Дислокаций на теплопроводность

Влияние дислокаций на решеточную теплопроводность сплавов [c.241]

Влияние дислокаций. До сих пор мы не касались влияния дислокаций на процесс диффузии. Однако легко видеть, что почти все, относящееся к диффузии по границам зерен, можно применить и к диффузии вдоль дислокаций. Наличие более рыхлой структуры вдоль дислокации указывает на то, что частота перескоков атомов должна быть выше, а энергия активации Q ниже, чем вдали от дислокации. С точки зрения математического анализа влияние границ зерен на процесс диффузии подобно влиянию алюминиевой фольги на теплопроводность пакета, набранного из листов пластмассы и фольги. Чтобы распространить эту [c.151]

Точечные дефекты оказывают значительное влияние на физические (удельное электросопротивление, плотность, период решетки, теплопроводность, магнетизм) и механические свойства. Однако при обсуждении этого вопроса надо иметь в виду, что часто бывает трудно экспериментально (и не только экспериментально) отделить вклад в изменение свойств, который вносят точечные дефекты, от вклада, который обусловлен дислокациями. [c.68]

Таким образом, это означает, что если рассеяние при низких температурах главным образом происходит на точечных дефектах (1/т со ), то теплопроводность к а для случая рассеяния на сидячих дислокациях (1/т ш) величина и Р эти результаты прекрасно согласуются с экспериментами. [c.119]

В этих и в нескольких следующих работах плотность дислокаций, определяемая по теплопроводности с помощью выражения (8.3) для рассеяния на поле напряжений винтовой дислокации, превосходит примерно в 10 раз величину, находимую из различных вспомогательных экспериментов. Это означает, что рассеяние на дислокациях в действительности более сильное. Расхождение в этом случае по крайней мере на порядок меньше наблюдаемого для ряда чистых [c.242]

Термоупругое рассеяние обусловлено тем, что при упругих адиабатических сжатиях и расширениях температура тела соответственно повышается или понижается на АГ, Возникающие температурные градиенты выравнивают за счет теплопроводности температуру. При быстром движении дислокации по Одну сторону плоскости скольжения возникают области адиабатического сжатия, а по другую — расширения, что приводит к термоупругому рассеянию. [c.144]

В настоящее время еще нет исчерпывающих данных, которые позволили бы ответить на вопрос — каковы основные причины затухания упругих волн в монокристаллах играют ли существенную роль гистерезисные явления и потери, связанные с теплопроводностью и вязкостью . Еще не в полной мере ясен вопрос о роли дислокаций в распространении упругих волн, С одной стороны, на дислокациях возможно рассеяние волн, с другой стороны, сами дислокации, по-ви димому, могут возникать при определенных условиях под действием проходящей волны, что имеет, возможно, характер релаксационного процесса. [c.485]

Д. в кристаллах вызывают упругие искажения структуры, обусловливающие появление внутр. механич. напряжений. Д. влияют на спектры поглощения и люминесценции, на рассеяние света в кристалле и т. д. Они изменяют электропроводность, теплопроводность, сегнетоэлектрич. и магн. св-ва и т. п. Дислокации определяют пластичность кристаллов и явл. местами скопления примесей. Объёмные Д. также снижают пластичность, влияют на прочность, электрич. и магн. св-ва кристалла. [c.152]

В ряде экспериментальных исследований влияния дислокаций на теплопроводность неметаллических кристаллов (см. п. 4 3 настоящей главы) предполагается, что в действительности рассеяние часто в 10 —10 раз больше, чем вычисленное для неподвижных дислокаций. Были сделаны оценки рассеяния на колеблющихся дислокациях, и эксперименты Андерсона и Малиновского [6], Т. Сузуки и Г. Сузуки [229] с очевидностью показали, что этим можно объяснить наблюдаемое уменьшение теплопроводности. Аналогичные результаты были получены при измерениях на сверхпроводниках (см. п. 4 2 гл. 12). [c.117]

