ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ (DISLOCATIONS )

Σχετικά έγγραφα
Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 2: Κρυσταλλική Δομή των Μετάλλων. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΜΕ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ. Πλαστική παραμόρφωση με διατήρηση όγκου

ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ I

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 2: ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΗ ΔΟΜΗ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικών

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Απρίλιος 2017

Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικών

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

Σεμινάριο Φυσικής. Ενότητα 5. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΑΣ

Μηχανικές ιδιότητες των μεταλλικών υλικών. Πλαστική συμπεριφορά

4/26/2016. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Σημειώσεις Εργαστηριακής Άσκησης Διάτμηση Κοχλία. Βασική αρχή εργαστηριακής άσκησης

ΜΕΘΟ ΟΙ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

ΕΠΙΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ. Πλαστικότητα, Διαρροή, Ολκιμότητα

ΕΠΙΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ. Δυσκαμψία & βάρος: πυκνότητα και μέτρα ελαστικότητας

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΊ ΙΣΧΥΡΟΠΟΊΗΣΗΣ ΤΩΝ ΜΕΤΆΛΛΩΝ

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2016

Στοιχεία Μηχανών. Εαρινό εξάμηνο 2017 Διδάσκουσα: Σωτηρία Δ. Χουλιαρά

Μάθημα: Πειραματική Αντοχή Υλικών Πείραμα εφελκυσμού

Καταστάσεις της ύλης. Αέρια: Παντελής απουσία τάξεως. Τα µόρια βρίσκονται σε συνεχή τυχαία κίνηση σε σχεδόν κενό χώρο.

5/14/2018. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Σημειώσεις Εργαστηριακής Άσκησης Διάτμηση Κοχλία. Πολιτικός Μηχανικός (Λέκτορας Π.Δ. 407/80)

Χηµικοίδεσµοί, Μικροδοµή, Παραµόρφωση καιμηχανικές Ιδιότητες

4/11/2017. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Σημειώσεις Εργαστηριακής Άσκησης Διάτμηση Κοχλία. Βασική αρχή εργαστηριακής άσκησης

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις

Στοιχεία Μηχανών. Εαρινό εξάμηνο 2017 Διδάσκουσα: Σωτηρία Δ. Χουλιαρά

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

Κρυσταλλικές ατέλειες στερεών

Μηχανικές ιδιότητες υάλων. Διάγραμμα τάσης-παραμόρφωσης (stress-stain)

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υλικών Θερμικές Ιδιότητες Callister Κεφάλαιο 20, Ashby Κεφάλαιο 12

20/3/2016. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Σημειώσεις Εργαστηριακής Άσκησης Εφελκυσμός χαλύβδινης ράβδου. Πολιτικός Μηχανικός (Πανεπιστημιακός Υπότροφος)

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 4: ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ ΥΛΙΚΑ 2 Ο ΜΕΡΟΣ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

ΕΦΕΛΚΥΣΜΟΣ ΚΡΑΜΑΤΩΝ ΜΕ ΜΝΗΜΗΣ ΣΧΗΜΑΤΟΣ

dq dt μεταβολή θερμοκρασίας C = C m ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ J mole Θερμικές ιδιότητες Θερμοχωρητικότητα

Μεταλλικός δεσμός - Κρυσταλλικές δομές Ασκήσεις

Δρ. Μηχ. Μηχ. Α. Τσουκνίδας. Σχήμα 1

(a) Λεία δοκίµια, (b) δοκίµια µε εγκοπή, (c) δοκίµια µε ρωγµή

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΥΛΙΚΩΝ

1 η ΕΝΟΤΗΤΑ ΔΟΜΙΚΑ ΥΛΙΚΑ (ΕΙΣΑΓΩΓΗ)

ΘΕΩΡΙΕΣ ΑΣΤΟΧΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2017

3 η ΕΝΟΤΗΤΑ ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις

Δομικά Υλικά. Μάθημα ΙΙ. Μηχανικές Ιδιότητες των Δομικών Υλικών (Αντοχές, Παραμορφώσεις)

ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΩΝ Πείραμα Εφελκυσμού. ΕργαστηριακήΆσκηση2 η

7. Στρέψη. Κώστας Γαλιώτης, καθηγητής Τμήμα Χημικών Μηχανικών. 7. Στρέψη/ Μηχανική Υλικών

6. Κάμψη. Κώστας Γαλιώτης, καθηγητής Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Απρίλιος 2016

Κεφάλαιο 2 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΕΛΑΣΤΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ 1. ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΑΔΟΣΗ ΤΩΝ ΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΜΕΣΑ ΣΤΗ ΓΗ ΔΕΧΟΜΑΣΤΕ:

Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Δομικών Υλικών

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Νοέμβριος 2015

Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd stvrentzou@gmail.com

16/4/2018. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Σημειώσεις Εργαστηριακής Άσκησης Εφελκυσμός χαλύβδινης ράβδου. Πολιτικός Μηχανικός (Πανεπιστημιακός Υπότροφος)

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υλικών Αστοχία: Θραύση, Κόπωση και Ερπυσμός Callister Κεφάλαιο 10 / Ashby Κεφάλαιο 8

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Ιούνιος 2016

1 Η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΧΑΛΥΒΕΣ

Δρ. Μηχ. Μηχ. Α. Τσουκνίδας. Σχήμα 1

Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικών

website:

Επιστήμη και Τεχνολογία Συγκολλήσεων. Ενότητα 9: Θραύση και κόπωση συγκολλήσεων Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

15/12/2016. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Εργαστηριακές Σημειώσεις Στρέψη Μεταλλικής Δοκού. Πολιτικός Μηχανικός (Πανεπιστημιακός Υπότροφος) Εισαγωγή

Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Φυσική Συμπυκνωμένης Ύλης. Ενότητα 2. Βασίλειος Γιαννόπαπας

Μάθημα: Πειραματική Αντοχή των Υλικών Πείραμα Κάμψης

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ

ΑΣΤΟΧΊΑ ΤΩΝ ΥΛΙΚΏΝ Ι ΘΡΑΎΣΗ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ. Αντοχή Υλικού

ΕΠΙΣΚΕΥΕΣ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ. Διδάσκων Καθηγητής Γιάννακας Νικόλαος Δρ. Πολιτικός Μηχανικός

ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ. 3 η Σειρά Ασκήσεων. 1. Υπολογισμός Διατμητικής Αντοχής Εδάφους. 2. Γεωστατικές τάσεις

AΛΥΤΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΑΥΤΟΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2015

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΚΕΡΑΜΙΚΩΝ. Χ. Κορδούλης

ΝΑΝΟΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤΕΛΛΑ ΚΕΝΝΟΥ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ

Δρ. Μηχ. Μηχ. Α. Τσουκνίδας. Σχήμα 1

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2018

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 3: Στερεά διαλύματα και ενδομεταλλικές ενώσεις. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΑΞΟΝΙΚΟΣ ΕΦΕΛΚΥΣΜΟΣ, ΘΛΙΨΗ

2.1 Παραμορφώσεις ανομοιόμορφων ράβδων

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ

Φυσικές & Μηχανικές Ιδιότητες

Δύναμη - Παραμόρφωση

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ

ΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΤΟΧΗΣ ΥΛΙΚΩΝ. Γεώργιος Κ. Μπαράκος Διπλ. Αεροναυπηγός Μηχανικός Καθηγητής Τ.Ε.Ι. ΚΑΜΨΗ. 1.

Θεωρία Μοριακών Τροχιακών (ΜΟ)

Μάθημα: Πειραματική αντοχή των υλικών Πείραμα Στρέψης

Γενική Φυσική V (Σύγχρονη Φυσική) Φυσική Ακτίνων-Χ και Αλληλεπίδραση Ακτίνων-Χ και Ηλεκτρονίων με την Ύλη

Εργαστηριακή Άσκηση Β3: Πειράματα περίθλασης από κρύσταλλο λυσοζύμης

Μάθημα: Πειραματική αντοχή των υλικών Σύνθετη καταπόνηση

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2016

ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ IΙ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΜΕΤΑΛΛΑ. 1. Γενικά 2. Ιδιότητες μετάλλων 3. Έλεγχος μηχανικών ιδιοτήτων

πάχος 0 πλάτος 2a μήκος

Γραπτή «επί πτυχίω» εξέταση στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιούνιος 2017

Παραµόρφωση σε Σηµείο Σώµατος. Μεταβολή του σχήµατος του στοιχείου (διατµητική παραµόρφωση)

Γεωγραφική κατανομή σεισμικών δονήσεων τελευταίου αιώνα. Πού γίνονται σεισμοί?

Transcript:

ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ (DISLOCATIONS )

1. ΕΙΣΑΓΩΓΉ Η αντοχή και η σκληρότητα είναι μέτρα της αντίστασης ενός υλικού σε πλαστική παραμόρφωση Σε μικροσκοπική κλίμακα, πλαστική παραμόρφωση : - συνολική κίνηση μεγάλου αριθμού ατόμων - θραύση και επανασχηματισμος διατομικών δεσμών - σε κρυσταλλικά στερεά - κίνηση των διαταραχών (γραμμικών κρυσταλλικών ατελειών) Σε αυτό το μάθημα εξετάζουμε : - τα χαρακτηριστικά των διαταραχών και την συμμετοχή τους στην πλαστική παραμόρφωση - την διδυμία

2. ΔΙΑΤΑΡΑΧΈΣ ΚΑΙ ΠΛΑΣΤΙΚΉ ΠΑΡΑΜΌΡΦΩΣΗ Οι πρώτοι υπολογισμοί των θεωρητικών αντοχών των τέλειων κρυστάλλων -> τιμές >> των μετρημένων Δεκαετία 1930 - η διαφορά εξηγήθηκε με την βοήθεια ενός τύπου γραμμικής κρυσταλλικής ατέλειας, την διαταραχή Αρχές του 1950 - άμεση παρατήρηση με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο Η θεωρία των διαταραχών εξηγεί πολλά από τα φυσικά και μηχανικά φαινόμενα στα μέταλλα και στα κρυσταλλικά κεραμικά

Θεμελιώδεις τύποι διαταραχών : - ακμής - εντοπισμένη παραμόρφωση του πλέγματος κατά μήκος του άκρου ενός πρόσθετου ημιεπιπεδου ατόμων, το οποίο επίσης καθορίζει τη γραμμή διαταραχής (edge dislocation line) - κοχλία - αποτέλεσμα διατμητικης παραμόρφωσης - η γραμμή διαταραχής περνά μέσο ενός σπειροειδούς επιπέδου ατόμων - μεικτές διαταραχές έχουν στοιχειά και ακμής και κοχλία

Πλαστική παραμόρφωση κίνηση μεγάλου αριθμού διαταραχών Μια διαταραχή ακμής κινείται υπό την επίδραση μιας διατμητικης τάσης που εφαρμόζεται κάθετα προς την γραμμή της: - επίπεδο Α = αρχικό ημιεπίπεδο των ατόμων - διατμητικη τάση -> σπάσιμο δεσμών -> Α μετατοπίζεται -> Β, C, D - τελικά, το επιπλέον ημιεπίπεδο μπορεί να φτάσει στη δεξιά επιφάνεια του κρυστάλλου, σχηματίζοντας μια ακμή με εύρος μιας ατομικής απόστασης

Ίδιες ΟΛΙΣΘΗΣΗ διαδικασία με την οποία παράγεται πλαστική παραμόρφωση μέσω της κίνησης της διαταραχής Α) Διαταραχή ακμής Η γραμμή διαταραχής κινείται στην διεύθυνση της τάσης διάτμησης, τ Β) Διαταραχή κοχλία Η γραμμή διαταραχής κινείται κάθετα στην διεύθυνση της τάσης διάτμησης, τ Επίπεδο ολίσθησης = κρυσταλλογραφικό επίπεδο κατά μήκος του οποίου διέρχεται η διαταραχή

Η κίνηση της διαταραχής ακμής - ανάλογη με την κίνηση μιας κάμπιας Οι διαταραχές στα μέταλλα και κράματα εισάγονται : - κατά την διάρκεια της στερεοποίησης - κατά την διάρκεια της πλαστικής παραμόρφωσης - ως συνέπεια της θερμικής τάσης που προκύπτει από γρήγορη ψύξη Πυκνότητα διαταραχών ολικό μήκος της διαταραχής ανά μονάδα όγκου - ο αριθμός διαταραχών που τέμνουν μια μοναδιαία επιφάνεια τυχαίας διατομής

Μονάδες πυκνότητα διαταραχών = χιλιοστά της διαταραχής /mm 3 = mm -2 Υλικό προσεκτικά στερεοποιημένοι κρύσταλλοι μέταλλων Πυκνότητα διαταραχών [mm -2 ] 10 3 έντονα παραμορφωμένα μέταλλα 10 9-10 10 θερμικά επεξεργασμένο δείγμα 10 5-10 6 Κεραμικά υλικά 10 2-10 4 Μονοκρύσταλλοί πυριτίου 0.1-1

3. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΆ ΤΩΝ ΔΙΑΤΑΡΑΧΏΝ Σημαντικά σε σχέση με τις μηχανικές ιδιότητες των μετάλλων Τα πεδία παραμόρφωσης που υπάρχουν γύρω από τις διαταραχές επηρεάζουν την κινητικότητα των διαταραχών και την ικανότητα τους να πολλαπλασιαστούν Ενέργεια Πλαστικής παραμόρφωσης: ~5% διατηρείται εσωτερικά το μεγαλύτερο μέρος συνδέεται με διαταραχές ~95% χάνεται σαν θερμότητα

Διαταραχή ακμής - παραμορφώσεις πλέγματος: - εφελκυστικές - θλιπτικές - διατμητικές Διαταραχή κοχλία διατμητικές παραμορφώσεις πλέγματος Τα πεδία παραμόρφωσης απλώνονται ακτινικά από την γραμμή διαταραχής - το μέγεθος τους μειώνεται με την ακτινική απόσταση από την διαταραχή.

Τα πεδία παραμόρφωσης των γειτονικών διαταραχών αλληλεπιδρούν Αμοιβαία απωστικη δύναμη α) Δυο διαταραχές ακμής με ίδιο πρόσημο και ταυτόσημο επίπεδο ολίσθησης Έλξη β) Δυο διαταραχές ακμής αντιθέτου πρόσημου και ίδιο επίπεδο ολίσθησης

Τα πεδία διαταραχών και οι δυνάμεις σημαντικός ρόλος στους μηχανισμούς ισχυροποίησης στα μέταλλα Κατά την διάρκεια πλαστικής παραμόρφωσης οι διαταραχές πολλαπλασιάζονται (πυκνότητα διαταραχών μετά από παραμόρφωση = 10 10 mm -2 ) Τα όρια κόκκων, οι εσωτερικές ατέλειες, οι ανωμαλίες της επιφάνειας (ρωγμές, εγκοπές) αποτελούν θέσεις δημιουργίας διαταραχών κατά την διάρκεια παραμόρφωσης

4. ΣΥΣΤΉΜΑΤΑ ΟΛΊΣΘΗΣΗΣ Κίνηση της διαταραχής - σε ένα ιδιαίτερο επίπεδο = επίπεδο ολίσθησης - σε συγκεκριμένες διευθύνσεις = διεύθυνση ολίσθησης Το σύστημα ολίσθησης - εξαρτάται από την κρυσταλλική δομή - η ατομική παραμόρφωση να είναι ελάχιστη Το επίπεδο ολίσθησης έχει την πιο πυκνή ατομική διάταξη (την μεγαλύτερη δισδιάστατη πυκνότητα ) Η διεύθυνση ολίσθησης έχει την πιο πυκνή ατομική διάταξη (την μεγαλύτερη γραμμική πυκνότητα ) γραμμικη πυκνοτητα = αριθμος ατομων επι του διανύσματος κατεύθυνσης μηκος διανύσματος κατεύθυνσης επιπεδη ατομικη πυκνοτητα = αριθμος ατομων επι του επιπεδου εμβαδο επιπεδου

FCC Σύστημα ολίσθησης {111} <110> Το επίπεδο (111) με 3 διευθύνσεις ολίσθησης <110> Η οικογένεια επιπέδων {111} είναι σε διευθέτηση πυκνής επιστοίβασης = τα άτομα είναι εφαπτόμενοι εγγύτατοι γείτονες. Η ολίσθηση κατά μήκος των διευθύνσεων <110> Για FCC 12 συστήματα ολίσθησης: 4 επίπεδα {111} Χ 3 διευθύνσεις <110>

ΤΑ ΣΥΣΤΉΜΑΤΑ ΟΛΊΣΘΗΣΗΣ ΓΙΑ FCC, BCC ΚΑΙ HCP BCC & HCP : - περισσότερες από μια οικογένεια επιπέδων ολίσθησης - κάποια συστήματα ολίσθησης είναι λειτουργικά μόνο σε υψηλές θερμοκρασίες

BCC

HCP

FCC & BCC : - υψηλό αριθμό συστημάτων ολίσθησης - όλκιμα η εκτεταμένη πλαστική παραμόρφωση είναι δυνατή για διάφορα συστήματα ολίσθησης HCP : - λίγα ενεργά συστήματα ολίσθησης -> ψαθυρά

Διάνυσμα Burgers, b > το μέγεθος και την διεύθυνση της παραμόρφωσης που συνδέεται με την διαταραχή b παραμένει το ίδιο σε όλα τα σημεία κατά μήκος της γραμμής διαταραχής Διαταραχή ακμής: το διάνυσμα Burgers κάθετα στην γραμμή διαταραχής

Κοχλία διαταραχή : το διάνυσμα Burgers παράλληλα στην γραμμή διαταραχής

Μεικτή διαταραχή : το διάνυσμα Burgers ούτε κάθετα ούτε παράλληλα στην γραμμή διαταραχής

Όσον αφορά την ολίσθηση: - b δείχνει προς μια κρυσταλλογραφική διεύθυνση μεγίστης πυκνότητας ( διεύθυνση ολίσθησης ) - το μέγεθος του b είναι ίσο με την μοναδιαία μετατόπιση ( ίδιας τάξης με τον χώρο μεταξύ των ατόμων ) - η διεύθυνση και το μέτρο του b εξαρτάται από την κρυσταλλική δομή b FCC = α 2 < 110 > b BCC = α 2 < 111 > b HCP = α 3 < 11 20 > b = ;

ΠΑΡΆΔΕΙΓΜΑ ΠΡΟΒΛΉΜΑΤΟΣ 1 Ποιο από τα ακόλουθα είναι το σύστημα ολίσθησης σε SC ; Γιατί ; 100 < 110 > 110 < 110 > 100 < 010 > 110 < 111 >

Ποιο από τα ακόλουθα είναι το σύστημα ολίσθησης σε SC ; Γιατί ; 100 < 010 >

5. ΟΛΊΣΘΗΣΗ ΣΕ ΜΟΝΟΚΡΥΣΤΑΛΛΟΥΣ Εφελκυστική (θλιπτική) τάση -> διατμητικές συνιστώσες (όχι παράλληλες η κάθετες στην τάση) = ανηγμένες διατμητικές τάσεις (resolved shear stresses) Η ανηγμένη διατμητική τάση, τ R, εξαρτάται από : την εφαρμοζόμενη τάση, σ τον προσανατολισμό της σ με - την κάθετη στο επίπεδο ολίσθησης, φ - τη διεύθυνση ολίσθησης, λ τ R = σ cosφ cosλ Γενικα, φ + λ 90 ο - ο άξονας εφελκυσμού, η κάθετος στο επίπεδο ολίσθησης, και η διεύθυνση ολίσθησης δεν βρίσκονται όλα στο ίδιο επίπεδο

Μονοκρυσταλλικό μετάλλου ένα αριθμό διαφορετικών συστημάτων ολίσθησης Ένα επίπεδο ολίσθησης έχει την μεγαλύτερη τ R : (τ R ) max = σ (cosφ cosλ) max Κρίσιμη ανηγμένη τάση διάτμησης, τ crss = ελάχιστη τάση διάτμησης που απαιτείται για ολίσθηση = ιδιότητα του υλικού που καθορίζει πότε θα επέλθει διαρροή (τ R ) max = τ crss ο μονοκρυσταλλος διαρρέει σ y = τ crss (cosφ cosλ) max φ = λ = 45 ο -> η ελάχιστη τάση για διαρροή -> σ y = 2τ crss

Μονοκρυσταλλος που υπόκειται σε εφελκυσμό Ολίσθηση σε ένα αριθμό ισοδύναμων και περισσότερο ευνοϊκά προσανατολισμένων επιπέδων και διευθύνσεων σε διάφορες θέσεις κατά μήκος του δείγματος Σχηματίζονται μικρές διαβαθμίσεις στην επιφάνια του κρυστάλλου = γραμμές ολίσθησης Κάθε διαβάθμιση προκύπτει από κίνηση μεγάλου αριθμού διαταραχών

Μονοκρύσταλλος ψευδαργύρου που υπόκειται σε εφελκυσμό Συνεχή έκταση του μονοκρυσταλλου: -> αύξηση του αριθμού γραμμών ολίσθησης -> αύξηση του εύρους των βαθμίδων ολίσθησης -> FCC, BCC : ολίσθηση σε δεύτερο σύστημα HCP : - λίγα συστήματα ολίσθησης - Αν λ=90 ο η φ=90 ο -> τ crss = 0 -> ΘΡΑΥΣΗ! (όχι πλαστική παραμόρφωση )

- BCC μονοκρυσταλλος σιδήρου - Τάση εφελκυσμού στην [010] ΠΑΡΆΔΕΙΓΜΑ ΠΡΟΒΛΉΜΑΤΟΣ 2 Α) τ R =? στο επίπεδο (110), διεύθυνση [ 111], σ = 52MPa Β) τ crss = 30MPa, σ y =?

6. ΠΛΑΣΤΙΚΉ ΠΑΡΑΜΌΡΦΩΣΗ ΠΟΛΥΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΩΝ ΥΛΙΚΏΝ Τυχαίοι κρυσταλλογραφικοί προσανατολισμοί κόκκων -> η διεύθυνση ολίσθησης μεταβάλλεται από ένα κόκκο στον άλλο Για κάθε κόκκο - κίνηση των διαταραχών κατά μήκος του συστήματος ολίσθησης με τον πιο ευνοϊκό προσανατολισμό Η επιφάνεια έχει λειανθεί πριν την παραμόρφωση Δύο συστήματα ολίσθησης Διαφορά στην ευθυγράμμιση των γραμμών ολίσθησης -> μεταβολή στον Πολυκρυσταλλικό δείγμα χαλκού παραμορφωμένο πλαστικά προσανατολισμό των κόκκων

Μεγάλη πλαστική παραμόρφωση Πριν την παραμόρφωση οι κόκκοι έχουν ισοδύναμους άξονες Οι κόκκοι επιμηκύνονται κατά μήκος της διεύθυνσης στην οποία το δείγμα έχει εκταθεί Τα πολυκρυσταλλικά υλικά - πιο ισχυρά από τα ισοδύναμα μονοκρυσταλλικά Ένας κόκκος προσανατολισμένος ευνοϊκά με την εφαρμοσμένη τάση δεν μπορεί να παραμορφωθεί μέχρι που οι λιγότερο ευνοϊκά προσανατολισμένοι γειτονικοί κόκκοι να είναι ικανοί επίσης για ολίσθηση => υψηλότερη εφαρμοζόμενη τάση

Πολυκρυσταλλικο μέταλλο Πριν την παραμόρφωση Μετά την παραμόρφωση ισοαξονικοί κόκκοι -επιμήκυνση κόκκων

7. ΠΛΑΣΤΙΚΉ ΠΑΡΑΜΌΡΦΩΣΗ ΜΕ ΔΙΔΥΜΊΑ Διδυμία = ατέλεια διαχωριστικών ορίων κατά μήκος της οποίας υπάρχει μια κατοπτρική συμμετρία - δημιουργείται από μια δύναμη διάτμησης

- Το ποσό της μετατόπισης στη δίδυμη περιοχή είναι ανάλογη της απόστασης από το δίδυμο επίπεδο - Διδυμία σε καθορισμένο κρυσταλλικό επίπεδο και σε καθορισμένη διεύθυνση εξαρτάται από την κρυσταλλική δομή - π.χ. BCC (112) [111]

Ολίσθηση επίπεδες προεξοχές ίδιος κρυσταλλογραφικός προσανατολισμός πάνω και κάτω από το επίπεδο ολίσθησης σε ευδιάκριτα πολλαπλάσια ατομικής απόστασης Διδυμία ομοιογενής παραμόρφωση διάτμησης επαναπροσανατολισμος κατά μήκος του δίδυμου επίπεδου Ατομική μετατόπιση μικρότερη από την απόσταση μεταξύ ατόμων BCC, HCP, χαμηλές θερμοκρασίες, απότομη φόρτιση Ολίσθηση Διδυμία Η διδυμία μπορεί να θεσει νέα συστήματα ολίσθησης σε ευνοϊκούς προσανατολισμούς

ΠΕΡΙΛΗΨΗ 1. Στο μικροσκοπικό επίπεδο, πλαστική παραμόρφωση = κίνηση διαταραχών 2. Διαταραχές ακμής - κοχλίας - μικτή 3. Συστήματα ολίσθησης 4. Ολίσθηση σε μονοκρυστάλλους 5. Ολίσθηση σε πολυκρυσταλλικά υλικά 6. Παραμόρφωση με διδυμία

ΠΑΡΆΔΕΙΓΜΑ ΠΡΟΒΛΉΜΑΤΟΣ 3 Το διάνυσμα Burgers για κρυσταλλικές δομές FCC και BCC είναι της b FCC = α 2 < 110 > b BCC = α 2 < 111 > όπου α το μήκος της ακμής της μοναδιαίας κυψελίδας. Το μέτρο των διανυσμάτων Burgers μπορεί να προσδιοριστεί από την ακόλουθη εξίσωση : b = a 2 (u2 + v 2 + w 2 ) 1/2 Προσδιορίστε τις τιμές του b για σίδηρο (BCC, R=0.1241nm) και χαλκό (FCC, R=0.1278nm).

ΠΑΡΆΔΕΙΓΜΑ ΠΡΟΒΛΉΜΑΤΟΣ 4 Προσδιορίστε το διάνυσμα Burgers και υπολογίσετε το μετρο του, b για την απλή κυβική κρυσταλλική δομή της οποίας η μοναδιαία κυψελίδα φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

ΠΑΡΆΔΕΙΓΜΑ ΠΡΟΒΛΉΜΑΤΟΣ 5 Ένας μονοκρύσταλλος ενός μετάλλου με δομή FCC είναι προσανατολισμένος έτσι ώστε μια εφελκυστική τάση να ασκείτε παράλληλα στην διεύθυνση [100]. Αν η κρίσιμη ανηγμένη τάσης διάτμησης (critical resolve shear stress) είναι 0.5MPa, να υπολογίσετε τα μέτρα των εφαρμοζόμενων τάσεων που απαιτούνται για να προκληθεί ολίσθηση στο επίπεδο (111) σε κάθε μία από τις διευθύνσεις : [110],[101],[011].

POINT COORDINATES

CRYSTALLOGRAPHIC DIRECTIONS

Directions in Hexagonal Crystals Miller Bravais

CRYSTALLOGRAPHIC PLANES Miller indices (hkl) (A, B, C - coordinate for the intersection of the crystallographic plane with each of the axes )

Hexagonal Crystals (hkil) i=-(h+k)