Термоупругое равновесие фаз

При оценке влияния тепловых условий выращивания на дислокационную структуру получаемых кристаллов в настоящее время ограничиваются расчетом термоупругих напряжений. Подобные расчеты для кристаллов, выращенных по методу Чохральского, были сделаны в [175, 176]. Теми же авторами в [177] проведены расчеты релаксации термоупругих напряжений в результате пластической деформации и определена плотность дислокаций. К сожалению, процесс релаксации напряжений рассматривался в каждой точке кристалла независимо от того, что делается в соседней точке, так что получавшееся поле релаксированных напряжений не удовлетворяло уравнениям равновесия. [c.88]

Характерной особенностью мартенситных превращений является наличие упругой связи между кристаллами новой и старой фаз. Это приводит к тому, что в процессе роста кристаллов мартенсита возникают значительные упругие деформации, вызываемые сдвигами кристаллов старой фазы. Такая особенность обусловливает замедление илн полное прекращение превращения еще до его полного завершения. Если превращение останавливается, то достигается термоупругое равновесие. Под влиянием подобных термоупругих изменений изделие или образец стали деформируется и изменяет свои размеры. [c.518]

При небольших смещениях атомов из положения равновесия в узлах кристаллической решетки можно в первом приближении потенциальной энергии пренебречь ангармонизмом (энергия, связанная с ангармонизмом, мала). Покажем, что при этом условии в случае всестороннего сжатия и расширения (ниже макроскопического предела текучести) химический потенциал атомов металла, возбужденных деформацией, будет одинаково возрастать независимо от знака деформации (т. е. знака, приложенного извне гидростатического давления) в отличие от кинетической модели системы свободных молекул (идеального газа), где знак приращения давления определяет направление изменения химического потенциала. Напротив, термоупругие эффекты в твердых телах связаны с ангармоническими членами в выражении потенциальной энергии взаимодействия атомов, но здесь они не рассматриваются. В литературе этому вопросу не уделено должного внимания, так как все опыты по изучению поведения твердых тел под высоким давлением относятся к деформации тела сжатием. [c.15]

Поскольку ах >> gx , явления, обусловленные ангармонизмом, не исчерпывают всех термодинамических свойств твердого тела. Действительно, даже при симметричных колебаниях атомов имеются силы, противодействующие их сближению, а именно силы отталкивания электронных оболочек и силы сопротивления растяжению (химические связи), уравновешивающиеся в не-деформированном теле. Сжатие и растяжение тела, если их рассматривать без учета ангармонизма, приводят к нарушению такого равновесия и появлению избыточного давления, стремящегося вернуть тело в исходное состояние с минимальным значением термодинамического потенциала, иными словами, сжатие или растяжение первоначально недеформированного тела всегда приводит к росту термодинамического потенциала с соответствующим увеличением абсолютной величины избыточного давления, равной нулю в недеформированном состоянии. В силу аддитивности энергии каждый процесс всестороннего сжатия или растяжения можно рассматривать слагающимся из двух независимых процессов обусловленного ненулевым кинетическим давлением вследствие ангармонизма и обусловленного симметричными силами взаимодействуя атомов. Первый процесс дает термоупругие Щ [c.16]

В материале замороженного раствора возникают наряду с упругими и термические напряжения. Температура льда на внутренней поверхности твердой оболочки частично замороженной капли равна температуре замерзания раствора и имеет, например, для воды значение близкое 273 К температура нару ой поверхности оболочки примерно равна температуре насыщенного пара, соответствующей давлению в аппарате. Обычно в сублимационных аппаратах поддерживается давление порядка 13, 3-260 Па этому давлению по кривой равновесия соответствует температура 233...263 К. Таким образом, температурный перепад в твердой оболочке может достигать 40 К находящиеся при более высокой температуре внутренние слои оболочки испытывают напряжения сжатия, а внешние слои подвергаются действию растягивающих напряжений. Эти напряжения могут быть в общем случае определены с помощью известных решений теории термоупругости. [c.134]

Термоупругость. Рассмотрим анизотропную упругую среду, находящуюся в механическом и термодинамическом равновесии при равномерной абсолютной начальной температуре Тг. Небольшое возмущение этого равновесия определяется полем смещения , твердо- [c.192]

