MAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT - A MTA III. OSZTÁLYÁNAK FIZIKAI KÖZLEMÉNYEI 18. KÖTET (1970)
18. kötet / 1. sz. - KOVÁCS ISTVÁN. Diszlokációk kontinuum elmélete. IV.
DISZLOKÁCIÓK KONTINUUM ELMÉLETE IV.* DISZLOKÁCIÓK ÉS TÉRFOGATI HIBÁK KÖLCSÖNHATÁSA KOVÁCS ISTVÁN ELTE, Kísérleti Fizikai Tanszék 1. Bevezetés Cikksorozatunk előző részeiben (L, IL, III.) [1] áttekintést adtunk a diszlokációk alaptulajdonságairól (I), a rugalmas kontinuum alapegyenleteiről (II) és az egyedi diszlokációk kvantitatív tulajdonságainak leírásáról (III). Jelen dolgozatban a diszlokációk és térfogati hibák kölcsönhatását tárgyaljuk. A szilárd testek tulajdonságait alapvetően befolyásolják az ún. térfogati hibák. A térfogati hibák lehetnek „pontszerűek", azaz gyakorlatilag egy atomtérfogat kiterjedésűek (üres rácshely vagy vakancia, intersticiális atom, szennyező atom), vagy igen nagyok, a mátrixba beágyazott idegen fázisok (kiválások ötvözetekben, martenzites átalakulások magjai stb.) formájában. A térfogati hibák jelenléte rugalmas feszültségek fellépését eredményezi és így más feszültségterekkel, tehát diszlokációkkal is, kölcsönhatás alakul ki. Ez a kölcsöhatás jelentős változást okoz elsősorban az anyag képlékeny viselkedésében, mert a térfogati hibák a diszlokációk mozgását lényegesen akadályozzák. Ezt először Cornell [2] és Jabarro [3] ismerte fel a széntartalmú acélok folyáshatárának vizsgálata során. Arra a következtetésre jutottak, hogy a szénatomok és a diszlokációk kölcsönhatása miatt a diszlokációk körül a szénatomokban feldúsult tartomány (Cottrell felhő) alakul ki. Ezért, legalábbis az alakváltozás kezdetén, a diszlokáció elmozgatása a felhő elmozdítását is megköveteli, így a mozgatáshoz szükséges feszültség, azaz a folyáshatár jelentősen megnövekszik a tiszta anyaghoz képest. A kölcsönhatás természetére vonatkozóan Cottrell és Nabarro rugalmas hatást tételezett fel, amely a mátrix és az oldott atomok méretkülönbségéből származik. Az ilyen típusú kölcsönhatásokat matematikailag először Cottrell és Bilby [4], majd Bilby [5] vizsgálta. Az oldott atomok vagy általában az idegen fázisok hatása azonban nemcsak a méret különbségéből származik. Az oldott atom vagy idegen fázis rugalmas tulajdonságai is különböznek általában a mátrixétól, ezért várható, hogy még a méret effektus hiányában is, ezek hatása jelentkezik. Valóban, ez az ún. modulusz effektus összemérhető a méretkülönbség hatásával [6]. Kölcsönhatás származik még a diszlokáció körül kialakuló elektrosztatikus tér [7], a parciális diszlokációkhoz tartozó rétegződési hiba [8], a lokális rend [9] stb. hatásából is. Ezen járulékok nagysága azonban lényegesen kisebb, mint a rugalmas hatásoké. Fizikai Folyóirat XVIII/1 — MAGYAR TUDOMÁNYOS AKADÉMIa ^ KÖNYVTÁTVA * Érkezett 1968. okt. 24.