Светлов Владимир Николаевич : другие произведения.

Исследования поверхности металлов

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:


 Ваша оценка:

  Исследования поверхности металлов
  
  Исследовались изменения рельефа поверхности металлов при действии растягивающего усилия с помощью сканирующего туннельного микроскопа в режиме стационарной ползучести. Образцы изготавливались из фольг различных металлов. Они имели толщину порядка 60 мкм и форму двойной лопатки, длиной 10 мм и шириной 6 мм. По центру было сужение до 3 мм, чтобы работать в области максимальных напряжений. Исследования показали, что лучшим металлом для опытов оказалась медь. Усилие подводилось к образцам с помощью пружинного нагружательного устройства, которое было предварительно откалибровано. Оказалось, что один оборот регулировочного винта увеличивал усилие на 1 кг. Методика опыта была простой. Изготавливалась партия одинаковых образцов в количестве 50 штук. Затем 10 образцов доводилась до разрыва плавным вращением регулировочного винта. Отмечалось значение разрывного усилия. После этого очередной образец устанавливался в устройство и нагружался на 80 процентов от разрывного усилия, и устройство помещалось в прибор. Проводились наблюдения за изменением рельефа поверхности образца в течение двух и более недель. Выяснилось, что на поверхности полированного образца развивалась периодическая структура, а изменения носили локальный характер. Перед разрывом на поверхности появлялись крупные углубления. Иногда процесс затихал, и требовалось увеличение усилия, чтобы наблюдать дальнейшие изменения. Это свидетельствовало о том, что структура металла менялась в сторону упрочнения. Только появлением дислокаций как дефектов структуры можно объяснить это явление. Видимо, в дислокациях связанность вещества возрастает, что приводит к его упрочнению. Однако, следует отметить, что диффузия водорода по ядрам дислокаций может значительно уменьшить прочность и приводить к внезапным разрушениям.
  Изменения рельефа поверхности начинались спустя несколько часов после приложения растягивающего усилия. Сначала даже наблюдалось разглаживание поверхности. Видимо, это связано с тем, что процесс начинается в объёме и постепенно достигает поверхности образца. Сама по себе поверхность к прочности отношения не имеет. Она только является как бы зеркалом того, что происходит в объёме вещества. Оказалось, что для выбранной геометрии образцов наиболее ощутимые изменения рельефа поверхности происходили на площадке 2Х2 мкм. Это было замечено в результате сканирования десяти последовательных кадров, которые одинаково обрабатывались, а затем на них наносилась масштабная сетка. Были выделены характерные точки поверхности. От кадра к кадру некоторые точки положения не меняли, а другие смещались в различных направлениях. В среднем смещения происходили со скоростью один ангстрем в секунду. Было замечено, что двигались отдельные фрагменты металла. Вероятно, что движение разно масштабных фрагментов происходит по всему объёму вещества. Этот процесс стимулирует появление дислокаций, которые изменяют с течением времени структуру материала. Сами по себе дислокации двигаться не могут, разве только менять геометрию.
  Итак, на основании проведённых исследований можно сделать вывод о том, что ползучесть металлов обусловлена перемещением отдельных фрагментов, а не движением дислокаций.
 Ваша оценка:

Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"