Дислокации поле напряжения

Поле напряжений вблизи краевой дислокации таково, что кристалл сжат с одной стороны плоскости скольжения и растянут с другой стороны. В твердых растворах замещения большие атомы растворенного вещества, собирающиеся в растянутой части, или малые атомы, собирающиеся в сжатой части, будут снижать энергию деформации дислокаций. [c.240]

Суммарная энергия поля напряжений дислокации W x) W + W (109) [c.59]

Интересно отметить, что практически значимая область поля напряжений одной дислокации размером Хо = 50 А и соответственно Д5 (100 А) определяют максимальную плотность изотропно распределенных и почти не взаимодействующих дислокаций = 1/Д5 <= 10 см , что совпадает с опытными оценками максимальной плотности дислокаций в металлах. [c.64]

X — расстояние, на которое распространяется поле напряжений дислокации [c.61]

Суммарная энергия поля напряжений дислокации [c.61]

Известно, что благодаря упругому воздействию полей напряжений, возникающих вокруг дислокаций, и их притяжения друг к другу, образуются границы полигонизационного характера [70]. Очевидно, что это взаимодействие полей является эффективным в том случае, когда расстояние между ними мало, то есть плотность дислокаций достаточно велика. Например, в случае монокристаллов рубина объединение дислокаций с образованием границ начинается при плотности порядка 10 шт/см . Активное зарождение дислокаций характеризуется углами разориентации отдельных областей кристалла от 40 до 3° [71 ]. На рис. 5 а, б представлено распределение плотности дислокаций и протяженности границ блоков по длине кристалла. Указанные характеристики находятся в хорошем согласии друг с другом. Относительная величина поверхностного натяжения таких границ может быть определена как [c.72]

Далее кратко рассмотрим основные механизмы образования микротрещин, которые можно подразделить на дислокационные, диффузионные и в результате межзерен-ного сдвига. Дислокационные механизмы могут быть разделены на три группы. К первой группе относятся модели (Зинера, Стро, Коттерелла, Гилмана и др.), связывающие инициированные микротрещины со скоплением дислокаций в плоскостях скольжения. Эти скопления возникают в результате остановки движущихся дислокаций в различных барьерах, которыми являются границы зерен с большими углами разориентировки, включения, поля напряжений. Вторая группа моделей предполагает образование микротрещин в результате скопления дислокаций в окрестностях пересечения систем элементарных актов пластической деформации путем скольжения и двойникования (модель Коттерелла). В соответствии с концепциями моделей третьей группы микротрещины инициируются в результате взаимодействия дефектов кристаллической решетки при пластическом деформировании. Эта группа -барьерные механизмы, описывающие процесс развития трещин в результате объединения цепочек вакансий в движущихся дислокациях со ступенькой пересечение малоугловых границ аннигиляции дислокаций в близко расположенных плоскостях скольжения возникновения поля растягивающих напряжений от двух дислокационных скоплений противоположного знака. [c.86]

Действие поля напряжений на дислокацию [c.275]

Зная величину энергии взаимодействия дислокации с упругим полем (17.27), легко определить силу воздействия упругого поля на дислокацию. Рассмотрим дислокационную петлю D в поле внешних (по отношению к дислокации) упругих напряжений и вычислим изменение б(/вз при бесконечно малом перемещении петли D. Пусть бХ — смещение элемента линии дислокации. Представим Ьи з в виде [c.275]

Причиной диффузионного потока на дислокацию, естественно, может служить пересыщение точечных дефектов в объеме кристалла. Однако диффузионный поток порождается также наличием силы,, действующей на дислокацию в направлении, нормальном ее плоскости скольжения. Пусть дислокация находится в поле напряжений, создающих силу Р, приложенную к единице длины дислокации. Тогда при переползании дислокации совершается работа, определяемая в единицу времени величиной РУ . Эта работа, отнесенная к одной вакансии, осевшей на дислокации, проще всего записывается [c.315]

Картины муара свидетельствуют о значительных перспективах этого метода для изучения тонкой структуры пленок распределения и плотности дислокаций, определения вектора Бюргерса, движения дислокаций, поля напряжений около дислокационных линий и т. п. Другими приложениями является исследование процессов образования и роста зародышей при кристаллизации, в том числе образования окисных пленок, изучение процессов упорядочения и разупорядочения, определение строения границ зерен и блоков мозаики, доменной структуры, изучение тонкого механизма пластической деформации, осуществляемой прямо в микроскопе, и многие другие. Некоторые из этих задач уже изучаются, другие ждут своего решения. Кроме указанных приложений, большой интерес представляет использование муаровых узоров в качестве тестобъектов для определения [c.387]

