Движением дислокаций

Электрический ток передается в металлах движением электронов, образующих электронный газ. При отсутствии внешнего электрического поля электроны движутся во всех направлениях, и это движение электронов проводимости носит неупорядоченный характер. Под влиянием же разности потенциалов, приложенной к металлу извне, появляется направленное движение электронов. Движение электронов и осуществляет передачу электричества. Чем слабее электроны связаны с атомами, тем больше будет электропроводность металла.

Для более наглядного понимания принципа подчинения, рассмотрим действие лазера, порождающего когерентное излучение при достижении критических условий. В докритическом состоянии активные атомы лазера при подаче энергии в систему возбуждаются и испускают отдельные цуги световых волн. Критическое состояние системы достигается в тот момент, когда подаваемая энергия становится когерентной, т.е. она уже не состоит из отдельных некоррелированных цугов волн, а превращается в бесконечную синусоиду. Это означает, что хаос (в виде цугов световых волн) сменяется порядком, причем параметром порядка служит возникающая когерентная волна. Она "вынуждает" атомы осцилировать когерентно, подчиняя их себе (рисунок 1.6, а). Это подчинение связано с подчиняющимся полю движением электронов. Возникает круговая причиненность: с одной стороны поле действует как параметр порядка, подчиняя себе атомы, а с другой - атомы своим вынужденным излучением порождают поле (рисунок 1.6, б).

- движением электронов по орбитам вокруг ядра - при этом создается орбитальный магнитный момент;

1) М.м. атомов и молекул обусловлены пространств, движением электронов (т.н. орбитальные токи и соответствующие им орбит. М.м. электронов), спиновыми М.м. электронов, соответствующими их собств. моментам импульса (см. Спин), вра-щат. движением молекул (вращательный М.м.) и М.м. атомных ядер. М.м. ядер примерно на три порядка меньше орбит, и спинового М.м. электрона (см. Магнетон).

Для более наглядного понимания принципа подчинения рассмотрим действие' лазера, порождающего когерентное излучение при достижении критических условий. В докритическом состоянии активные атомы лазера при подаче энергии в систему возбуждаются и испускают отдельные цуги световых волн. Критическое состояние системы достигается в тот момент, когда подаваемая энергия становится когерентной, т.е. она уже не состоит из отдельных некоррелированных цугов волн, а превращается в бесконечную синусоиду. Это означает, что хаос {в виде цугов световых волн) сменяется порядком, причем параметром порядка служит возникающая когерентная волна. Она "вынуждает" атомы осцилировать когерентно, подчиняя их себе (рисунок 1 .6, а). Это подчинение связано с подчиняющимся полю движением электронов. Возникает круговая подчиненность: с одной стороны поле действует как параметр порядка, подчиняя себе атомы, а с другой - атомы своим вынужденным излучением порождают поле (рисунок 1 .6, б).

- движением электронов по орбитам вокруг ядра - при этом создается орбитальный магнитный момент;

1)М. м. атомов и молекул обусловлены пространств, движением электронов (т. н. орбитальные токи и соответствующие им орбитальные М. м. электронов), спиновыми М. м. электронов, соответствующими их собств. моментам импульса (см. Спин), вращат. движением молекул (вращательный М. м.), а также М. м. атомных ядер. М. м. ядер на неск. порядков меньше орбитального и спинового М. м. электрона (см. Магнетон).

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СПЕКТРЫ — спектры оптические поглощения, испускания и комбинац. рассеяния света, возникающие при переходах молекул с одних уровней энергии на другие. М. с. состоят из более или менее широких полос, образованных множеством тесно располож. спектральных линий. Сложность полосатых М. с. по сравнению с линейчатыми атомными спектрами объясняется тем, что в молекулах наряду с движением электронов относительно ядер атомов, образующих молекулу (УФ и видимая обл.), имеются др. виды движения; колебания ядер в молекуле около положений равновесия (ИК обл.) и вращение молекулы как целого (далёкая ИК и СВЧ обл.). Все эти виды движения квантованы, т. е. соответствующая им энергия может принимать только определённые даскрет-ные значения. Переходы между соответствующими уровнями энергии молекул приводят к появлению дополнит, линий в М. с. по сравнению со спектрами атомов. Конкретная структура М. с. различна для разных молекул и, как правило, усложняется с увеличением числа атомов в молекуле. Изучение М. с. даёт ценную информацию о строении молекул (определение межатомных расстояний, моментов инерции, частот колебаний, силовых постоянных, энергии диссоциации, структуры молекулы и т. п.), а также лежит в основе молекулярного качеств, и количеств,, спектрального анализа.

Тепловое излучение представляет собой процесс распространения внутренней энергии излучающего тела путем электромагнитных волн. Электромагнитными волнами называют электромагнитные возмущения, исходящие из излучаемого тела и распространяющиеся в вакууме со скоростью света с = 3-108 м/с. При поглощении электромагнитных волн какими-либо другими телами они вновь превращаются в энергию теплового движения молекул. Возбудителями электромагнитных волн являются заряженные материальные частицы, т. е. электроны и ионы, входящие в состав вещества. При этом колебания ионов соответствуют излучению низкой частоты; излучение, обусловленное движением электронов, может иметь высокую частоту, если они входят в состав атомов и молекул и удерживаются около своего равновесия значительными силами. . '

проводимости в полупроводнике); собственная возникает у беспримесного полупроводника и может быть дырочной или электронной проводимостью]; электронная — электропроводность, обусловленная движением электронов}; ПРОНИЦАЕМОСТЬ среды относительная (диэлектрическая показывает, во сколько раз уменьшается нормальная составляющая напряженности электростатического; магнитная показывает, во сколько раз увеличивается касательная составляющая магнитной индукции) поля при переходе из вакуума в данную среду; ПРОЦЕСС <есть последовательная смена состояний системы; гетерогенный происходит в системе, включающей вещества, разнородные по термодинамическим фазам и (или) химическому составу)

С орбитальным движением электронов вокруг ядра связано возникновение орбитальных магнитных моментов. Возникают также магнитные моменты от прецессионного движения орбит электронов. Численное выражение этих двух видов магнитных моментов оказывается незначительным и не влияет на магнитные свойства ферромагнитных материалов.

На начальной стадии пластическая деформация монокристалла осуществляется движением дислокаций по одной системе плоскостей—стадия легкого скольжения. Дислокации на этой стадии перемещаются сравнительно беспре-пятственно на большие расстоя-

должна быть связана с движением дислокаций в плоскости семейства (110)^, а следовательно, в этом случае можно считать, что эффективная энергия активации разрушения равна энергии активации движения дислокации в одной из плоскостей (110). Кроме того, должна существовать связь между эффективной энергией пластической деформации и пороговым значением коэффициента интенсивности напряжения KQ, отвечающим переходу к сколу. Опыты, проведенные на крупногабаритных образцах монокристаллов молибдена 15х12х(70-80) мм с трещинами-надрезами, нанесенными в различных кристаллографических направлениях, показали, что независимо от исходной ориентации трещины-надреза и оси кристалла, образцы разрушаются сколом по плоскостям только семейства (100).

При выходе дислокации на поверхность металла она перестает существовать, но процесс пластической деформации сопровождается не голько движением дислокаций ,но и их зарождением. Источниками новых дислокаций могут быть вакансии, дислоцированные атомы, границы блоков и зерен, сами дислокации,не способные перемещаться.

Рис. 2.1. Модель кристалла к расчету остаточной деформации, обусловленной движением дислокаций [12].

ределяется не только движением дислокаций, но и прежде всего процессом их размножения, причем последний: осуществляется в основном по механизму двойного поперечного скольжения [12, 107]. В случае двухфазных сплавов при напряжениях, соответствующих пределу текучести, необходимо соблюдать еще одно условие — условие обхода частиц дислокациями. Но поскольку поперечное скольжение и обход частиц дислокациями в данных сплавах можно 'считать взаимосвязанными [166, 174], то в условиях начала поперечного скольжения будет фактически учитываться и обход частиц дислокациями. . ,

а — препятствия, преодолеваемые термически активируемым движением дислокаций; 6 —• препятствия, создающие поля дальнодейству-ющих упругих напряжений; в — препятствия, проходимые с помощью концентрации напряжений (ft > ft (di = rf,): d, < d, (ft = f,); E, =• = et; D, < D2); / т— для металлов VIA группы: 2 — для металлов VA группы.

Экспериментальное изучение [107] пластифицирующего дей-ствия среды на монокристалл алюминия показало, что эффективны вещества, химически взаимодействующие с металлом с образованием мыл. Предварительное введение в среду избыточного количества мыла (выше предельной растворимости в масле) тормозило эффект пластификации. По нашему мнению, это могло быть обусловлено только сдвигом неравновесной реакции растворения металла в сторону равновесия. При изучении монокристаллических и поликристаллических железа, цинка и кадмия было также установлено [109], что закрученная проволока закручивается в том же направлении (с затуханием), если ее резко подвергнуть действию травителя, что связано с движением дислокаций после удаления барьера.

Скорость пластического сдвига еп определяется направленным движением дислокаций в соответствии с выражением

Пластическую деформацию вызывают только необратимые перемещения дефектов решетки, осуществляемые движением точечных дефектов — диффузионное течение — или движением дислокаций — пластическое течение.

Диффузионная пластичность играет существенную роль в ползучести мелкозернистых металлов и сплавов при высоких температурах. В остальных случаях пластическая деформация осуществляется движением дислокаций. Механизмы перемещения дислокаций в плоскости скольжения и перпендикулярно к ней —различные.

Следовательно, пластическая деформация, ползучесть, неупругость и разрушение связаны со структурно-чувствительными свойствами и должны рассматриваться применительно к кристаллам, не обладающим идеальным строением. Пластическая, деформация металлов и сплавов в холодном состоянии осуществляется только движением дислокаций (пластическое течение). По мере развития пластической деформации возрастают плотность дислокаций, концентрация вакансий, полигонизация, происходит измельчение зерен, образование текстуры. Это приводит к усилению искажений кристаллической решетки, к ее разрыхлению, к изменению структурно-чувствительных свойств: прочности, пластичности, твердости, ползучести, внутреннего трения и других физико-механических свойств. Особенно заметно увеличиваются прочностные свойства и снижаются пластические.