Дислокационные механизмы разрушения двойникующихся материалов. Федоров В.А - 199 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

В предыдущей главе мы показали, что в материалах, дислокации в которых являются заряженными,
скопления дислокаций создают концентрацию как упругого, так и электрического полей. В вершине за-
торможенного скопления заряженных краевых дислокаций, например, упругие напряжения и напря-
женность электрического поля изменяются одинаково как
2/1−
r
. При возрастании внешнего приложен-
ного напряжения механическое разрушение и электрический пробой материала можно рассматривать
как альтернативные возможности. Оценим величину возможности электрического поля в вершине ско-
пления при внешнем напряжении, равном критическому. Распределение электрического поля в вершине
скопления описывается выражением
()
()
,
12
2
2/1−
ε+
λτ
=
r
L
kA
rE
где −L длина скопления, равная
()
τ
+= /12 knAL .
При
k
τ=τ ,84,1/2
2
k
dnL = и выражение для напряженности электрического поля примет следующий
вид
21
)(
68,32
)(
rd
f
b
e
rE
ε
=
.
Примем для верхней оценки
bd
k
= и 1
=
f . Тогда при
r
= 10
–4
см E = 1,6 10
6
B/см. Полученное зна-
чение по порядку величины совпадает с напряженностью пробойных электрических полей для ионных
кристаллов и полупроводников [315, 316]. Но для ионных кристаллов приведенная оценка должна быть
снижена, по крайней мере, втрое. Поэтому представляется сомнительным возникновение электрическо-
го пробоя при пластической деформации щелочно-галоидных кристаллов.
В данных кристаллах электрические эффекты, связанные с зарядом на дислокациях, будут проявляться
полностью. В полупроводниковых материалах типа A
2
B
6
электрический пробой может предшествовать
разрушению. Реализация каждого из критических событий будет определяться. Индивидуальным соче-
танием электрических и механических свойств кристалла.
Таким образом, рассмотрено зарождение трещин в вершине заторможенного скопления дислокаций
с учетом того обстоятельства, что дислокации являются заряженными. Проанализированы силовой и
термоактивированный механизмы зарождения. Показано, что наличие электрического заряда на дисло-
кациях затрудняет образование зародышевых микротрещин. Как в силовой, так и термоактивированной
моделях упрочняющее действие зависит от соотношения механических и электрических свойств кри-
сталла и пропорционально квадрату линейной плотности заряда дислокаций
λ . В области предельных
плотностей эффект упрочнения может достигать 100…200 %. Оценена напряженность электрического
поля в вершине скопления при напряжениях, равных критическим. Показано, что в щелочно-галоидных
кристаллах механическое разрушение предшествует электрическому пробою, а в соединениях A
2
B
6
ус-
ловия электрической и механической прочностей примерно совпадают.
Для модели пересекающихся скоплений рассчитана энергия активации зарождения микротрещины в
зависимости от угла между плоскостями скольжения (60 – 180°), числа дислокаций в скоплениях и их
электрического заряда (углы 90 и 120°). Определены критические расстояния между головными дис-
локациями, начиная с которых слияние дислокаций может осуществляться за счет термических
флуктуаций, и соответствующие им значения внешних напряжений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984. 280 с.
2. Степанов А.В. О причинах преждевременного разрыва // Изв. АН СССР. Отделение математики и
естественных наук. 1937. № 6.
С. 797 – 813.
3. Финкель В.М. Физика разрушения. М.: Металлургия, 1970.

Страницы