Исследования на сверхпроводниках показали, что дислокации, на которых рассеиваются фононы в металлах, не обязательно являются сидячими. Теплопроводность сверхпроводника при достаточно низкой температуре пёрехода в основном обусловлена фононами (см. следующий параграф). Андерсон и др. [7, 178, 179] исследовали влияние дислокаций на теплопроводность ниобия, алюминия, свинца и тантала в сверхпроводящем состоянии при температурах до 0,04 К. Во всех случаях рассеяние фононов оказалось намного большим (до раз), чем оно могло бы быть на сидячих дислокациях они объяснили это увеличение резонансным рассеянием на колеблющихся дислокациях. Для свинца и тантала средняя длина свободного пробега фононов при рассеянии на дислокациях имеет минимум, который смещается по температуре при изменении напряжения, в то время как для алюминия и ниобия этого сдвига не происходит. Отсюда следовало, что в первых двух металлах колеблющиеся дислокации можно описать с помощью модели упругой струны [75] для двух других металлов лучшее описание получается, если считать, что дислокация колеблется в потенциале Пайерлса. [c.245]

Были известны эксперименты, которые показывали, что дислокации уменьшают теплопроводность неметаллических кристаллов, однако первую попытку связать изменения теплопроводности с числом дислокаций осуществили Спрул, Мосс и Вейнсток [221]. Они сжимали кристаллические образцы ЫР так, чтобы длина образцов уменьшалась на 2,6 и 4%, а затем измеряли плотность ямок травления (1,8 и 4,6-10" м ), чтобы получить плотность дислокационных линий, пересекающих поверхность. Ниже максимума уменьшение теплопроводности становилось столь резким, что с хорошей точностью можно было пренебречь рассеянием на границах по сравнению с рассеянием на дислокациях. Теплопроводность у обоих деформированных кристаллов при температурах между 2 и 8 К была почти пропорциональна Я. Проводилось сравнение абсолютных значений измеренной теплопроводности с вычисленными по формуле Клеменса (8.3) с соответствующей постоянной оказалось, что измеряемая теплопроводность в 10 раз меньше, При таком [c.151]

Влияние дислокаций на электронную теплопроводность можно определить по их вкладу в электропроводность. Чтобы обнаружить влияние дислокаций на рещеточную теплопроводность, необходимо уметь вы- [c.241]

Значительные энергетические изменения возможны также в процессе разрушения. На фронте разрушения, проходящего через кристалл или стекловидное вещество, концентрация энергии очень высока. Она может быть причиной возникновения дислокаций на фронте разрушения (за счет создания высоких напряжений сдвига) или же превращается в тепловую энергию. Используя уравнения теплопроводности, можно рассчитать температурные профили перед фронтом трещины. Румпф подсчитал повышение температуры как функцию скорости распространения трещины и расстояния от фронта разрушения. При больщих скоростях разрушения в субмикроскопических зонах (протяженностью в несколько ангстрем) могут появляться очень высокие температуры, которые значительно превышают температуру плавления. Превышение температуры пропорционально удельной поверхностной энергии о, освобождающейся при разрушении Физически она не связана с поверхностью разрушения, но может расходоваться на пластическую деформацию перед фронтом трещины разрушения. [c.440]

Структура стали после медленного охлаждения состоит из двух фаз -феррита и цементита. Количество цементита возрастает в стали прямо пропорционально содержанию углерода (0,38% С - 5% РезС 0,7% С - 10% Ре С 2% С - 30% РезС). Твердые и хрупкие пластинки цементита повышают сопротивление движению дислокаций и тем самым повышают прочность, твердость, растет электросопротивление, коэрцитивная сила понижаются пластичность, вязкость, теплопроводность, магнитная проницаемость. Повышение содержания углерода облегчает переход стали в хладноломкое состояние, каждые 0,1% С повышают температуру порога хладноломкости в среднем на 20 С, [c.80]

