Дислокационные механизмы разрушения двойникующихся материалов. Федоров В.А - 75 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

где
II
α ,
⊥
α , E
1,
E
2
– коэффициенты термического расширения и модули Юнга в параллельном и перпен-
дикулярном направлениях к главной оси кристалла; ∆T – перепад температуры; γ
1
, γ
2
– косинусы углов
между главными осями кристаллов и границей γ
i
= cosφ
i
.
Отношение E
1
E
2
/E
1
+ E
2
для кристаллов с ГПУ решеткой определено [36], как
,)]γ)(γ2(
)γ)(γ22(2[
14
2
4
144133311
2
2
2
144131111
21
21
−
+−−++
++++−+=
+
SSSS
SSSS
EE
EE
где S
ij
– коэффициенты упругости.
При охлаждении кристаллов цинка жидким азотом считаем ∆T = 220
o
K (от 300
o
до 80
o
K). В дан-
ном интервале температур коэффициенты термического расширения
II
α
и
⊥
α
не остаются постоянными
[184]. Принимали средним значение
II
α = 65 10
–6
K
–1
, а
⊥
α
определяли интегрированием функции
⊥
α = f(T) (
⊥
α = 9,2 10
-6
K
–1
).
Растягивающие напряжения, нормальные плоскости спайности, по которой вскрывается микротре-
щина в каждом из смежных зерен определяли как
.cos
2
i
F
i
ϕσ=σ (4.13)
РИС. 4.21. СХЕМЫ, ИЛЛЮСТРИРУЮЩИЕ ЗАРОЖДЕНИЕ МИКРОТРЕЩИНЫ
ЗА СЧЕТ ТЕРМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ НА ГРАНИЦАХ ЗЕРЕН И ДВОЙНИКОВ
Расчет показывает (рис. 4.22, а), что при некоторых температурах и разориентировках кристаллов
F
i
σ превышают критические напряжения разрыва по спайности, равные 1,9 МПа для цинка [185]. Тер-
мические напряжения имеют сдвиговые составляющие и в плоскостях двойникования. Величина их, с
учетом фактора Шмида достигает ~ 7 МПа при ϕ
1
= 0
о
, ϕ
2
= 60
о
, и ∆T = 220 K, что превышает напряже-
ния двойникования по плоскостям [0112]. Откуда следует, что релаксация напряжений на границе бик-
ристалла возможна образованием трещин и двойников. Не исключено, что один из этих дефектов может
быть следствием другого. Например, при возникновении двойника на границе кристаллита появляется
ступень дающая начало трещине [73].
Напряжения сдвига в плоскости базиса достигают 10 МПа. Так как критические напряжения ~ 0,4
МПа [185], базисное скольжение на границе бикристалла наблюдается повсеместно.
Реальная граница двойника представляет собой скопление двойникующих дислокаций, что приво-
дит к ее отклонению на угол β от плоскости двойникования. Наиболее сильно это проявляется у клино-
видных и линзовидных двойников. С ростом ρ-плотности двойникующих дислокаций в границе – уве-
личивается β. В случае идеального сдвига β = 0 (когерентная граница).
а)
в)
г)

Страницы