Дислокационные процессы при остановке и залечивании трещин в кристаллах

• Автор: Манухина, Дарья Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МИКРОПЛАСТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ (ОБЗОР)
1.1. Механизмы пластической деформации кристаллов
1.1.1. Механическое двойникование
1.1.1.1 .Модели двойника
1.1.1.2. Упругое двойникование
1.1.1.3. Особенности зарождение микротрещин в двойни кующих материалах
1.1.1.4. Двойникования в кристаллах кальцита. Каналы Розе
1.1.2. Скольжение
1.1.3. Другие формы пластической деформации
1.2. Пластическая деформация квазикристаллических материалов
1.3. Дислокационная пластичность кристалла
1.3.1. Динамика дислокаций в кристаллическом теле
1.3.2. Математическое и компьютерное моделирование
динамики дислокаций
1.4. Математическое и компьютерное моделирование как способ изучения механизма разрушения
1.4.1. Моделирование пластической зоны в вершине трещины
1.4.2. Молекулярная динамика и метод Монте-Карло: история развития и применение
1.5. Залечивания кристаллических материалов
1.5.1. Высокотемпературное залечивание
1.5.2. Самопроизвольное залечивание трещин
1.5.3. Залечивание с помощью приложения внешнего сжимающего усилия

1.6. Современные методы исследования приповерхностных слоев
материалов
ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ОСТАТОЧНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ОСТАНОВКЕ МИКРОТРЕЩИН
2.1. Дислокационная структура остановившихся трещин
2.2. Математическая модель пластического течения в вершине трещины
2.2.1 .Асимметричное течение
2.2.2. Математическое решение полученной системы уравнений
2.2.3. Анализ полученных числовых данных
2.2.4. Сравнение результатов математического моделирования с экспериментальными данными
2.2.5. Симметричное течение
2.3. Исследование геометрического рельефа поверхности скола
2.3.1. Объект и методы исследования
2.3.2. Исследование чистой поверхности скола
2.3.3. Исследование образцов методом химического травления
2.3.4. Исследование боковой поверхности кристаллов
2.3.5. Обработка экспериментальных данных
2.4. Выводы к главе
ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ В ВЕРШИНЕ ТРЕЩИНЫ В КРИСТАЛЛАХ С ЗАРЯЖЕННЫМИ ДИСЛОКАЦИЯМИ
3.1. Электрические эффекты в ЩГК и полупроводниковых кристаллах
3.2. Статические электрические поля, создаваемые скоплениями заряженных дислокаций
3.3. Моделирование электрических полей в вершине трещины
3.4. Электрический дипольный момент скопления

3.5. Кинетика пластической деформации в вершине трещины
3.6. Выводы к главе
ГЛАВА 4. ЗАРОЖДЕНИЕ МИКРОТРЕЩИН ПРИ ВЗАИМОДЕЙС ТВИИ ВСТРЕЧНЫХ УПРУГИХ ДВОЙНИКОВ
4.1. Методика проведения эксперимента
4.2. Распределения по размерам микротрещин
4.3. Дислокационные модели двойников
4.4. Решение уравнений равновесия дислокаций
4.5. Результаты расчетов
4.5.1. Заторможенный двойник
4.5.2. Одиночный двойник
4.5.3. Напряжения вокруг упругого двойника
4.5.4. Взаимодействие встречных двойников
4.6. Выводы к главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

поликристаллах для малых пластических зон а находится в диапазоне 60-70°, а в монокристаллах определяется кристаллографией скольжения. Тенденция к концентрации скольжения особенно сильно проявляется при распространении усталостных трещин.
Течение по наклонным плоскостям в условиях плоской деформации рассмотрено в работе В. Витека [122]. Им проанализировано скольжение по наклонным плоскостям под произвольным углом ±а к плоскости внутренней трещины, нагруженной однородным растягивающим напряжением. Пластическая зона представлялась непрерывным распределением краевых дислокаций, а интегральные уравнения равновесия решались численно. В рамках предложенной модели распределение дислокаций описывается функцией, монотонно возрастающей при приближении к вершине трещины. Получены зависимости длины пластической зоны и раскрытия трещины от приложенного напряжения и проведено сравнение результатов расчетов с данными для компланарных зон.
Моделирование пластической области в вершине трещины набором дискретных дислокаций выполнено в [123]. Авторы [124] обошли математические трудности, связанные с решением уравнений равновесия дислокаций, представив пластическую зону двумя супердислокациями в симметричных наклонных плоскостях скольжения. В такой постановке задача была сведена к двум алгебраическим уравнениям с двумя неизвестными. Несмотря на некоторые ограничения и приближенный характер такой замены, полученное решение дало возможность оценить раскрытие трещины как для случая антиплоской деформации, так и для плосконапряженного состояния. Предложенный в [123] подход был развит в [124]. Расчет дискретных дислокаций в пластической области на фронте трещины под постоянной нагрузкой проведен в [125]. Полученная равновесная область кругового типа хорошо согласуется с результатами континуальной механики упругопластического разрушения.