Даже после того, как были даны пояснения по поводу многих внешних источников демпфирования, все еще остается очень большое число механизмов, с помощью которых энергия при колебаниях может поглощаться внутри некоторого малого элемента материала при его циклическом демпфировании. Мы не станем пытаться объяснить все эти механизмы, а остановимся на некоторых из них, представляющихся наиболее существенными. Эти механизмы приведены в табл. 2.1 [2.14] для тех диапазонов частот и температур, в которых они, как правило, наиболее эффективны. Все рассмотренные здесь маханизмы связаны с внутренними перестройками микро- или макроструктур, охватывающими диапазон от кристаллических решеток до эффектов молекулярного уровня. Сюда входят магнитные эффекты магнитоупругий и магнитомеханический гистерезис), температурные эффекты (термоупругие явления, теплопроводность, температурная диффузия, тепловые потоки) и перестройка атомарной структуры (дислокации, локальные дефекты кристаллических решеток, фотоэлектрические эффекты, релаксация напряжений на границах зерен, фазовые процессы, учитываемые в механике твердого деформируемого тела, блоки в по-ликристаллических материалах и т. п.) [2.15—2.18]. [c.77]

МБЖЗЁРЕННЫЕ ГРАНИЦЫ — поверхности раздела между различно ориентированными областями (зёрнами) поликристалла. Многие фпз. свойства зависят от числа и строения М. г. К нйм относятся как свойства, связанные с переносом электронов, фононов, атомов и др. (электропроводность, теплопроводность, диффузия), к-рые рассеиваются на М. г., так и свойства, зависящие от взаимодействия между М. г. и дислокациями- (механич. свойства), стенками магн. доменов (магн. жесткость), вихрями в сверхпроводниках (кри-тич. ток и поле в жёстких сверхпроводниках) и т. п. Как и внеш. поверхность, М. г. являются двумерными дефектами, вносящими воз.мущение в эяергетич. спектр Кристалла (см. Поверхность). [c.87]

М. с. определяет электрич. и тепловые свойства металлов, обусловливая высокие электро- и теплопроводности. Характер М. с, сказывается и на механич. свойствах металлов. Металлы — нанб. пластичные кристаллы, т. к. в них возможно свободное перемещение Дислокации уменьшается, если расстояние между [c.107]

В зависимости от взаимного расположения дислокаций вызываемые ими напряжения могут либо складываться, образуя макронапряжения, убывающие на расстояниях порядка размеров кристалла, либо компенсировать друг друга и убывать на расстояниях порядка расстояния между дислокациями, образуя микронапряжения. По мере приближения к дефекту напряжения возрастают по величине и могут достигать значений порядка предела прочности материала. На расстояниях, близких к центру дефекта, в области очень сильных искажений кристаллич. решётки смещения атомов настолько велики, что деформации достигают величины порядка единицы, понятие напряжений теряет определ. физ. смысл и для описания искажения возникает необходимость учёта дискретности среды, её конкретной атомарной структуры. М. определяют ряд физ. свойств кристаллов, и прежде всего закономерности их пластич. деформирования и разрушения. МИКРОНЕУСТОЙЧИВОСТИ ПЛАЗМЫ -- мелкомасштабные плазменные неустойчивости, опасные для удержания плазмы, к-рые не приводят к немедленному разрушению равновесного состояния плазмы, а оказывают влияние на её удержание через процессы переноса — диффузию частиц и теплопроводность. Именно в результате развития М. п. появляются мелкомасштабные пульсации электрич., мага, полей и концентрации плазмы, к-рые увеличивают потоки частиц и тепла поперёк магн. поля, удерживающего плазму. [c.138]

