твердых тел определяются прежде всего прочностью атомных связей. Если известен тип атомных связей в данном твердом теле, можно предсказать некоторые его характеристики, например модуль упругости, и, наоборот, информация об упругих свойствах помогает лучше понять природу межатомных взаимодействий в твердом теле. Модуль упругости можно также использовать для расчетов величины теоретической прочности материалов (при условии отсутствия несовершенств и дефектов). Чем больше модуль, тем выше теоретическая прочность. Однако часто фактическая прочность твердого тела ограничена из-за движения дислокаций (пластической деформации) или разрушения. Разрушение обычно вызывается небольшими внутренними или поверхностными трещинами или связано с малой подвижностью дислокаций, недостаточной для того, чтобы затормозить распространение трещин. Таким образом, материал может иметь очень высокий модуль упругости, но сравнительно низкую прочность, поскольку пластическая деформация воз.чикает при напряжениях, в тысячу раз меньших, чем теоретический [c.139]

Неодинаковые дефекты, несомненно, очень сильно взаимодействуют между собой, так как в этом случае упругие или электрические силы приводят к притяжению, а не к отталкиванию. Точечные дефекты стремятся мигрировать друг к другу до тех пор, пока напряжения и электрические взаимодействия в кристалле не достигнут оптимального значения. Наиболее очевидными взаимодействиями этого типа являются взаимодействия между дефектами с противоположным зарядом. Вот примеры некоторых из них [c.373]

Как уже упоминалось в гл. 5, хрупкость обусловлена отсутствием какого-либо механизма, который обеспечивал бы уменьшение приложенного напряжения. Это особенно важно в связи с теорией Гриффитса, согласно которой любая трещина или дефект в материале приводят к росту напряжения. Полимерные стекла менее хрупки, чем неорганические, потому что молекулы их имеют некоторую свободу движения и перегруппировки под действием приложенного напряжения, чего нет в неорганических стеклах. Последние почти совершенно упруги, у них отсутствует пластическая деформация, присущая металлам. Полимерные стекла (и полимеры вообще) не так идеально упруги им свойственна некоторая необратимая пластическая и вязкотекучая деформация, которая способствует рассеянию энергии упругой деформации. Необратимые деформации такого типа являются следствием существования вторичных, довольно слабых сил взаимодействия между молекулами, благодаря чему становится возможным вращение вокруг одинарных связей в молекулах при температурах ниже температуры стеклования. [c.186]

Эд — деструктирующий эффект он заключается в упругом и тепловом взаимодействии поверхности металла с облучающими частицами, что приводит к появлению дефектов в поверхностном слое металла и оксидной пленке. Деструктирующий эффект особенно опасен для металлов, коррозионная стойкость которых обусловлена возникновением фазовых защитных слоев (оксидных пленок). Примером таких металлов может служить алюминий и его сплавы 5д — способствует облегчению протекания анодного процесса, он наиболее сильно влияет на скорость коррозии [c.77]

Эффекты смещения в твердых телах, вызываемые действием тяжелых частиц (или частиц с очень высокой энергией), приводят к чувствительным изменениям физических свойств твердых тел. Большая часть энергии падающих частиц тратится на возбуждение орбитальных электронов, меньшая часть энергии (около 0,1 "о) расходуется на упругое столкновение с ядрами атомов твердого тела (на кулоновское взаимодействие падающей частицы и ядер атомов твердого тела). В отдельных случаях в результате такого взаимодействия некоторые атомы решетки смещаются и образуются свободные узлы решетки, называемые вакансиями. Атомы, выходя из узлов, переходят в положение промежуточных атомов. Образуются дефекты решетки, которые вызывают изменения свойств кристаллов, металлов и сплавов [1 ]. [c.277]

На взаимодействие твердых тел с окружающей средой силь-ное влия ние оказывают дефекты структуры в твердых телах. Так, возрастание коэффициентов диффузии в деформированном металле по сравнению с недеформированным обусловливается образованием и развитием дефектов структуры — искажениями решетки. В процессе получения диффузионных покрытий, когда в поверхностном слое образуется твердый раствор внедрения или твердый раствор за мещения, также искажается решетка основного металла. Эти искажения иногда могут быть столь значительными, что приводят к потере упругой устойчивости решетин и разрушению поверхностного слоя металла. [c.70]

