Прочность кристаллов

Рис. 47. Прочность кристалла п зависимости от искажений решетки (схема по И. А, Одингу и А А. Бочвару)

Теорией дислокаций доказывается не только реальная прочность кристаллов, но и объясняется ряд механических и физических свойств металлов и сплавов например, зависимость деформации от напряжения старение хрупкость влияние ства изменение плотности, электроп внутреннее трение полиморфизм [c.17]

Исследования показывают, что кристаллы, из которых состоят многие материалы, обладают в различных направлениях весьма различными свойствами. Например, для меди прочность кристаллов в разных направлениях различается более чем в три раза. [c.9]

Сильная ковалентная связь с энергией порядка 10 Дж/моль определяет высокую температуру плавления и прочность кристаллов. Ковалентной связью обусловлены структуры так называемых атомных кристаллов — алмаза, кремния, германия, серого олова и др. [c.9]

Сравнение реальной прочности кристаллов со значениями, полученными на основании теоретических расчетов, обнаруживает весьма существенные расхождения. Теоретический предел прочности в десятки и даже в сотни раз превосходит значения, получаемые при испытаниях реальных образцов. [c.92]

Обратимся теперь к выражению (3.31). Из него видно, что коэффициент k есть не что иное, как максимальное сопротивление сдвигу, оказываемое решеткой, при х—Ь/А. Эту величину и принимают за теоретическую прочность кристалла на сдвиг [c.102]

Рис. 4.19. Образование трещины под ХОДИТ процесс, невысока, то действием нормальных напряжений головная дислокация у барьера остановится, движущаяся за ней дислокация начнет как бы наваливаться , на нее и она будет испытывать при этом давление. Если у препятствия затормозится ряд следующих друг за другом п дислокаций, то головная дислокация будет испытывать напряжение, и-кратно превосходящее внешнее. Это напряжение может оказаться настолько большим, что превзойдет прочность кристалла и вблизи головной дислокации зародится клиновидная трещина, которая возникает вследствие объединения ближайших к препятствию дислокаций.

Аномально высокая ионная проводимость появляется при некоторой температуре Ткр, характерной для каждого вещества. Такое увеличение проводимости обусловлено, в конечном счете, скачкообразным разупорядочением ( плавлением ) подрешетки, образованной одним из сортов ионов. Другая подрешетка, т. е. объемная структура, образованная другим сортом (или сортами) ионов, сохраняет при этом жесткость и обеспечивает тем самым механическую прочность кристалла как целого. [c.275]

На рис. 19.2.5 показаны зависимости прочности кристалла от плотности дислокаций кривая 1—для железа 2 —для никеля 3 — для меди 4 — для алюминия. Плотность дислокаций определяется как суммарная длина дислокаций в объеме металла, отнесенная к величине этого объема, или суммарная длина дислокаций в единице его объема. [c.325]

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ КРИСТАЛЛА. Подстановка условия экстремума (6) для Р=Ртах (см. рис. 1) в выражение (4) при замене А на А дает следующее значение теоретического максимального напряжения (теоретической прочности кристалла) [c.20]

GI2—Gl значительны и имеют порядок теоретической прочности кристалла. Так как обычно tпонятия силы f, действующей на единицу длины дислокации, и силы fa линейного натяжения дислокации [см. формулу (35)]. Рассмотрим задачу о равновесии дислокационного отрезка, закрепленного на концах, в поле постоянного напряжения т (рис. 33). На элемент дуги 6L действует сила fi=/6L = [c.65]

ДИСЛОКАЦИОННЫЙ МЕХАНИЗМ ДВОЙНИКОВАНИЯ. Для начала двойникования требуется более высокое напряжение, чем для скольжения, однако эти напряжения значительно ниже теоретической прочности кристалла. Поэтому механизм одновременного движения всех атомов в двойнике представляется нереальным [c.140]

Из (1.44) следует что теоретическая прочность кристаллов на сдвиг, вычисленная из предположения, что смещение одной части кристалла относительно другой происходит одновременно по всей плоскости сдвига, должна составлять л 0,1(3, т. е. быть величиной порядка 10 —10 Н/м (10 —10 кгс/см ). Более строгий учет характера сил взаимодействия между атомами приводит к незначительному уточнению этой величины. [c.48]

Опыт, однако, показывает, что реальная прочность кристаллов на сдвиг примерно на 3—4 порядка ниже этой величины, что свидетельствует о том что сдвиг в кристаллах происходит не путем жесткого смещения атомных плоскостей друг относительно друга, а осуществляется таким механизмом, при котором в каждый момент времени смещается лишь относительно. небольшое количество атомов. Это привело к развитию дислокационной теории пластического течения кристаллов. [c.49]

Таким образом, теория дислокаций устраняет противоречие между теоретическим и реальным значениями прочности кристаллов на сдвиг. [c.51]

