Дисклинации

Как уже говорилось, исходный металл, не подвергавшийся еще никаким нагрузкам, содержит в себе начальную плотность дислокаций, которая возрастает при нагружении. На границе перехода металла из упругого в пластическое состояние достигается критическое значение плотности дислокаций, но сами дислокации в металле располагаются хаотически (рис. 70, а). Один из механизмов диссипации подводимой энергии - преобразование ее в энергию образования дислокаций. За счет этого каждая вновь возникающая одиночная дислокация запасает определенную порцию энергии Е (см. рис 69, а). Следующий механизм диссипации позволяет избавляться от части энергии, запасенной одиночными дислокациями, за счет их перемещения и объединения (см. рис. 69, б). Оба этих механизма действуют на всех масштабных уровнях. Но если в масштабе отдельных дислокаций они приводят к формированию дисклинаций (см. рис. 69, в), то в больших масштабах в действие вступают коллективные эффекты. Они позволяют целым коллективам дислокаций действовать как единое целое и формировать более крупные и сложные структуры. [c.109]

До определенного момента дисклинации имеют возможность перемещаться лишь параллельно самим себе (трансляционный характер перемещения). Это обусловлено относительно низкой плотностью дислокаций, которая недостаточна, чтобы обеспечить возможность какого-либо еще вида движения внутри металла, ведь дислокации делают структуру металла более разряженной и внутренне напряженной. Металл становится более текучим и по ряду свойств приближается к жидкому состоянию. Некоторые авторы предлагают рассматривать пластически деформированное состояние металла как особое сильно возбужденное состояние кристалла, к которому принципиально неприменима теория возмущений идеального кристалла. [c.109]

Дисклинации имеют различную пространственную ориентацию в объеме металла. Стремление к взаимному объединению, а также возможность перемещаться исключительно трансляционно заставляет дисклинации формировать структуры второго масщтаба после одиночных дислокаций типа клубков и скоплений (рис. 70, б). В этих скоплениях отдельные дисклинации пространственно разориентированы друг относительно друга, что не по- [c.109]

Дисклинации - дефекты кристаллической решетки металлических материалов. Возникают при объединении дислокационных структур и представляют собой ряды одинаково направленных дислокаций. [c.148]

Ю.Какие из перечисленных дефектов является точечными дефект Френкеля, дислокация, дефект Шоттки, дисклинация, вакансия [c.159]

Дисклинации имеют различную пространственную ориентацию в объеме металла. Стремление к взаимному объединению, а также возможность перемещаться исключительно трансляционно заставляет дисклинации формировать структуры второго масштаба после одиночных дислокаций тина [c.286]

Эти два примера — простые частные случаи прямолинейных дисклинаций. Мы рассмотрим общую задачу о возможных распределениях п (г) в прямолинейных дисклинациях в неограниченной нематической среде. Очевидно, что распределение п (г) в такой дисклинации не зависит от координаты вдоль ее длины [c.195]

Введем цилиндрическую систему координат г, ф, z с осью г вдоль оси дисклинации. Как уже отмечено, распределение п (г) [c.196]

Число п называют индексом Франка дисклинации. [c.196]

Плоскость поперечного сечения дисклинации делится этими лучами на m одинаковых, повторяющих друг друга секторов. [c.197]

Это — осесимметричные решения, которым отвечают соответственно рис. 27, а и рис. 27, б ). Эти решения однозначны, т. е. индекс Франка этих дисклинаций п = (ср. (37,1)). [c.199]

Осесимметричные деформации (37,10—11) (см. рис. 27), представляющие дисклинации с индексом Франка п = , являются точными решениями уравнений равновесия нематической среды [c.200]

Отметим, что это выражение вообще не зависит от радиуса сосуда R. Энергия же дисклинации (рис. 27, а решение (37,10)) [c.202]

Н г ш е н И е. и) Невозмущенное поле радиальной дисклинации (рис. 27, а) п,. = 1 =, n.z = 0. Возмущенное же поле пишем в виде [c.204]

Топологические свойства дисклинаций [c.205]

Данное в 37 определение индекса Франка было существенно связано с предположением о плоском характере деформации в дисклинации и однородностью вдоль ее длины. Покажем теперь, каким образом это понятие может быть введено в общем случае произвольных криволинейных дисклинаций в нематической среде. [c.205]

Другую категорию составляют дисклинации с полуцелыми индексами. Эти дисклинации неустранимы, они топологически устойчивы. [c.206]

Наряду с линейными особенностями, дисклинациями, в нематической среде могут существовать также и точечные особенности. Простейший пример такой особенности — точка, из которой торчат векторы п во все стороны ( еж ). [c.206]

ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСКЛИНАЦИЙ 207 [c.207]

Число N, характеризующее точечную особенность, может быть только целым. Легко видеть, что полуцелое N означало бы в действительности существование неустранимой линейной, а не точечной особенности. Так, если 2 покрывает половину сферы (Л/ = 1/2), то это значит, что, проследив за какой-либо одной точкой на Yi мы найдем, что ее отображение описывает на сфере контур вида Pi/2 (рис. 31), что свидетельствовало бы о наличии неустранимой дисклинации с индексом Франка п — 1/2 ). [c.207]

Решение. Рассматриваем дисклинацию в системе координат, где она покоится (и совпадает с осью г), а жидкость движется с постоянной скоростью v вдоль оси X. Распределение п (г) в дисклинации в этой системе стационарно и дается ( рмулами (для дисклинации с радиальными линиями тока директора , рис. 27, а) [c.218]

При традиционном описании процесса пластической деформации исходят из того, что существующие в кристаллах системы скольжения позволяют обеспечить его формирование без разрушения сплошности. В.Е. Паниным и др. [11] было доказано, что пластическое течение происходит одновременно на нескольких уровнях, причем трансляция на одном уровне обязательно сопровождается поворотом на более высоком уровне, и наоборот. Принципиально важным в этом подходе является то, что любое нарушение структуры кристалла при подводе к нему внешней энергии рассматривается с позиции самоорганизации локальных структур, обусловленной энтропийными эффектами. Вторичные структуры, формирующиеся в деформируемом кристалле при достижении необходимого уровня возбуждения, представляют совокупность локальных структур - от дефектов типа точечных или линейных до аморфного состояния, возникающего при высокой плотности дефектов. Таким образом, при анализе пластической деформации кристаллов необходимо учитывать кооперативное взаимодействие трансляции, ответственной за изменение формы (дисторсии), и ротации, ответственной за изменение объема (дилатации). При этом важную роль в распространении скольжения играют границы зерен. Эволюция скольжения включает образование полос скольжения на начальных этапах пластической деформации, которые потом трансформируются в полосы микроскопического сдвига, что приводит к возникновению зоны локализованной макропластической деформации, проходящей через весь объем. Переход от одного масштабного уровня (микрополосы) к другому (макротюлосы) являет собой неустойчивость пластической деформации, предопределяющую шейко-образование. Он характеризуется тем, что шменяются элементарные носители деформации - дислокации сменяются дисклинациями. Дисклинации являются более энергоемкими дефектами, чем дислокации, что позволяет системе про- [c.241]

При достижении очередной критической плотности дислокаций рщ, текучесть материала оказывается достаточной для того, чтобы в нем могло происходить вращение дислокационных и дисклинационных структур (ротационный характер перемещения). При этом снимается пространственная разориентация дисклинаций в клубках и скоплениях и возможно их более полное объединение. Чтобы сохранить пространственную сплошность металл вынужден образовывать периодическую структуру. Это приводит к перестройке структуры металла и формированию ячеистьа или сетчатых структур (рис. 70, в). Границы ячеистой структуры начинают притягивать дислокации, которые продвигаются к ним для взаимного объединения. Толщина границ со временем постепенно увеличивается. Плотность дислокаций на границах увеличивается, тогда как в теле самих ячеек она становится практически равной первоначальной ( 10 -10 см ) Средняя плотность дислокаций в металле на этапе возникновения ячеистой структуры достигает 10 ° [c.110]

ПРЯМОЛИНЕЙНЫЕ ДИСКЛИНАЦИИ В НЕМАТИКАХ [c.195]

Прямолинейные дисклинации в нематиках [c.195]

Равновесному состоянию нематической среды при заданных граничных условиях не обязательно соответствует всюду непрерывное распределение п (г), в котором вектор п имел бы в каждой точке вполне определенное направление. В механике нематиков необходимо рассматривать также и деформации с полями п (г), содержащими особые точки или особые линии, в которых направление п оказывается неопределенным. Линейные особенности называют дисклинациями. [c.195]

Возможность возникновения дисклинаций можно проиллюстрировать простыми примерами. Рассмотрим нематик в длинном цилиндрическом сосуде, причем граничные условия требуют перпендикулярности п поверхности сосуда. Естественно ожидать, что в равновесии вектор п в каждой точке будет лежать в плоскости поперечного сечения цилиндра и направлен по радиусу в этом сечении (как это изображено на рис. 27, а) очевидно, что на оси цилиндра направление п будет при этом неопределенным, так что эта ось будет дисклинацией. Если же граничные условия требуют параллельности направления п стенке сосуда в плоскостях его поперечного сечения, то установится распределение с векторами п, лежащими везде вдоль концентрических окружностей в этих плоскостях с центрами на оси цилиндра (рис. 27, б) и в этом случае направление п на оси будет неопределенным. [c.195]

Поле п (г) рассмотренного здесь осесимметричного без особенности решения уравнений равновесия может быть получено из поля п (г) в дисклинации с /г = 1 путем непрерывной (т. е. без возникновения каких-либо разрывов) деформации — постепенным выводом векторов п из плоскостей z = onst. Это обстоятельство является проявлением весьма общей ситуации, которая будет выяснена в следующем параграфе. [c.203]

Полученное в тексте и в аадаче 1 утверждение, что свободная энергия деформации в дисклинациях с п = превышае энергию несингулярного осесимметричного решения означает лишь, что эти дисклинации могли бы быть в лучшем случае метаетабильными. Теперь мы видим, что раднальная дисклинация вообще неусгойчива, а циркулярная устойчива (относительно возмущений указанного вида) при соблюдении определенных соотношений между модулями. [c.204]

Из сказанного следует, что все дисклинации в нематической среде распадаются на две категории, в каждой из которых все дисклинации топологически эквивалентны — могут быть переведены дргуг в друга путем непрерывного деформирования поля п (г) (С. И. Анисимов, И. Е. Дзялошинской, 1972). Одну категорию составляют дисклинации с целыми индексами Франка эти дисклинации к тому же топологически неустойчивы — они могут быть вообще устранены путем непрерывного деформирования. Дисклинации целого индекса может заканчиваться в объеме нематика. [c.206]

При целбм Л/ подобные рассуждения не привели бы к аналогичному выводу, поскольку дисклинации целого индекса устранима, а отображение с целый Л отвечает неустранимой особенности. [c.207]

Определить силу, действующую на прямолинейную дисклинацию (с индексом Франка п = 1), движущуюся в перпендикулярном ее оси направлении (Я. Imura, К. Okano, 1973). [c.218]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...