В механических и гидромеханических процессах целенаправленно проводят разделение твердых тел и неоднородных систем, измельчение и диспергирование, смешение и образование неоднородных систем и т.п. Для интенсификации подобных процессов требуется активное вмешательство в движение отдельных элементов жидкостей и твердых тел. Для этого необ содимо управление полями скоростей и напряжений в заданных пространственно-временных масштабах как в элементах объема, так и на ограничивающих поверхностях. Таким образом, в общем случае интенсификация механических и гидромеханических процессов связана с задачей создания управляемых течений в многофазных гетерогенных системах и динамических полей напряжения в твердых телах. В частности, такие задачи могут решаться специальными приемами генерации вихрей, колебательных потоков, дислокаций и тому подобных структур с необходимой интенсивностью и распределением в пространстве и времени. [c.18]

Как установил А. А. Бочвар, абсолютная температура рекристаллизации металлов составляет приблизительно 0,4 от абсолютной температуры их плавления. Температура рекристаллизации существенно зависит от степеин предшествующей деформации металла в холодном состоянии. Даже весьма малые количества примесей в металле могут резко замедлить процесс рекристаллизации. Это объясняется в основном адсорбцией примесей. Примеси, концентрирующиеся на границах деформированных зерен, увеличивают их устойчивость, т. е. повышают температуру рекристаллизации. При рекристаллизации примеси должны покинуть границу, и этот процесс в известных условиях может определить суммарную скорость. Положение о том, что движение атомов при рекристаллизации подобно их движению при самодиффузии, неточно. Перемещения атомов прн рекристаллизации совершаются на малые расстояния, сравнимые с размерами самих атомов, и не являются поэтому результатом большого числа блужданий. Кроме того, в отличие от самодиффузии эти перемещения носят кооперативный характер, так как в них участвуют группы атомов. Следует учесть, что при рекристаллизации перемещения атомов совершаются под влиянием поля напряжений. Все эти особенности позволяют сравнивать атомный механизм рекристаллизации как с самодиффузией, так и с пластическим течением, которое, как указывалось в гл. XIV, связано с движением дислокаций и мартенсит-ным превращением. Следует отметить, что различные факторы, ускоряющие самодиффузию, понижают температуру рекристаллизации. [c.515]

В ковалентных кристаллах подвижность дислокаций при низких температурах ограничена большими значениями напряжений Пайерлса. Так, для Ое и 51 было установлено, что существенная пластическая деформация и заметная подвижность дислокаций обнаруживаются при Т > 0,4 Тпл [1,2]. Теория термоактивационного движения дислокаций в поле напряжений разработана недостаточно, и, как показано в [3, 4], имеются существенные различия между ее выводами и экспериментами. Поэтому необходимы дальнейшие исследования закономерностей деформации ковалентных кристаллов, в том числе и алмаза. Несмотря на широкое применение алмаза в технике в качестве сверхтвердого высокопрочного материала, такие его исследования до настоящего времени не были проведены. Актуальность исследования алмаза в широком температурном интервале связана также с тем, что при нулевых давлениях алмаз является метастабильной модификацией углерода, и поэтому особый интерес представляет изучение влияния графитизации на механические свойства алмаза. [c.150]

При выводе формул (315) и (317) мы исходили из уравнения (301а), т. е. допускали, что релаксацию напряжений контролирует тот же основной процесс, что и скорость предшествующей пластической деформации. В первые секунды после окончания растяжения образца процесс, ответственный за релаксацию, вероятнее всего, будет тем же, но по истечении некоторого промежутка времени он должен закончиться, как только величина ст станет приблизительно равной Оа (а 0). Амплитуда (и длина волны Я.) дальнодействующего поля напряжений стс определяется характером распределения дислокаций. Вполне разумно допустить, что распределение дислокаций в рассматриваемый момент времени удерживается какими-то локальными барьерами достаточно большой величины. Время от времени с помощью термических флуктуаций эти барьеры преодолеваются и Од при этом несколько снижается, происходит дальнейшая релаксация напряжений, но с другим (большим) временем релаксации (см. рис. 84). [c.193]