Взаимодействие точечных дефектов (примесей) с дислокацией имеет две особенности. Во-первых, между ними существует простирающееся на большие расстояния упругое взаимодействие, обусловленное упругими полями дефектов. Сила взаимодействия отдельной примеси с дислокационной линией элементарно описывается с помощью соотношения (15.9) и формулы Пича — Келера (17.39). Вся трудность расчета реальных взаимодействий дислокации со случайно расположенными примесями связана с выбором разумного усреднения по расположениям примесей [c.289]

В случае одинаковых дефектов упругое и кулоновское взаимодействия, как правило, приводят к отталкиванию. Однако между такими дефектами существует и притяжение, причиной которого является квантовомеханическое обменное взаимодействие, приводящее к минимуму на кривой энергии взаимодействия при некотором значении межатомного расстояния. Глубина этого минимума обычно тем меньше, чем больше межатомное расстояние, которое ему соответствует. Если силы притяжения окажутся достаточно большими, дефекты будут сближаться до тех пор, пока не создадут устойчивую конфигурацию. Следует заметить, что вовсе не обязательно, чтобы на потенциальной кривой наблюдался бы единственный минимум, соответствующий ближайшим соседним положениям минимум может достигаться и-при расположении дефектов на большем расстоянии друг от друга. В случае, когда глубина минимума превышает энергию теплового движения (кТ), она может оказаться существенной для определения устойчивой конфигурации дефектов (в форме димеров, тримеров, кластеров и даже надрешеток). [c.16]

На основе прочности фазовых контактов с валентными связями и межмолекулярных взаимодействий представляется возможным теоретически рассчитать прочность твердых тел. Однако, это весьма сложная задача, так как )езультаты расчета сильно искажаются из-за наличия дефектов, пористости и других причин. Предполагая, что твердое тело является совокупностью двух сред — идеально-упругой, которая подчиняется 1а-коиу Гука о пропорциональности деформации ириложенному напряжению, и вязкой, которая подчиняется закону Ньютона,— Максвелл предложил релаксационную теорию твердых тел, в соответствии с которой напряжение Ор зависит от деформации Бр и скорости деформации ( /вр/Л) [c.178]

Мел<сферолитные границы подобны границам между зернами. Эти приграничные области обогащены низкомолекулярными фракциями, примесями, концами цепей и дефектами. Деформируемость и прочность такой состааной структуры естественно зависит от податливости всех ее компонент. При таком составе податливость (низкие значения упругих постоянных) следует приписать сцеплению границ зерен и свернутых поверхностей ламелл. Сцепление между цепями в ламелле кристалла значительно сильнее межкристаллического взаимодействия. Это обусловливает определенную стабильность ламеллярных элементов при деформировании образца. Поэтому деформативность такого неориентированного частично кристаллического полимера будет сильнее зависеть от природы вторичных силовых связей между структурными элементами, чем от длины и прочности цепных молекул. [c.31]

Устройство для перемещения датчиков системы детектирования дефектов трубопровода содержит два концевых поддерживающих узла, в которых смонтированы ультразвуковой и магнитные датчики. Эти узлы попеременно взаимодействуют с внутренней поверхностью трубопровода. Они связаны между собой снльфоном, имеющим жёсткие кольца и трос, ограничивающий общую длину сильфона. Перемещение датчиков осуществляется за счет расширяющихся упругих оболочек с помощью установленного снаружи компрессора. [c.107]

Внесенные ЗГД не являются кристаллогеометрически необходимыми структурными особенностями границ. Они могут зарождаться непосредственно в границе путем действия какого-либо зернограничного источника. Наиболее достоверно экспериментально установленный путь образования внесенных ЗГД — это взаимодействие решеточных дислокаций с границами [172]. Захваченная границей решеточная дислокация имеет решеточный вектор Бюргерса одного из зерен и представляет собой частный случай внесенных ЗГД. Чисто геометрически решеточный вектор Бюргерса может быть представлен суммой базисных трансляций ПРН [160], поэтому решеточная дислокация может распадаться в границе на ЗГД с ПРН-векторами Бюргерса [181-184]. Эти ЗГД являются внесенными. Такие ЗГД имеют нескомпенсированные упругие поля, следовательно, границы, их содержащие, могут быть определены как неравновесные [146, 173]. Поэтому внесенные ЗГД принято называть неравновесными дефектами в отличие от собственных ЗГД. [c.91]

