To tylko jedna z 20 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
RZECZYWISTA STRUKTURA MATERIAŁÓW KRYSTALICZNYCH (na przykładzie metali – największy wpływ defektów na właściwości) ● W strukturze występują zaburzenia w idealnym ułożeniu atomów nazywane defektami . ● Defekty mają istotny wpływ na własności fizyczne i mechaniczne metali. - nie potrafimy ich uniknąć aby sięgnąć po teoretyczne właściwości kryształu, - wywołujemy je celowo poprzez tworzenie stopów, obróbkę cieplną, techniki wytwarzania aby otrzymać określone właściwości materiału ● W zależności od geometrii zaburzonego obszaru defekty dzieli się na: • punktowe (wakanse, obce atomy), • liniowe (dyslokacje), • powierzchniowe ( płaskie ) - granice ziaren, granice międzyfazowe, błędy ułożenia. Tajemnica właściwości i zachowania się materiałów tkwi w rodzaju wiązań między atomami oraz w możliwości powstawania i ruchu defektów w ich strukturze. (+) (L.A. Dobrzański) (+) Defekty punktowe ● mogą powstawać samorzutnie w wyniku drgań cieplnych atomów, wakans (defekt Schottky`ego) atom w pozycji międzywęzłowej powierzchnia kryształu kontrakcja sieci ekspansja sieci (L.A. Dobrzański) (+) Ilość (stężenie) wakansów) (opisuje logarytmiczna funkcja rozkładu Boltzmanna) ) exp( kT q A N n w − ≈ n – liczba wakansów (liczba atomów mających energię q w ), N – liczba atomów w krysztale, q w – energia potrzebna do utworzenia wakansu, k – stała Boltzmanna, kT – średnia energia na jeden stopień swobody atomu, A – stała proporcjonalności, Równowagowa koncentracja wakancji w aluminium. (Broadshaw i Pearson) temperatura topnienia 10-15 w 20 O C (-+) Odkształcenie plastyczne monokryształów rozciągany monokryształ cynku rozciągany monokryształ nitkowy Al (K.Xia) http://www.univie.ac.at/ (L.A. Dobrzański) (+) (płaszczyzna poślizgu) Odkształcenie plastyczne polikryształu http://www.ndt-ed.org/EducationResources/ (+) (pasma poślizgu) (dr K.Xia) (+) linie poślizgu w ziarnach polikryształu Odkształcenie plastyczne w materiałach polikrystalicznych ziarna wydłużają się Linie i pasma poślizgu w stali austenitycznej (sieć A1) walcowanej na zimno a) stopień gniotu 10%, b) stopień gniotu 50%, powiększenie mikroskopu 500x, (-) (R. Haimann)) Systemy poślizgu w kryształach te same kierunki gęstego ułożenia atomów mogą leżeć na różnych płaszczyznach poślizg zachodzi najłatwiej na płaszczyźnie najgęściej upakowanej atomami, wzdłuż kierunku
(…)
… ułożenia atomów mogą leżeć na różnych płaszczyznach
(+)
Teorie poślizgu (odkształcenia plastycznego)
● dawna, błędna teoria poślizgu jednorodnego (sztywnego)
- zakładano nieściśliwość kryształów oraz jednoczesny poślizg całych płaszczyzn,
- otrzymywano wyniki 10-1000 razy wyższe od obserwowanych w rzeczywistości,
stan wyjściowy
odkształcenie
sprężyste
odkształcenie
sprężyste oraz
plastyczne (trwałe)
stan…
…,
(+)
(dr K.Xia)
(+)
● sprężyste odkształcenie sieci wokół linii dyslokacji
+ rozciągnięcie (ekspansja sieci),
–
ściśnięcie (kontrakcja sieci),
_
● siła potrzebna do wywołania poślizgu dyslokacji:
Τ=αGb
α – stała, zależna od czynników hamujących
ruch dyslokacji,
G – moduł Kirchoffa (stała sprężystości materiału),
b – wektor Burgersa,
+
● energia dyslokacji
(energia odkształceń sprężystych sieci)
Edysl = α…
… twardości i wytrzymałości oraz pogorszenie plastyczności
jest wynikiem spiętrzeń dyslokacji przed przeszkodami (granice ziaren, wydzielenia innych
faz, krzyżowanie się aktywnych systemów poślizgu, itd.)
Badania dyslokacji metoda TEM (transmisyjny mikroskop elektronowy)
(za dr B. Kuźnicką)
(+)
(-+)
Wspinanie się dyslokacji krawędziowych
● zjawisko wspinania umożliwia rozładowywanie spiętrzeń dyslokacji…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)