Пластичність металів і нестійкість кристалічної гратки

Abstract

У монографії викладені нові погляди на явище пластичності з використанням уявлень про нестійкість кристалічної гратки. Розглядається протилежна загальноприйнятим поглядам точку зору, відповідно якої ідеальна кристалічна гратка пластичних твердих тіл є нестійкою відносно малих зсувних деформацій по деяким кристалографічним напрямам. Тому зсув атомних площин у такій ідеальній гратці може здійснюватися при дуже низьких значеннях зсувних напружень або у відсутність їх. Але у реальних кристалах опір деформації зсуву, що спостерігається, зумовлений присутністю дефектів і, передусім, тонкого поверхневого шару, а у полікристалах – границями зерен та блоків. Вважається, що стійкість і нестійкість кристалічної гратки, тобто схильність її до пластичної деформації, пов’язана з симетрією потенціалу міжатомної взаємодії, яка у свою чергу залежить від розподілу валентних електронів у просторі, тобто залежить від електронної структури твердих тіл. Умови стійкості і нестійкості обговорюються на двовимірній моделі кристалічної гратки, в якій міжатомна взаємодія описується сферично симетричним потенціалом і враховується взаємодія не тільки перших сусідів, але й наступних, а також вплив внутрішньої енергії гратки. У такій гратці перші атоми сусіда дещо зближені і між ними виникає сила відштовхування, яка урівноважується силою притягання між атомами і їх другими сусідами. Таке розміщення атомів відповідає мінімуму енергії кристалічної гратки. Залежно від зовнішніх чинників – тиску і температури одна і таж кристалічна гратка може бути, як стійкою так і нестійкою.