Еще одна важная особенность мартенситных превращений состоит в том, что в зависимости от изменения температуры они могут протекать бездиффузионным путем как в прямом, так и в обратном направлениях, т, е. они обратимы. Термоупругое равновесие и обратимость мартенсит-пых превращений лежат в основе открытого Г. В. Курдю-мовым и Л. Г. Хандросом нового явления — так называемого эффекта памяти формы. Он состоит в следующем. Изделие из сплава, который способен претерпевать мар-тенситиое превращение, имеет определенную форму. При понижении температуры, когда происходит мартенситное превращение, эта форма изменяется. Если же вновь нагреть сплав, то изделие вновь принимает форму, абсолютно тождественную исходной. Этот эффект может быть использован в различных регулирующих механизмах. Например, изготавливают пружины, которые изменяют и восстанавливают свою форму и размеры при циклах охлаждение — нагревание с высокой и постоянной степенью точности. [c.518]

Таким образом, на основании результатов исследований микроструктуры термоупругих материалов можно Сделать вывод [3], что, по-видимому, во всех материалах, обладающих термоупругим равновесием фаз, пластины мартенсита образуют самоаккомодируемые группы. Если в сплавах на основе серебра и меди эти группы образуются в виде копий и клиньев, то в случае, например, сплава In—Т1 такая еамоаккомода-ция осуществляется путем образования взаимно пересекающихся систем параллельных двойников [302] (рис. 5.9). [c.155]

Следует заметить, что изолированная плоская граница раздела типа изображенной на рис. 5.10 не может находиться в термоупругом равновесии в однородных внешних условиях. Было показано [307], что стенка упругих доменов не может иметь равновесной дпины в однородаом поле. Однако если в кристалле Создано неоднородное распределение температур, то возможно термоупругое равновесие фаз. Тогда по мере охлажде- [c.156]

Схема на рис. 5.11 соответствует высокой степени аккомодации, при которой упругие поля дислокаций в существенной степени компенсируют друг друга. Последнее позволяет мартенситному включению увеличивать свои размеры, не очень повышая упругую энергаю в материале. Однако именно степень возрастания упругой энергии по мере роста мартенситного копья решает проблему термоупругого равновесия изолированного копья в однородном температурном и внешнем упругом полях. Поэтому мы дадам оценку возможной зависимости упругой энергии мартенситного копья и от размеров I и й(0) (Л - полудлина симметричного копья, й(0) — его максимальная ширина, которая однозначно определяет число дислокаций одного знака N /г(0)/6, где Ь — модуль вектора Бюргерса). [c.157]

Нмичие логарифмического множителя 1п в (5.14) помогает понять принципиальную возможность термоупругого равновесия мартенситного включения в однородном внешнем поле. [c.158]

В рамках этой теории исследование термонап ряженного состояния объекта сводится к предварительному решению соответствующей краевой задачи теплопроводности, а затем уже уравнении термоупругого равновесия без инерционных членов. [c.47]

В каждой из этих трех пластинок наблюдалось последействие, которое, несомненно, превышало установленный выше размер возможных ошибок. Это последействие необходимо было поэтому приписать самой кварцевой пластинке, но, прежде чем признать его упругим последействием, необходимо учесть влияние тех побочных вторичных явлений, которые сопровождают деформацию тела. В данном случае это будут явления термоупругости и электроупругости деформация сопровождается как изменением температуры, так и изменением электрического потенциала, причем, согласно нринцину Ле Шателье—Брауна, эти явления будут противодействовать деформации, уменьшая ее. И температуры, и потенциалы стремятся выравняться с течением времени по мере достижения теплового и электрического равновесия исчезают причины, уменьшавшие деформацию последняя постепенно нарастает, асимптотически приближаясь к новому пределу, — проявляется явление, аналогичное упругому последействию. Как величину этого последействия, так и течение его можно учесть, так как все необходимые коэффициенты для кварца измерены. [c.47]

Незамкнутые оболочки из слоистых пластиков, имеющие в поперечном сечении форму швелера, уголка или дуги, после снятия с пуансона или извлечения из матрицы изменяют форму вследствие того, что в местах, имеющих определенный радиус закругления (по аналогии с изделиями цилиндрической формы), действуют окружные напряжения, сжимающие наружную поверхность и растягивающие внутреннюю (рис. 11.15, а). Это приводит к возникновению изгибающего момента, под действием которого происходит деформирование стенки изделия и искажение формы поперечного сечения до достижения нового равновесия внутренних сил (рис. 11.15, б). Степень искажения поперечного сечения изделий такой формы можно существенно снизить, если уменьшить разницу в термоупругих свойствах вдоль и поперек слоев материала, укладывая, например, на пуансон пропитанную связующим стеклоткань таким образом, чтобы в направлении, указанном на рис. 11.15, б стрелкой А, располагался уток ткани, или направление, составляющее с ним угол 45°. Если известно значение деформации таких оболочек после снятия их с формообразующей оснастки и харак- [c.69]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология