Физические основы прочности и пластичности кристаллов
Программа курса 1 семестр 2 семестр |
2. Дислокации в сплошной среде: определение контура и вектора Бюргерса, типы дислокаций (краевая, винтовая, смешанная, призматические дислокационные петли, геликоидальные дислокации) и их свойства, дислокационные узлы и закон Кирхгофа для векторов Бюргерса, электрические аналогии.
3. Геометрия дислокаций в конкретных кристаллических структурах: ПК, ГЦК, ОЦК, ГПУ кристаллы, кристаллы с решетками типа NaCl и CsCl, слоистые структуры. Определение систем скольжения: направлений и плоскостей легкого скольжения. Полные и частичные дислокации, расщепление дислокаций. Дефекты упаковки по Франку и Шокли. Тетраэдр Томсона.
4. Механизмы перемещения дислокаций. Скольжение дислокаций. Закон критического сдвигового напряжения. Ориентационный фактор (коэффициент Шмида). Поперечное скольжение винтовых дислокаций. Количество скольжения и плотность дислокаций. Соотношение Орована для скорости пластической деформации. Зависимости скорости скольжения от температуры и величины сдвигового напряжения (эмпирические зависимости и аналитические выражения). Термоактивируемая область и область вязкого торможения. Экспериментальные методы определения подвижности дислокаций. Диффузионное восхождение (переползание) дислокаций: механизм, зависимости скорости переползания от температуры и напряжения, энергия активации, ступеньки на дислокациях.
5. Упругие свойства индивидуальных дислокаций. Внутренние напряжения, созданные дислокациями. Пластический изгиб кристаллов. Упругие модели дислокаций и дисклинаций. Деформации и поля напряжений краевых и винтовых дислокаций. Рапределение напряжений и контуры равных напряжений. Энергия краевой, винтовой и смешанной дислокаций.
6. Силы, действующие на дислокации. Сила "самодействия" - сила линейного натяжения. Силы, действующие на дислокацию в поле напряжений. Соотношение Пича-Келлера. Взаимодействие параллельных винтовых дислокаций. Взаимодействие между параллельными краевыми дислокациями с параллельными и перпендикулярными векторами Бюргерса. Взаимодействие дислокаций с поверхностью кристалла. Эффект Ребиндера.
7. Взаимодействие дислокаций с точечными дефектами. Энергия взаимодействия, распределение примесных атомов вокруг неподвижной и движущейся дислокации. Атмосферы Коттрелла.
8. Причины возникновения дислокаций в кристаллах. Механизмы зарождения дислокаций. Источники Франка-Рида и Бардина-Херринга.
9. Дислокационные комплексы. Полигонизация. Границы блоков. Геометрия, типы и структура дислокационных границ. Поля напряжений и энергия границ. Соотношение Рида-Шокли. Подвижность и механическая стабильность границ в поле напряжений.
10. Методы наблюдения дислокаций: избирательное травление, декорирование, поляризационно-оптичесие, рентгеновские и электронномикроскопические методы, картины муара, ионный проектор, силовой микроскоп. Преимущества и недостатки методов наблюдения дислокаций, информативность. Косвенные методы оценки плотности дислокаций