ВУЗ:
Составители:
W = 2 эВ, выполняется раньше, чем условие силового слияния их при сближении до расстояния 2,41h,
что позволяет сделать вывод в пользу термоактивированного зарождения трещин. При этом критиче-
ские напряжения будут, примерно, вдвое меньше напряжений, соответствующих атермическому слия-
нию дислокаций.
3.6. ЗАРОЖДЕНИЕ ТРЕЩИН НА ГРАНИЦЕ СВОБОДНОГО
УПРУГОГО ДВОЙНИКА ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ
В развитие предположения о возможности термоактивированного разрушения кристаллов каль-
цита при упругом двойниковании (см. выше) ниже описаны эксперименты по исследованию зарож-
дения микротрещин при повышенных температурах.
Использовалась та же методика получения упругих двойников под действием локальной нагруз-
ки, но образцы имели несколько большие размеры (8×8×10 мм), чтобы двойники целиком находи-
лись внутри образца и не выходили на его боковую поверхность. Нагружение проводили в специаль-
ном устройстве, которое позволяло проводить эксперименты при различных температурах. Нагрев
кристаллов осуществляли потоком горячего воздуха. Температуру образца измеряли с помощью тер-
мопары. Эксперименты проводили при фиксированных температурах 303, 333, 363, 393, 423 К.
При достижении некоторой критической нагрузки Р
кр
трещина зарождалась в хвостовой части сво-
бодно растущего упругого двойника а (рис. 3.20). При этом вершинная часть двойника (на рис. 3.20 –
это область под трещиной) несколько уменьшалась в размерах. При снятии нагрузки двойник выходил
на поверхность и трещина схлопывалась. Если образец оставался нагруженным, то размеры двойника
постепенно уменьшались, а размеры трещины увеличивались. После выдержки ~12 ч вершина двойника
практически всегда полностью выходила на поверхность трещины.
При расколе кристалла по плоскости спайности,
проходящей через области существования упругого двойника
и трещины, на месте трещины выявлялась строчка дислокаций с
линейной плотностью
дефектов ∼2,5·10
5
м
–1
. (рис. 3.21). В местах
нахождения границ упругого двойника наблюдались лишь
отдельные дислокационные ямки травления.
Отмечено, что трещина на границе
упругого двойника зарождалась и при на-
грузках несколько меньших, чем Р
кр.
При
этом трещина зарождалась не сразу после
приложения фиксированной нагрузки, а
лишь спустя некоторый промежуток време-
ни – τ. Для каждой из температур было оп-
ределено время от момента приложения на-
грузки и возникновения двойника до появ-
ления микротрещины на границе. По результатам измерений была по-
строена зависимость в координатах lnτ – 1/T (рис. 3.22). Каждая точка экс-
периментальной зависимости усреднена по 20 опытам.
Для объяснения геометрических особенностей зарождения трещины
в хвостовой части двойника изучалось распределение дислокаций в гра-
нице двойника и создаваемое ими поле упругих напряжений. Для этого
двойник моделировали ступенчатым скоплением прямолинейных отрез-
ков двойникующих дислокаций, движущихся в соседних плоскостях
скольжения [125].
Внешнюю нагрузку заменяли упругим полем супердислокации с век-
тором B = mb, где m – целое число; b – вектор Бюргерса двойникующей
дислокации. Двойник удерживается в кристалле силами трения, включаю-
щими в себя напряжение трения решетки τ
s
и силы неупругого происхож-
дения, связанные с линейным натяжением дислокаций [127]. В соответст-
вии с рекомендациями [127], последние учитывались увеличением силы
трения, действующей на головную дислокацию вершины двойника.
Рис. 3.20. Трещина на границе упругого
двойника (отмечена стрелкой)
РИС. 3.21. СТРОЧ-
КА ДИСЛОКАЦИЙ
Рис. 3.22. Зависимость ln τ от 1/Т
К
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- …
- следующая ›
- последняя »
