Cтраница 4
Энергии неравновесной и равновесной границ, создающих одинаковый разворот кристаллов вдали от границы, различаются величинами энергии упругого поля и энергии взаимодействия между элементами зернограничной структуры. Конечно, это не означает, что если две границы имеют различные значения собственной энергии, то одна из них является неравновесной, поскольку энергия этих границ может быть разной из-за различия их кристаллографических параметров. Известно, что энергия границы зависит от параметров разориентировки зерен и плоскости залегания границы [202], в каком-то смысле, например, специальная граница более равновесна, чем произвольная. Однако далее мы будем рассматривать в основном неравновесное состояние границ, обусловленное присутствием дефектов дислокационного характера, и, используя термин неравновесная граница зерен, будем подразумевать только то, что такая граница имеет нескомпенсированные дальнодействующие напряжения, и на элементы зернограничной структуры действуют нескомпенсированные напряжения от других элементов структуры границы. Изучение указанного вида неравновесных границ имеет особый интерес, поскольку такие границы играют определяющую роль во многих процессах пластической деформации и рекристаллизации [110, 111, 146, 193, 203], а также, как будет показано ниже, в необычных свойствах наноструктур-ных материалов. [46]
Это предполагает, что могут существовать очень маленькие кристаллы, не способные расти ни в одном направлении. Затем они могут приобретать способность к росту в одном направлении и давать усы, в двух направлениях-и давать пластинки, в трех направлениях - давать нормальные кристаллы. Выше предполагалось, что способность расти в данном направлении может быть связана с присутствием дефектов на соответствующей грани. В связи с этим было выполнено много работ, чтобы продемонстрировать наличие дислокаций в случае усов. [47]
Объем испытываемого материала должен быть таким, чтобы в нем можно обнаружить дефекты характерных размеров. Термин дефект используется здесь в самом широком смысле, чтобы иметь возможности ссылаться на любые отклонения от однородного и изотропного, материала, принятого в классической теории упругости - Дефекты малых размеров, такие как дислокации внутри зерен, влияние ( границ зерен, а также мельчайшие полости и включения, присутствуют, вероятно, в каждом малом юбъеме материала. Вследствие этого материал, отобранный для определения его усталостной прочности, неизбежно содержит такие дефекты. Дефекты больших размеров находятся в материале на большом расстоянии друг от друга, и поэтому присутствие дефектов определенных размеров в характерных объемах критически напряженного материала не является обязательным. С этим связано количественное ограничение в отношении верхнего предела объема материала, который необходимо использовать при оценке его усталостной прочности. [48]
Расположенный в одном ряду с углеводородами и угле-родами поликристаллический связанный материал, описываемый здесь под названием искусственного графита, обладает удельным сопротивлением около 800 10 - 6 ом-см. Было бы желательно, конечно, при обсуждении сопротивления графита использовать результаты, полученные на образцах, для которых можно определить происхождение каждого из отклонений структуры. Полный трехмерный порядок, наличие которого часто считается установленным для материала, в действительности можно подтвердить лишь в первом приближении с помощью рентгеноструктурного анализа поликристаллического графита. Различие в полученных результатах можно объяснить значительными отклонениями от трехмерного порядка, если материал недостаточно графитизирован, или присутствием других кристаллических дефектов, описанных в гл. [49]
Проверка качества обкладки путем осмотра покрытия не всегда позволяет обнаружить дефекты. Небольшие отверстия и проколы могут остаться незамеченными. Поэтому необходимо испытывать обкладку на сопротивление электрическому току, соединяя один из полюсов с металлом аппарата и подводя другой полюс к тем местам обкладки, где можно предполагать присутствие дефектов; падение напряжения указывает на наличие отверстия. Для такого контроля предложены переносные аппараты. [50]
Проверка качества обкладки путем осмотра покрытия не всегда позволяет обнаружить дефекты. Небольшие отверстия и проколы могут остаться незамеченными. Поэтому необходимо испытывать обкладку на сопротивление электрическому току, соединяя один из полюсов с металлом аппарата и подводя другой полюс к тем местам обкладки, где можно предполагать присутствие дефектов; падение напряжения указывает на наличие отверстия. [51]
Дать точное определение усов довольно трудно. Обычно усы имеют диаметр менее 100 мкм, иногда намного меньше, длина же их может достигать нескольких сантиметров. Одно из наиболее характерных свойств усов - их высокая механическая прочность, которая обычно приписывается совершенству боковых поверхностей, поскольку несовершенства на поверхности, такие как ступени роста, приводят к уменьшению механической прочности из-за концентрации напряжений. Далее само торможение роста в боковых направлениях, вероятно, непосредственно связано с совершенством граней кристалла, поскольку, как говорилось в предыдущем разделе, рост граней кристалла связывают с присутствием дефектов. [52]