Низкая прочность кристаллов на сдвиг обусловлена наличием в них уже готовых дислокаций и генерированием их в процессе сдвигообразования. С другой стороны, известно, что по мере развития пластической деформации и роста количества дефектов кристалл упрочняется. Сущность такого упрочнения состоит во взаимодействии дислокаций друг с другом и с различного рода дефектами решетки, приводящем к затруднению перемещения их в кристалле. [c.51]

Таким образом, дефекты решетки оказывают на сопротивление кристалла деформации двоякое влияние. Способствуя образованию дислокаций, они ослабляют кристалл. С другой стороны, они упрочняют его, так как препятствуют свободному перемещению дислокаций. Это позволяет представить влияние количества дефектов на прочность кристалла U-образной кривой, показанной на рис. 1.40. Некоторой плотности дислокаций ро соответствует минимальное сопротивление кристалла деформации. Уменьшение р по сравнению с Ро приводит к повышению прочности, так как приближает структуру к идеальной. Увеличение числа дефектов по сравнению с рц [c.52]

В табл. 1 приведены максимальные значения прочности нитевидных кристаллов и непрерывных волокон тугоплавких соединений. Обращает на себя внимание тот факт, что предел прочности нитевидных кристаллов по максимальным значениям в большой степени отличается от средних значений предела прочности кристаллов, выпускаемых промышленностью. Например, средний предел прочности нитевидных кристаллов карбида кремния составляет 700—1000 кгс/мм , в то время как максимальные значения предела прочности нитевидных кристаллов, полученных в лабораторных условиях, достигают 3700 кгс/мм . Непрерывные волокна карбида кремния имеют средний предел прочности 200— 250 кгс/мм , а максимально достигаемый предел прочности в лабораторных условиях составляет 500—700 кгс/мм . [c.41]

В качестве исходных материалов использовали порошок алюминиевого сплава 6061 с размером частиц не более 400 меш, волокна борсик диаметром 145 мкм с прочностью 280 кгс/мм и модулем упругости 40,5-10 кгс/мм и нитевидные кристаллы р — — Si диаметром от 1 до 3 мкм и отношением длины к диаметру более 1000 1 прочность кристаллов составляла 840— 1050 кгс/мм , модуль упругости (42—49)10 кгс/мм. [c.158]

Есть ли разница между теоретической и реальной прочностью кристаллов Теоретическая прочность идеального твердого тела, вычисленная с учетом структуры, величины межатомных взаимодействий и расстояний между атомами и молекулами, во много раз превышает реальную. Последняя составляет лишь проценты, а зачастую доли процента от теоретической прочности. В чем секрет такого несоответствия [c.42]

А не может ли случиться так, что все дислокации выйдут на поверхность кристалла В этом случае они были бы исчерпаны, и прочность кристалла резко возросла. Однако этого никогда не произойдет, и вот почему. Английский ученый Ф. Франк и американский ученый В. Рид в 1950 году открыли явление образования новых дислокаций в процессе пластической деформации. Представьте себе краевую дислокацию закрепленной в крайних, неподвижных точках. Под действием напряжения она сначала выгнется, а затем начнет излучать замкнутые расширяющиеся кольца дислокаций. Расчеты показали, что величина напряжения обратно пропорциональна радиусу кривизны линии дислокации. [c.48]

Теория дислокаций впервые объяснила причину огромного различия теоретически рассчитанной прочности кристаллов с совершенной структурой и экспериментально определяемой прочности дефектных кристаллов. И. А. Одингом еще в конце 50-х годов была предложена гипотетическая зависимость прочности кристаллов от плотности дефектов, в частности дислокаций в кристаллах, в соответствии с которой один из путей повышения прочности, сопротивления сдвигу состоит в увеличении плотности дефектов решетки и их оптимального распределения в объеме материалов. Поскольку облучение быстрыми частицами является мощным способом создания целого комплекса дефектов решетки, оно и должно оказывать существенное влияние на механические свойства кристаллических тел. [c.60]

Прочность кристаллов железа, близкая к теоретической, получается на очень малых образцах толщиной несколько микрон и длиной несколько миллиметров. Однако эта характеристика в сильной степени д зависит от их размеров толщины и дли- [c.36]

Зависимость предела прочности кристалла железа Ок от его диаметра (1 выражается функцией [36] [c.37]

Эффект увеличения прочности кристалла каменной соли, а также экспериментально наблюдаемые многочисленные случаи преждевременного разрушения конструкций и сооружений при напряжениях, меньших условного предела текучести Оо,2, явились 1 унмым показателем недостаточности развитых представлений о прочности как о постоянной материала. Поэтому при исследовании прочности, начиная с работ А. А. Гриффитса, Дж. И. Тейлора, Е. О. Орована, Дж. Р. Ирвипа и др., появилось повое иап-равление, в основе которого лежит детальное изучение самого процесса разрушения. Так как разрушение происходит в результате развития содержащихся в теле реальных дефектов, при оценке прочности нужен учет имеющихся в теле трещин и опре-делепие их влияния на прочность. [c.9]

Поскольку показатель преломления узкозопного полупроводника с ДГС больше, чем показатель преломления широкозонных слоев, возникает волновод, локализующий генерируемое излучение вблизи активной области. Выходная плотность мощности полупроводникового лазера ограничена лучевой прочностью кристалла, поэтому для повышения выходной мощности гетеролазера используют раздельное ограничение носителей и излучения в пятислойных структурах, например [c.947]

Дислокации обоих видов обладают свойствами подвижности и размножения. Для движения и размножения дислокаций достаточны относительно малые напряжения. Относительно малая прочность кристалла объясняется наличием в.-ней дефектов дислокационного типа. Передвижение дислокации от одного атомного ряда рещётки к следующему требует малых изменений в расположении атомов. В ряде дислокаций атомы значительно смещены относительно своих нормальных мест в рещетке. Если ядро велико по сравнению с параметрами рещетки, то напряжения сдвига, необходимые для перемещения дислокации, становятся исчезающе малыми. Поэтому пластичность материалов объясняется увеличением [c.324]

Напряжения в окрестности ядра дислокации, как видно из (25) и (28), приближаются к теоретической прочности кристалла GbJ2n при г = Ь. В области г= = (l,5- 2)b, где линейная теория упругости еще дает удовлетворительные результаты, величина упругих деформаций составляет 8—10%, а напряжения весьма зна- [c.46]

Дмслокаипи оказывают существенное влиянне на свойства кристаллов, в особенности на их механические характеристики. Из-за свободного перемещения дислокаций уже кри незначительных напряжениях в кристалле происходят заметные сдвиги, т. е. возникает пластическое течение кристалла. Поэтому дислокации могут рассматриваться как элементарные носители пластичности кристалла. Насколько существенна роль дислокаций, видно из следующего сравнения в отсутствие дислокаций предельное напряжение в кристалле, а следовательно, и прочность составляет G, а при наличии дислокаций — на несколько порядков (от трех до одного) меньше. Препятствуя движению дислокаций в кристалле путем внесения в него атомов некоторых элементов (легирование) или изменяя его поликристаллическую структуру так, чтобы возникли препятствия для движения дислокаций (напри мер, уменьшая размер отдельных кристаллитов — зерен т. е. значительно увеличивая межзеренные границы, ока зывающие тормозящее действие на движение дислокаций или создавая разветвленную дислокационную структуру в которой движение дислокаций тормозится другими дн слокациями), можно повысить прочность кристалла Однако пластичность кристалла при этом может сии зиться. [c.370]

В известных работах А. Ф. Иоффе с сотрудниками [64] была поставлена серия опытов по изучению прочности кристалло В каменной соли при различных состояниях поверхности образца. Было обнаружено, что прочность кристалла с растворенным в горячей воде поверхностным слоем во много раз превышает его техническую прочность, достигая в некото1рых случаях значения теоретической прочности. Основная идея этих работ состоит в доказательстве, что уменьшение реальной прочности по сравнению с теоретической происходит из-за поверхностных несовершенств [c.13]

В отличие от данных работы [6] авторы работы [10) установили, что прочность кристаллов НаС1 не остается постоянной, а существенно зависит от температуры [c.21]

Теоретическая прочность кристаллов на сдвиг. Основным механизмом пластического течения кристаллов является сдвигообразова-ние. Долгое время считалось, что оно происходит путем жесткого [c.47]

При металлическом типе связей характерными являются относительно высокая пластичность и большие силы сцепления, т. е. большая прочность кристалла (наряду с этим — высокие электропроводность и теплопроводность). Говоря о значительной пластичности металлов, имеем в виду так называемую атермическую пластичность, т. е. пластичность, обусловленную не высокими температурами (близкими к температуре плавления металла). Термическая пластичность, Связанная с высокими температурами, имеет диффузионную природу она обнаруживается не толёко у металлов такая пластичность не сопровождается большой прочностью. Материалы с ионными связями обладают очень большой прочностью при сжатии, низким сопротивлением разрыву и практически характеризуются отсутствием пластичности эти материалы имеют очень низкие электропроводность и теплопроводность. Для ХруйКого мгновенного разрушения таких материалов достаточно мельчайших трещин на поверхности. Однако имеются керамики, у которых прочность при растяжении доходит до 14 кПмм , а прочность при сжатии — до 280 кГ/мм . [c.225]

С другой стороны, упаковка, или расположение атомов в кристаллах, зависит не только от формы атомов, но и от величины и характера тех сил притяжения (также электрической природы), которые действуют между ними и обеспечивают образование кристаллов из жидкостей или паров данного вещества и прочность кристаллов, их способность сохранять внешнюю форму и соответствующее шнутреннее строение, т. е. взаимное расположение состав-[ляющих его атомов. Можно показать, что примерно одинаковые по размеру атомы в зависимости от величины и характера действующих между ними сил притяжения могут менять характер своего расположения в пространстве — свою упаковку . [c.149]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...