Степенной характер зависимости скорости ползучести от напряжения свидетельствует о том, что ползучесть обусловлена механическим отрывом дислокаций и их последующим перемещением в поле напряжений медленными вначале, при малых напряжениях из-за их релаксации, а затем более быстрь1м. При этом показатель степени т 3,7. Такая же степенная зависимость от приложенного напряжения (с показателем степени 3,8) была получена в одной из ранних работ по измерению деформации ползучести графитов марок ГМЗ и ПГГ при температурах 1800-2300 °С и растягивающих нагрузках 12—25 МПа. [c.83]

Интересно отметить, что практически значимая область поля напряжений одной дислокации размером Хо = 5 нм и соответственно Д5 л (10 нм) определяют максимальную плотность изотропно распределенных и почти не взаимодействующих дисло- [c.66]

Учитывая, что поле напряжений, создаваемое дислокацией, распространяется в границах кристалла, специальные условия для активного проявления хемомеханического эффекта возникают при коррозии под напряжением в вершине трещины, где дальнейшее ее распространение определяется свойствами одного кристалла (транскристаллитное разрушение) или двух пограничных кри-I Сталлов (межкристаллитное разрушение). Тогда хемомеханический эффект, способствуя повышению химического потенциала поверхностных атомов (выход дислокаций), стимулирует механохимический эффект, который в свою очередь способствует выходу дисло-[ каций. Таким образом, можно сделать вывод о возможности авто-I каталитического механизма химико-механического разрушения в вершине трещины. Действительно, в работе [22 ] наблюдалось значительное увеличение скорости роста коррозионно-механической трещины во времени. [c.146]

Сплавы этого класса представляют простейший, в некоторых отношениях, случай, поскольку их поведение при водородном охрупчивании можно относительно легко связать с простыми физикометаллургическими свойствами. Как уже указывалось, имеющиеся данные позволяют предполагать (правда, не с полной уверенностью), что связанные с водородом потери пластичности обусловлены присутствием включений и выделений [72, 74, 87]. Последовательность событий при этом, по-видимому, такова. Дислокации, несущие водород, при деформации скапливаются около частиц, в результате чего динамически может создаваться высо кая локальная концентрация водорода [314]. Часть этого водорода может освобождаться в результате перекрывания полей напряжений дислокаций, а еще часть водорода будет захвачена включением [314]. Когда на растягиваемом образце начинает формироваться шейка, водород принимает участие в локальных процессах, и может либо снижать прочность границы раздела частица/матрица, либо стабилизировать малые полости или трещины, образующиеся в частицах, либо проникать в полости растущие вокруг частиц и содействовать их росту, за счет внутреннего давления Нг. Отметим, что последнее взаимодействие начинается только на стадии образования шейки. Все перечисленные процессы могут облегчать и ускорять обычное вязкое разрушение и делать его возможным при меньшей деформации, что, в свою очередь, соответствует потере пластичности и уменьшению относительного сужения, или же ускоренному растрескиванию при испытаниях на КР. Весь ход событий можно проследить по рнс. 52. [c.139]

Квадрупольиые эффекты. В твердых телах для адер со спином /> /2 возникают дополнит, уровни энергии. Если < 1 МГц, где eQ - электрич. квадрупольный момент адра, ед - фадиент напряженности электрич. поля (ГЭП) на адре, то для монокристалла наблюдается 2/ - 1 линий, расстояния между к-рыми закономерно меняются при изменении ориентации кристалла в поле Bq. Из этих зависимостей находят положения главных осей тензора ГЭП, значения параметра его асимметрии Я и e Qq. Выявляется хим. и кристаллофафич. неэквивалентность. Эго полезно при исследовании ф овых переходов и динамики решетки в сегнето-электриках, цеолитах и др. практически важных в-вах. Примеси, вакансии, дислокации, любые напряжения решетки создают на квадрупольных ядоах разброс ГЗП, размывая линии ЯМР. Если е вд >1 МГц, то в хороших кристаллах соответствующие переходы можно наблюдать без поля Bq. Эго ядерный квадрупольный резонанс. [c.519]

Усредненная плотность упругой энергии (ш) в материале с произвольными полями напряжений равна (l/2)Xli,j= = (о уСу)-Выразив компоненты тензора деформаций через компоненты тензора напряжений согласно закону Гука [117], для неупорядоченной стенки краевых дислокаций получено выражение [c.105]

Далее, принимая Ь = 0,25нм и d = 50 нм, из уравнений (2.28) и (2.34) получим 5,8 х 10 и 3 х 10 . Произвольные поля напряжений ансамблей дислокаций и дисклинаций вызваны случайными распределениями линий скольжения в зернах и независящими друг от друга зеренными ориентациями. Следовательно, среднеквадратичные деформации и упругие напряжения от ансамблей дислокаций и дисклинаций можно просто суммировать, чтобы получить общий результат для этих дефектов. Таким [c.110]

