Мазмұны Кіріспе І – Тарау; Әдебиеттерге шолу
Электрондар және кемтіктер
жүктеу/скачать 5.67 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Дислокациялар және экситондар.
- 1.6 Қатты денелердің механикалық және жылулық қасиеттері Серпімді және пластикалық деформация
| Электрондар және кемтіктер. Кристалдағы кез-келген бағытта қозғалып жүрген еркін электрондарда торды бұзады, яғни кристал құрылымының өзгеруіне алып келеді. Бұл электрондар, біріншіден шашырататын орталық ролін атқарады, екіншіден өзінің электр өрісімен торға әсер етеді, өрістің әсерінен торды елеулі деформациялайды, әсіресе электронның қасында орналасқан торларды деформациялайды. Егер электрон қоспа атомнан бөлініп шықса, онда пайда болған иондарда торды өзгертеді. Еркін электрондар басқа да торды өзгертетін құбылыстармен әсерлеседі.
Негізгі процестерге рекомбинация, фонондармен әсерлесу, қоспа атомдармен әсерлесу, дислокациялармен әсерлесу, т.б. жатады. Дислокациялар және экситондар. Елеулі тор кемшіліктеріне дислокациялар және экситондар жатады. Дислокацияны қатты денелердің механикалық қасиеттерін анықтау барысында, ал жартылай өткізгіштердің ток өткізгіштік қасиетіне жарық сәулесінің әсерін анықтау барысында экситондарды қарастырамы 1.6 Қатты денелердің механикалық және жылулық қасиеттері Серпімді және пластикалық деформация Кристалдарға сыртқы бір бағытта тарту күштің әсерінен атомдардың бір-бірінен ара қашықтығы өседі және олардың кристалдағы тепе-теңдікте орналасуы бұзылады. Тордағы атомдардың тепе-теңдікте болуына сәйкес атомдардың бірін-бірі тарту және бірін-бірі тебу күштерінің теңдік шартының бұзылуына алып келеді, соның арқасында атомдарды бұрынғы тепе-теңдік орнына алып келетін ішкі күш пайда болады. Кристалдың бірлік көлденең қимасына келетін күш шамасын кернеу деп атайды. Қайтымды шексіз баяу жылдамдықпен кристалды созғанда кристалдың кез-келген ауданында пайда болған ішкі күш сыртқы әсер ететін күшті компенсациялайды. Атомдардың аз мөлшерде ығысуындағы пайда болған күш (атомдарды тепе-теңдік күйдегі орнына қайтаратын күш) мөлшері, бірінші ретті жобамен атомдардың ығысу шамасына пропорционал. Сондықтан, деформацияның бірінші стадиясында кристалда пайда болған кернеу жобамен деформацияның өсуімен сызықты өседі (Гук заңы): (2.1) мұндағы Е-серпінді модулі, -кристалдың салыстырмалы деформациясы (шындығында бұл заң жобамен орындалады). Бұл деформация қайтымды, күш кристалдан алынған кезде кристалл атомдарды бұрынғы тепе-теңдік кездегі орнына келеді. Бұл деформацияны серпінді деформация деп, ал қалдық деформация қалдырмайтын кездегі максимал жүктелген сыртқы кернеуге тең ішкі кернеуді серпімді шегі деп атайды. Кез-келген деформацияға сәйкес кернеу және Е серпімді модуліне тең / қатынас тек атомдар табиғатына және олардың өзара кристалда орналасуына тәуелді. Серпімді модулін тек кристалл құрылымын елеулі өзгерту арқылы немесе қатты дененің ішкі құрылымын өзгерту арқылы өзгертуге болады. Бірақ бұл кезде де Е серпімді модульдің өзгеру шамасы аса үлкен болмайды. Мысалы болатқа елеулі шамада легрлейтін қоспаларды енгізгенде, термиялық өңдегенде, суық прокатка жасағанда, т.б. болаттың қаттылығы және басқа да механикалық сипаттамалары қатты өзгереді, ал серпімді модулі аса өзгермейді (10-ға дейін өзгереді). 2.1.-сурет Үздіксіз сыртқы әсер ететін күшті көбейткенде, үздіксіз ішкі кернеуді () көбейтеді және деформацияда () өседі (2.1.-сурет). Әрбір материалға белгілі шамаға кернеу (S) жеткенде кристалдың қирауы немесе кернеу мен деформация арасындағы сызықты пропорционалдық заңы өзгереді және қалдық пластикалық қ деформация пайда болады, яғни жүктелген жүкті алған кезде деформация толық қайтып келмейді. Қалдық деформация болмаса материал морт болады, ал қалдық деформация орын алса, яғни Гук заңы орындалмаса материал пластиктілі болады. Материалдық ағуы басталғанға сәйкес S кернеуді ағу шегі деп атайды. жүктеу/скачать 5.67 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|