Т. Сузуки и Г, Сузуки [229], а также Андерсон и Малиновский [6] проводили эксперименты на кристалле LiF, которые объяснялись рассеянием на колеблющихся дислокациях. В первых экспериментах образцы подвергали сжатию, а затем для закрепления дислокаций их отжигали при 300 С в течение 10 мин, во вторых экспериментах образцы подвергали деформации сдвига, а потом для закрепления дислокаций облучали у-лучами. Андерсон и Малиновский обнаружили, что после облучения достаточной дозой у-лучей теплопроводность деформированного кристалла возвращается к значению, которое она имела до деформации (фиг. 8.9). Они заключили, что после деформации заметное уменьшение теплопроводности происходит вследствие рассеяния на подвижных дислокациях и для расчетов использовали модель Гарбера и Гранато [75] и модель Нииомия [178]. После облучения у-лучами дислокации уже не могут двигаться из-за образования точечных дефектов, так что теперь рассеяние происходит на сидячих дислокациях, как это было в случае, рассмотренном Клеменсом и другими. Как следует из экспериментов, верхний предел рассеяния на таких дислокациях теперь [c.152]

На фиг. 12.5, взятой из работы Кемпа, Клеменса и Тейнша [116], показаны типичные экспериментальные результаты, полученные на медно-цинковом сплаве, подвергнутом деформации кручения. Решеточная теплопроводность после деформации пропорциональна при температурах ниже 20К и возвращается к своему первоначальному значению после отжига. В этих экспериментах плотность дислокаций оценивалась из измерений выделяемой энергии, накопленной при отжиге образцов, изготовленных из того же материала. В экспериментах Ломера и Розенберга [150] (также на сплавах Си—7п) выяснялась зависимость между изменениями решеточной теплопроводности и плотностью дислокаций, измеряемой на тонких срезах материала с помощью электронного микроскопа. [c.242]

Физические свойства. В общем случае окислы обладают достаточно высокой теплопроводностью и вместе с тем малой электропроводностью. Некоторые из них являются изоляторами при обычной и средней температурах, но имеют очень малое сопротивление при высоких. Коэффициенты линейного расширения окислов обычно меньше, чем металлов [5]. Пленки окислов, как правило, содержат большое количество физических несовершенств микроскопических трещины, поры) и тонкой структуры (дислокации, вакансии). По внешнему виду одни окислы имеют блестящую поверхность, другие— матовую [5]. Почти все они имеют кристаллическую структуру. Однако окислы некоторых металлов могут находиться в аморфном, стеклообразном состоянии (например А12О3). Большое значение имеет вопрос о способности пленок к адгезии. Было установлено, что присутствие окислов на поверхности металла является препятствием для прилипания покрытий [5]. [c.293]

П. 3. в ТВ. телах определяется в основном внутр. трением и теплопроводностью среды, а на высоких частотах и при низких темп-рах — разл. процессами вз-ствия звука с внутр. возбуждениями в ТВ. теле фононами, электронами проводимости, спиновыми волнами и др.). Величина П. з. в тв. теле зависит от кристаллич. состояния в-ва (в монокристаллах П. з. обычно меньше, чем в поликристаллах), от наличия дефектов (примесей, дислокаций и др.), от предварит, обработки материала. В металлах, подвергнутых предварит, механич. обработке (ковке, прокатке и т. п.), П. з. часто зависит от амплитуды звука. Во многих тв. телах при не очень высоких частотах а (о, поэтому величина добротности не зависит от частоты и может служить хар-кой потерь материала. Самое малое П. 3. при комнатных темп-рах было обнаружено в нек-рых диэлектриках, напр, в топазе, берилле а 15 дБ/см при /=9 ГГц, железоиттрпевом гранате а 25 дБ/см при той же частоте. В металлах и полупроводниках П. з. всегда больше, чем в диэ.чектриках, поскольку имеется дополнит, поглощение, связанное с вз-ствием звука с эл-нами проводимости. В полупроводниках это вз-ствие может приводить к отрицат. поглощению , т. е. к усилению звука при условии, что скорость дрейфа носителей заряда превышает скорость распространения звуковой волны (подробнее см. Акустоэлектронное взаимодействие). С ростом темп-ры П. 3., как правило, увеличивается. Наличие неоднородностей в [c.554]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...