Учитывая характер дальнодейств]гющих полей напряжений от стенки хаотичного ансамбля внесенных зернограничных дислокаций, следуя [118], считали, что сдвиги атомов в теле зерен убывают обратно пропорционально корню квадратному из величины кратчайшего расстояния х от границы зерна. Компоненты деформационного вектора Сху вычисляли с использованием уравнения [c.116]

Высокие значения ао, связанные с искажениями кристаллической решетки в исходном наноструктурном образце, определяют высокое значение напряжения насыщения. Тем не менее напряжения от скоплений дислокаций на границах зерен могут не возрастать из-за аккомодационных процессов на неравновесных границах зерен. Можно предположить, что неравновесные аморфноподобные границы зерен эффективно поглощают решеточные дислокации. Таким образом, увеличения полей напряжений не происходит и /Зв остается постоянным при циклической деформации. [c.219]

Другая ситуация складывается в случае отожженных наноструктурных материалов с обычными, релаксированными границами зерен. В этом случае скопившиеся у релаксированных границ зерен дислокации значительно увеличивают поля напряжений и, следовательно, увеличивают значения /Зе- Следовательно, накопление дислокаций на ранних стадиях циклической деформации является ответственным за быстрое упрочнение и постепенное увеличение среднего значения /Зе в наноструктурной Си после кратковременного отжига. [c.219]

На основе полученных экспериментальных данных установлено, что деформационное старение трубных сталей сопровождается в процессе эксплуатации магистральных нефтепроводов сложными структурными превращениями. В частности, в структурнонеоднородных областях происходит генерация дислокаций и вакансий, изменяется дислокационная структура от сетчатой до ячеисто-клубковой, растет количество изгибных контуров, а следовательно. увеличиваются дальнодействующие поля напряжений. Образуются полосы скольжения, количество их растет с увеличением длительности эксплуатации металла труб. На по]юсах скольжения, как правило, возникают усталостные микротрещины, которые, коагулируясь, образуют макротрещину. В процессе эксплуатации происходят распад цементита, перераспределение атомов углерода и азота, образование новых частиц карбидов и нитридов. [c.613]

Различают так называемые ростовые блоки и блоки полигонизации, образуемые при охлаждении или отжиге монокристаллов. Пртфода возник-новешм ростовых блоков обусловлена многими причинами механические включения, упругие поля напряжений, дислокации, примеси. Все это способствует скоплению дислокаций, которые, притягиваясь друг к другу, формируют фаницы (рис. 29 а, б). На рис. 30 а, б представлена угловая разори-ентация блоков в кристаллах лейкосапфира. Границы блоков расположены преимущественно вдоль направления роста и практически параллельны направлению [0001]. [c.46]

Необходимо иметь в виду, что при высоких температурах восходящая диффузии примеси и избыточных компонентов кристаллизуемого вещества под действием поля напряжений дислокаций может способствовать локальному увеличению их концентрации. В результате на дислокациях могут возникать частицы макроскопических размеров. На рис. 50 а-в представлена кинетика данного эффекта в поле линейных и ге лико ид ал ьных дислокаций в монокристаллах иттрий-алюминиевого граната. Исследование указанного процесса позволило разделить эту кинетику на три стадии. На первой происходит декорирование геликоидальных дислокаций (см. рис. 50 а), на второй — развал геликоидалььгых дислокаций с образованием системы колец, строго ориентированных в монокристалле (см. рис. 50 б). На этой стадии уже видны механические частицы макроскопических размеров. На третьей стадии эти частицы образуют вокруг линейных дислокаций скопления, контуры которых имеют явно геометрическую форму, отражающую симметрию кристаллографической плоскости, по поверхности которой шла диффузия (см. рис. 50 в). Таким образом, в случае высокотемпературной кристаллизации (а также высокотемпературного отжига) дислокации, кроме локальных термоупругих полей, могут способствовать образованию в монокристаллах механических включений высокой плотности. Их отличие от включений, захватываемых фронтом роста, заключается в том, что размер частиц практически постоянен, а колонии этих частиц представляют собой скопления, в которых частицы находятся на строго определенном расстоянии друг от друга. Можно думать, что природа сил, приводящая к такому распределению, носит электростатический характер [69]. [c.71]

