Номер 1, страница 299 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 8. Твёрдые тела и их превращение в жидкости. Параграф 8.6. Объяснение механических свойств твёрдых тел на основании молекулярно-кинетической теории - номер 1, страница 299.

Условие.

? 1. Опишите механизм пластических деформаций.

Решение.

1. Опишите механизм пластических деформаций.

Пластическая деформация — это необратимое изменение формы и размеров тела под действием внешних сил, которое сохраняется после прекращения их действия. В отличие от упругой деформации, при пластической деформации тело не возвращается в исходное состояние. Механизм этого процесса зависит от строения материала (кристаллическое или аморфное) и условий (температура, скорость нагружения).

В кристаллических телах, таких как металлы, основным механизмом пластической деформации является движение дефектов кристаллической решетки, в первую очередь — дислокаций. Существует два главных механизма, связанных с дефектами:

1. Скольжение (slip):

Это основной механизм пластической деформации в большинстве металлов. Он заключается в сдвиге одних частей кристалла относительно других по определенным кристаллографическим плоскостям, называемым плоскостями скольжения. Этот сдвиг происходит не одновременно по всей плоскости (что потребовало бы огромной энергии для разрыва всех межатомных связей сразу), а последовательно, благодаря движению линейных дефектов — дислокаций. Когда к кристаллу прикладывается сдвиговое напряжение $\tau$, превышающее определенное критическое значение (критическое разрешенное сдвиговое напряжение), дислокации начинают двигаться по плоскости скольжения, как гусеница, поочередно разрывая и восстанавливая межатомные связи. Пройдя через весь кристалл, дислокация оставляет за собой сдвиг на один межплоскостной вектор, что макроскопически проявляется как пластическая деформация.

2. Двойникование (twinning):

Этот механизм заключается в зеркальном переориентировании части кристалла относительно определенной плоскости, называемой плоскостью двойникования. В результате образуется область (двойник), кристаллическая решетка которой является зеркальным отражением решетки остальной части кристалла. Двойникование, как правило, происходит при низких температурах или высоких скоростях деформации, когда движение дислокаций затруднено. Этот механизм также вносит вклад в общую пластическую деформацию.

Для поликристаллических материалов при высоких температурах становятся значимыми и другие механизмы, такие как:

3. Межзёренное проскальзывание:

Смещение целых кристаллических зерен друг относительно друга по их границам.

4. Диффузионная ползучесть:

Направленное перемещение атомов (диффузия) под действием приложенного напряжения, что приводит к изменению формы тела.

Ответ: Механизм пластической деформации в кристаллических материалах заключается в необратимом смещении частей кристалла друг относительно друга. Основными способами такого смещения являются скольжение, которое происходит за счет движения линейных дефектов (дислокаций) по определенным кристаллографическим плоскостям, и двойникование, при котором часть кристалла зеркально переориентируется. При высоких температурах также возможны механизмы межзёренного проскальзывания и диффузионной ползучести.