Viljaraja

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 26.5.2021 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .

Raeraja on rajapinta monikiteisen materiaalin kahden rakeen (kiteiden) välillä. Raeraja on kiderakenteessa oleva vika, ja sillä on taipumus laskea sähkönjohtavuutta ja lämpödiffuusiota . Suuri rajaenergia ja suhteellisen heikko sidos useimmilla raerajoilla tekevät niistä usein suositellun paikan korroosiolle ja toisen vaiheen saostukselle.

Korkean ja matalan kulman reunat

Perinteisesti jyvien rajat jaetaan kahden jyvän välisen avaruudellisen vääristymisen mukaan. Pienen kulman rajat ovat rajoja, joiden suuntauskulma on alle 15°. Joskus käytetään alempaa kynnysarvoa, jopa 11°. Niitä kuvataan yleensä dislokaatioteorian avulla. Ja niiden ominaisuudet ja rakenne ovat väärän suuntauksen funktio. Toisaalta korkean kulman rajojen ominaisuudet, joiden suuntavirhe on suurempi kuin 15°, ovat yleensä riippumattomia väärästä suunnasta. On kuitenkin olemassa " erityisiä rajoja " - tietyissä orientaatioissa rajapintojen energia on huomattavasti pienempi kuin enimmäkseen korkeakulmarajojen.

Viistot reunat

Yksinkertaisimpia rajoja ovat ne, joissa pyörimisakseli on yhdensuuntainen rajan tason kanssa. Raja voidaan muodostaa yksittäisinä vierekkäisinä rakeina tai kristalliittina, joka taivutetaan vähitellen ulkoisen voiman vaikutuksesta. Hilan elastiseen taivutukseen liittyvää energiaa voidaan vähentää ottamalla käyttöön dislokaatioita, jotka ovat olennaisesti kiilattuja atomipuolitasoja, jotka luovat pysyvän vääristymisen kahden osan välille.

Vääntörajat

Reunojen kuvaus

Rajat voidaan kuvata suuntaamalla raja kahteen jyvääseen ja tarvittavalla 3D-rotaatiolla, jotta rakeet saadaan täsmälleen hilavastaavuuteen. Joten rajoilla on 5 vapausastetta . Tämä on kuitenkin yleistä, kun rajaa kuvataan vain naapurijyvien välisenä orientaatiosuhteena. Yleensä vaikeasti määritettävissä olevan rajatason suunnan huomioimatta jättämisen hyöty on suurempi kuin tiedon väheneminen. Kahden rakeen suhteellinen suuntaus kuvataan käyttämällä rotaatiomatriisia :

R={\begin{bmatrix}a_{11}&a_{12}&a_{13}\\a_{21}&a_{22}&a_{23}\\a_{31}&a_{32}&a_{33 }\end{bmatrix}}

Tätä kiertojärjestelmää käyttämällä kiertokulma θ määritellään seuraavasti:

{\displaystyle 2\cos \;\theta \;+1=a_{11}+a_{22}+a_{33))

kun suunta on [uvw] pyörimisakseli:

[(a_{32}-a_{23}),(a_{13}-a_{31}),(a_{21}-a_{12})]

Kristallografinen luonne asettaa rajoituksia rajojen vääristymiselle. Täysin mielivaltaisella polykiteellä , jolla ei ole tekstuuria, on tyypillinen väärinsuuntautumisrajojen jakauma. Tällaiset tapaukset ovat kuitenkin harvinaisia, ja suurin osa materiaalista poikkeaa enemmän tai vähemmän tästä idealisoidusta esityksestä.

Rajarajojen energia

Pienen kulman rajojen energia riippuu naapurirakeiden välisestä väärästä suuntauskulmasta aina siirtymiseen asti korkeakulmaiseen tilaan. Yksinkertaisen matalakulmarajan tapauksessa rajan energia, joka koostuu dislokaatioista, joissa on Burgers-vektori b ja niiden välinen etäisyys h , määräytyy Reed-Shockley-yhtälön avulla:

\gamma _{s}=\gamma _{0}\theta (A-\ln \theta )

missä θ = b/h, γ 0 on geometrinen tekijä, joka riippuu rajatyypistä: kallistusrajalle γ 0 = Gb[4π(1-ν)], kierrerajalle γ 0 = Gb/2π, A on määräytyy ytimen dislokaatioiden säteen r 0 mukaan: A = 1 + ln(b/2 πr 0 ), - G - leikkausmoduuli , ν - Poissonin suhde . Tämä osoittaa, että kun rajaenergia kasvaa, energia dislokaatiota kohti pienenee. On olemassa liikkeellepaneva voima luoda vähemmän väärin suuntautuneita rajoja (eli viljan kasvua). Tiedetään, että Reed-Shockley-kaava on hyvin sopusoinnussa pienen kulman dislokaatiorajoista saatujen kokemusten kanssa, mutta ei sovellu suuriin kulmiin θ, koska se ei ota huomioon voimakasta vuorovaikutusta ja jopa ytimien päällekkäisyyttä. hilasijoitukset, kun ne lähestyvät etäisyyksiä d ~ (4÷5)b (θ ~ 15°) [1] .

Muistiinpanot

↑ Orlov, 1980 , s. 63.

Kirjallisuus

Orlov A.N., Perevezentsev V.N., Rybin V.V. Metallien raeraajat. - M . : Metallurgia, 1980. - 155 s.
Cheredov V.N. Synteettisten fluoriittikiteiden viat. Pietari: Tiede. - 1993. - 112 s.