Уравнение (4.7) записано для простой кубической решетки без учета механическрЕк напряжений. В случае, если дилатационные энергии дефекта и иона примеси имеют разные знаки, то между ними, вследствие упругого взаимодействия, будет иметь место притяжение. Если обозначить Гуд — радиус упругого взаимодействия, Vi (t) — объем цилиндра радиусом г по направлению движения дефекта, то получим [c.78]

Ядерные, электрофизические, оптические, механические свойства материалов определяются не только их индивидуальными особенностями, но и уровнем чистоты. Особо чистые вещества чаще всего служат сырьем для монокристаллических элементов или пленок. Располагаясь в узлах (примеси замещения) или межузлиях (примеси внедрения), а также на структурных дефектах, посторонние микрокомпоненты почти всегда вызывают деформацию кристаллической решетки. Если в ионном кристалле заряд примесного иона отличается по значению от заряда замещаемого им иона основы, то электронейтральность решетки обеспечивается появлением определенного числа катионных или анионных вакансий. Малоизоморфные и механические примеси, накапливаясь в расплаве перед фронтом кристаллизации, создают условия для возникновения концентрационного переохлаждения [7, с. 74], что приводит к появлению ячеистых и дендритных структур и нарушает совершенство монокристалла. Вместе с тем, небольшие относительные содержания некоторых примесей могут способствовать устранению микродефектов и упрочнению монокристаллов вследствие упругого взаимодействия примесных ионов с дислокациями-.тганейными дефектами кристаллической решетки, вдоль которых нарушено характерное для кристалла правильное расположение атомных плоскостей. [c.9]

Группировки дислокаций и дефектов упаковки, лежащие под защитной пленкой, под воздействием напряжений вступают с ней в упругое взаимодействие, которое приводит к неравномерному растяжению пленки и образованию в ней точечных (вакансии, внедренные атомы), линейных (дислокации) и объемных (поры) дефектов. Повышенная дефектность пленки способствует локали- [c.111]

Помня, что для междоузельных атомов Йо > О, а для вакансий йц < О, мы можем заключить, что вблизи дислокации всегда существуют области повышенной концентрации дефектов того или иного типа. Таким образом, упругое взаимодействие точечных дефектов с дислокацией приводит к образованию облаков точечных дефектов (атмосферы Коттрелла) вблизи последней. [c.301]

В зависимости от того, к какой группе принадлежит компонента сдвига — аА, аВ, аС или Аа, Ва, Са,— дефект упаковки относится либо к типу аЬаЬсЬсЬ. .., либо к типу аЬаЬасас. .. Эти дефекты будут обозначены на рис. 41 различной штриховкой. Можно найти все логически возможные взаимодействия, задавая для одной петли произвольный основной вектор сдвига, например Аа, и рассматривая для второй петли все имеющиеся возможности в той же плоскости решетки. Это приводит к шести конфигурациям, показанным на рис. 41. Заметим, что при встрече вертикальные компоненты векторов Бюргерса всегда имеют противоположный знак. Поэтому в принятых обозначениях можно пренебречь вертикальной компонентой. Вначале, однако, предположим, что вклад вертикальной компоненты в упругую энергию полной деформации таков, что во всех случаях при взаимодействии освобождается энергия, даже в самом неблагоприятном случае, когда встречающиеся петли имеют одинаковые основные компоненты сдвига. Если бы это условие не выполнялось, взаимодействие могло бы происходить только [c.58]

По Ребиндеру, адсорбция поверхностно-активных веществ при отсутствии химического взаимодействия понижает предел упругости, прочность, твердость. Связано это с тем, что при деформации в поверхностном слое твердого тела возникают микротрещины. Адсорбционные слои блокируют устье щелей и препятствуют их смыканию ( залечиванию ). Дефекты твердого тела обладают избыточной свободной энергией и служат активными центрами адсорбции. По дефектам структуры происходит поступление сорбционных молекул с поверхности к местам" зарождения трещин в объеме. Кроме того, адсорбция, понижая поверхностную энергию, приводит к увеличению размеров и числа микрот )ещин, поэтому адсорбционное понижение прочности особенно проявляется в телах с высокой степенью дефективности структуры. Среда способствует образованию трещин потому, что минимальное число дислокаций, необходимое для возникновения щели, пропорционально величине межфазной поверхностной энергии, поэтому снижение поверхностной энергии в результате взаимодействия поверхности со средой (адсорбционного или химического) приводит к облегчению разрушения твердого тела. При разрушении развитее уже существующей трещины связано с работой создания свободной поверхности, слагающейся из величины межфазной свободной поверхностной энер- [c.145]