Механизмы размножения Д. (увели чения их суммарной длины в единице объема) основаны на прогибании под действием внешней силы линий Д., закрепленных на своих концах ка-кими-либо препятствиями. Таким удлинением является, напр., переход отрезка дислокации EFG, закрепленного в точках и G, в положение EF G. Притягивающиеся Д. с противоположными векторами Бюргерса, лежащие в одной плоскости скольжения, при сближении аннигилируют (рис., е). Разноименные Д. в различных плоскостях скольжения аннигилируют переползанием. Вследствие этого при высокотемпературном отжиге кристалла, способ ствующем диффузии и переползанию, плотность Д. уменьшается. Распределение Д. в деформированных кристаллах обычно неравномерно. При малой степени деформации (до 10%) они часто располагаются вдоль отдельных плоскостей скольжения, к-рые на поверхности кристалла выявляются методом избирательного травления в виде линий и полос скольжения. С увеличением степени деформации часто возникает ячеис-тая структура, выявляемая электронным микроскопом и по рассеянию рентгеновских лучей. Границы ячеек состоят из густо расположенных Д., размер ячеек обычно около 1 мкм. При размножении Д. средние расстояния между нимисокращаются, их поля напряжений перекрываются и скольжение затрудняется. Чтобы оно могло продолжаться, приложенное внешнее напряжение увеличивают (см. Деформационное упрочнение). Упрочнение кристаллов достигается также введением различных препятствий для движения Д. примесных атомов (в виде легирующих добавок), частиц второй фазы (возникающих в процессе термической обработки диффузионным путем или при бездиффузионных фазовых превращениях), двойников, радиа- [c.368]

В поле напряжений, возникающем от иных, несобственных источников (т. е. от приложенных извне нагрузок на кристалл или от других дислокаций), дислокация испытывает силы, которые стремятся заставить ее двигаться. Сила, стремящаяся вызвать скольжение дислокации, пропорциональна составляющей приложенного напряжения сдвига на ее плоскость скольжения, взятой в направлении ее вектора Бургерса. Сила на единицу длины равна этой составляющей напряжения, умноженной надлину вектора Бургерса. Она действует в плоскости скольжения в направлении, перпендикулярном линии дислокации. Таким образом, в случае замкнутой петли дислокации, лежащей в ее плоскости скольжения, приложенное напряжение сдвига обладает эффектом двухмерного давления, стремящегося растянуть или сжать равномерно петлю. Эта сила одинакова независимо от того, является ли дислокация краевого, винтового или промежуточного типа. Сила, стремящаяся вызвать переползание, зависит только от краевой компоненты дислокации и, взятая на единицу длины, равна этой компоненте, умноженной на осевое давление, параллельное ей. Ее можно представлять как силу, стремящуюся выжать экстраполуплоскость краевой дислокации. [c.22]

Коттрелл [18] показал в 1948 г., что, поскольку посторонние атомы в твердом растворе локально искажают кристалл, они взаимодействуют с полем напряжения дислокации, и, так как последнее распространяется на большие расстояния, это взаимодействие является дальнодействующим. Рассмотрим для простоты только объемное изменение Ли, вызванное посторонним атомом. Тогда энергия взаимодействия будет р Ди, где р — компонента гидростатического давления напряжения дислокации. Для краевой дислокации имеет место сжатие на одной стороне и растяжение на другой, так что независимо от знака Ди всегда есть некоторое направление, в котором рДу отрицательно и в котором растворенные атомы притягиваются к дисло1чации, В саком-либо одном направлении энергия взаимодействия обратно пропорциональна расстоянию. В минимуме энергии, примерно на одном атомном расстоянии от дислокации Б соответствующем направлении, взаимодействие может дать существенную энергию связи. Для атомов углерода или азота, растворяющихся в объемноцентрированном кубическом железе по типу внедрения, она равна примерно 0,5 эв. Следовательно, растворенные атомы при всех температурах до некоторой степени адсорбированы на дислокационных линиях, отчасти в непосредственной близости, отчасти в диффузионной атмосфере. Если температура не слишком высока или концентрация не слишком мала, дислокация в железе оказывается линией насыщенной адсорбции углеродных атомов. Это вызывает заметное изменение механических свойств [c.26]

Рассмотрим упругий двойник, бесконечно протяженный и однородный вдоль оси Z и находящийся в плоском поле напряжений Oik х, у), другими словами, рассмотрим плоскую задачу теории упругости. Тонкий двойник в такой задаче эквивалентен совокупности прямолинейных двойникующих дислокаций, направленных параллельно оси 2 и распределенных по осид . Предположим далее, что дислокации распределены непрерывно вдоль оси х. [c.304]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология