Сильновозбужденные состояния в кристаллах

Особый интерес представляет приложение теории сильновозбужденных состояний в кристаллах к проблеме пластичности и прочности твердых тел. Принципиальными недостатками существующих теорий физики и механики деформируемого твердого тела являются рассмотрение пластического течения в рамках исходного стабильного кристалла и неучет структурных уровней деформации. Согласно [9, 10] пластическая деформация должна анализироваться на основе законов поведения неоднородных сильнонеравновесных систем, претерпевающих локально структурные превращения и следующих к равновесию с помощью движения элементов новых структур по кристаллу в полях градиентов напряжений. Перестраиваясь эстафетно между двумя смежными структурами, деформируемый кристалл испытывает пластическое течение, которое протекает как диссипативный процесс. Рассмотрим физические основы развиваемого подхода. [c.40]

В результате учета наличия в сеченИи образца слабодеформированных зерен большие эффекты экструзии — интрузии (ЭИ) наблюдаются в приграничных зонах активных зерен и в полосах усталости, т. е. в областях сильной локализации деформации (рис. 2.12). Подробное изучение структуры зон ЭИ методом растровой электронной микроскопии показало, что материал в них расслаивается на ламели, которые квазивязко смещаются относительно друг друга. Аномально высокая дефектность этих областей и характер их структуры позволяют наряду с известными предложить гипотезу о механизме ЭИ, основанную на представлении о сильновозбужденных состояниях в кристаллах [1, 2]. Согласно [1] кристалл в случае сильных искажений решетки может перейти в двухфазное состояние. В нем возникают области с аномально высокой концентрацией дефектов структуры — атом-вакансионные состояния, которые чередуются с областями малоискаженной кристаллической фазы. Наличие этих состояний обусловливает вязкое течение, расслоение кристалла и пр. О том, что материал в областях, охваченных экструзией, находится в сильно-возбужденном состоянии, свидетельствует рис. 2.13, полученный методом реплик. [c.54]

В отличие от этого подхода, базирующегося на дислокационной теории пластической деформации, в работах [20, 21] и ряде других на основании большого количества экспериментальных данных по исследованию структуры материала, деформированного в условиях одновременного действия высокого давления и сдвиговой деформации, сделан вывод о неприменимости традиционных дислокационных представлений о механизме пластического течения в указанных условиях, так как исходя из них нельзя объяснить квазижидкое течение материала и образование в нем аморфных состояний. В работе [22] жидкоподобное течение материала внутренних границ раздела в условиях локализации деформации расс.матривается как течение материала, находящегося в высоковозбужденном структурно неустойчивом состоянии, характеризующемся аномально высокой интенсивностью перестроек атомной структуры. В настоящее время теория сильновозбужденных состояний в кристаллах начинает интенсивно развиваться [23]. Так, в работе [24] дана феноменологическая теория перестройки конденсированной среды под действием интенсивных возмущений. Доказано, что сильное внешнее возмущение должно приводить к коллективной перестройке конденсированного состояния атомов. Если общим свойством невозбужденных конденсированных систем является периодическое расположение атомов в узлах решетки, положения которых отвечают точкам минимумов потенц 1альн( го рельефа, и в уел виях слабого возбуждения, когда допустимо адиабатическое приближение, картина колебаний атомов определяется заданием потенциальной энергии атомов в зависимости от величины смещений, то с увеличением возбуждения возможна перестройка потенциального рельефа атомов, причем минимумы потенциала невозбужденной системы могут смещаться и даже исчезать. При этом могут возникать особенности пластического течения в условиях интенсивной пластической деформации, кото- [c.151]

Панин В. Е., Зуев Л. Б., Данилов В. И. Релаксационные волны пластичности и сильновозбужденные состояния Ц Тез. докл. I Всесоюз. конф. Сильновозбужденные состояния в кристаллах .— Томск, 1988. [c.236]

Во-первых, в зонах локализации деформации возникают сильно-возбужденные состояния, которые обеспечивают кинетические структурные превращения при распространении пластического сдвига. Согласно [1] эти зоны можно рассматривать в качестве самостоятельной дефенитной фазы, возникающей при объединении дефектов как элементов другой структуры. Конечно, это не традиционная фаза Гиббса, для нее характерны отсутствие дальнего порядка и сохранение лишь ориентационного порядка. В [22] она названа гексагональной фазой. В любом случае несомненно одно, что зону локализации деформации нельзя описывать как просто кристалл с дефекта. ш, ее поведение определяется особенностями сильновозбужденных состояний в твердых телах [2, 23]. Во-вторых, сдвиги при локализации деформа- [c.44]

Описанный подход к роли сильновозбужденных состояний является. безусловно, модельным. Однако он достаточно полно объясняет причину и роль образования сильновозбужденных состояний в пластическом течении и тесно связывает проблемы пластического течения кристаллических тел и структурообразования. При таком подходе проблема структурообразования фактически может быть сведена к проблеме образования границ структурных элементов, т. е. участков с сильновозбужденным состоянием атомов. Из всего сказанного очевидно, что рассматриваемый процесс является кооперативным, т. е. охватывает одновременно макроскопические объемы деформируемого кристалла. Следовательно, необходимо выяснить два принципиальных момента механизм образования и способ существования участка с сильновозбужденным состоянием атомов физическую природу носителей коллективных мод структурообразования. [c.93]

Наумов и др. [270] приняли, что потеря упругости кристаллом носит взрывной (атермический) характер и сопровождается коллективным эффектом, который можно описать как своеобразное фазовое превращение. Согласно теории сильновозбужденного состояния, под воздействием нагрузки в кристалле возбуждается гидродинамическая мода, ответственная за перестройку исходной структуры в различные метастабильные состояния. Бозе-конденсация этой моды в локализованных областях кристалла приводит к перестройке его структуры, т.е. к гетерофазным флук- [c.147]

Поведение сильновозбужденного кристалла характеризуется нелинейностью и аномально большими скоростями массопереноса, т. е. при достижении сильновозбужденного состояния достигается неустойчивость и система сама выбирает свое будущее. В ходе эволюции от сильновозбужденного состояния к новой стадии устойчивости в системе могут возникать промежуточные структуры, связанные с возможностью локализации сйльновозбужденного состояния в новых типах диссипативных структур. Хотя отмечается, что промежуточные структуры являются метастабиль-ными, они включают новые механизмы диссипации энергии. С позиции концепции, развиваемой В. Е. Паниным и др., любое нарушение структуры рассматривается не как дефект, а как новое разрешенное структурное состояние, генетически заложенное в электронно-энергетическом спектре кристалла . [c.383]

Пластическая деформация — процесс структурного превращения кристалла в областях сильновозбужденных состояний [c.40]

Условие сохранения сплошности деформируемого твердого тела определяет мультиплетное скольжение в кристалле в результате чего в нем возникают зоны торможения сдвигов. В итоге при деформации даже монокристалл разбивается на области, ограниченные зонами торможения сдвигов. Последние концентрируют большие напряжения и становятся областями сильновозбужденных состояний, испускающими дефекты, т. е. проявляется процесс поперечного скольжения в головах скоплений дислокаций. Таким образом, мультиплет-ность кристаллографического скольжения обусловливает поведение кристалла как структурно неоднородной среды. Деформируемый кристалл разливается на области, границы которых являются зонами заторможенных сдвигов, определяемых плотностью планар1 ых дефектов, и содержат мощные концентраторы напряжений. Эти области должны аккомодировать протекающие по их границам сдвиги с учетом условия сохранения сплошности. Подобная среда характериз -ется спектром возбуждений кристаллической решетки и может быть описана полем локальных реперов. Изменение этого поля по времени порождает возникновение в деформируемом кристалле механического поля ПО] [c.42]

В литературе последних лет большое внимание уделяется коллективным модам деформации, причем в большинстве они отождествляются с ротационными [7, 461. Отмечается также взаимопонимание разных авторов в вопросе, связанном с повышением масштабного уровня деформации при включении коллективных мод (см., например, [3, 8, 47]). В работах школы В. Е. Панина неоднократно отмечался также гидродинамический характер течения кристалла при интенсивных внешних воздействиях 48, 49], что связывается с появлением в кристалле сильновозбужденных состояний. Поскольку последнее имеет прямое отношение к взаимосвязи структурообразования и характера пластического течения, остановимся на этом более подробно. [c.92]

Хотя трудно не согласиться с возможностью такого процесса при деформации, не ясно, как он связан с пластическим формоизменением кристалла. Кроме того, ни теоретически, ни экспериментально это превращение не подтверждено. Сама концепция сильновозбужденного состояния также не является теоретически обоснованной [48]. В то же время она позволяет объяснить гидродинамический характер течения кристалла следующим образом. [c.92]

Олемской А. И., Панин В. Е., Петрунин В. А. Смешанное состояние и физическая механика дефектов в сильновозбужденных кристаллах // Там же.— 1986,— № 2,— С. 20—27. [c.301]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...