Материаловедение и ТКМ

         

Теоретическая и реальная прочности кристаллов на сдвиг


Рассмотрим кристалл



 
 


               

Тогда общая сила

  (где N – количество пар электронов и ионов)

 

               a – период кристаллической решётки

Тогда  

 
 


Отсюда                                               - прочность кристалла в зависимости от периода

   кристаллической решётки

Основным механизмом пластического течения кристаллов является сдвигообразование. Долгое время считалось, что такое сдвигообразование происходит путем жесткого смещения одной части кристалла от­носительно другой     одновременно   по всей плоскости    скольжения    SS.

В неискаженной решетке атомы двух соседних параллельных пло­скостей занимают положения равновесия, отвечающие минимуму по­тенциальной энергии (рис. а). Силы взаимодействия между ними равны нулю. При постепенном смещении одной атомной плоскости от­носительно другой возникают касательные напряжения, препятст­вующие сдвигу и стремящиеся восстановить нарушенное равновесие (рис. б). Критическое  скалывающее   напряжение  должно  составлять десятую долю от модуля сдвига. В таблице приведено ?к для ряда метал­лических кристаллов, определенное из опыта и вычисленное теоре­тически. Сравнение этих величин показывает, что реальная прочность кристаллов на сдвиг на 3—4 порядка меньше теоретически вычисленной прочности этих кристаллов. Это свидетельствует о том, что сдвиг в кристаллах происходит не путем жесткого смещения атомных плос­костей друг относительно друга, а осуществляется таким механиз­мом, при котором в каждый момент имеет место смещение относи­тельно малого количества атомов. Это привело к развитию дис­локационной теории пластического течения кристаллов.

?- деформация сдвига

 - напряжение сдвига

 
 


                                                                                                   G – модуль сдвига


Металл

?к,  10-7Па

(эксперимен-таль­ное)

G, 10-7 Па

?к,  10-7Па

 (теоретическое)

G/2?

G/30

Медь    
Серебро  
Никель  
Железо   
Магний  
Цинк   
Кадмий

0,10

0,06

0,58

2,90

0,08

0,09

0,06

4620

2910

7800

6900

1770

3780

2640

735

455

1240

1100

280

600

420

154

97

260

230

59

126

88



Содержание раздела