Bài giảng Vật lý chất rắn đại cương - Chương II: Tính chất cơ học của vật rắn tinh thể

Giai đoạn II (AB) là giai đoạn trượt
nhẹ, độ dốc của đường cong giảm đi
đáng kể. Đây là quá trình biến dạng dẻo.
Khi bỏ ứng suất bên ngoài tinh thể không
trở về trạng thái ban đầu nữa. Ta nói
trong tinh thể còn biến dạng dư.
Giai đoạn III (BC): Độ dốc đường
cong lớn hơn, được gọi là giai đoạn hoá
bền mạnh; Muốn biến dạng tiếp tục thì
phải tăng ứng suất. Sau điểm C là giai
đoạn nghỉ động lực IV thường kèm theo
việc hình thành các khe nứt, biến dạng
tăng, nhưng ứng suất lại giảm
pdf 9 trang thamphan 29/12/2022 1260
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Vật lý chất rắn đại cương - Chương II: Tính chất cơ học của vật rắn tinh thể", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_vat_ly_chat_ran_dai_cuong_chuong_ii_tinh_chat_co_h.pdf

Nội dung text: Bài giảng Vật lý chất rắn đại cương - Chương II: Tính chất cơ học của vật rắn tinh thể

  1. Slide 1 Ch−¬ng II TÝnh chÊt c¬ häc cña vËt r¾n tinh thÓ Slide 2 I. §−êng cong biÕn d¹ng cña tinh thÓ: øng l suÊt, biÕn d¹ng Trong m«i tr−êng liªn σ C tôc, ®μn håi øng suÊt B quy −íc σ =F/S. F- lùc A t¸c dông vμ S lμ diÖn tÝch thiÕt diÖn vu«ng O ε gãc víi lùc. BiÕn d¹ng ‘ Giai ®o¹n I (OA): §©y lμ t−¬ng ®èi ®−îc tÝnh biÕn d¹ng ®μn håi; Khi bá øng theo c«ng thøc: suÊt, mÉu trë l¹i tr¹ng th¸i ban Δl l− l ®Çu. ε = = 0 l l §L Hooke: σ=E. ε 0 0 Slide 3 i - Song song víi trôc i Tex¬ øng suÊt σ ik k - T¸c dông lªn mÆt vu«ng gãc víi trôc k σ11 σ12 σ13 σ σ σ z(x ) σik= 21 22 23 3 σ σ σ 1 ∂ul ∂um 31 32 33 εlm = ( + ) 2 ∂x m ∂xl σ31 Tex¬ biÕn d¹ng: σ13 σ ε ε ε 11 11 12 13 x(x1) εlm= ε21 ε22 ε23 ε31 ε32 ε33 ul, um lμ dÞch chuyÓn däc theo y(x2) trôc xl vμ xm. Ten x¬ σik , εlm lμ σik = λiklm ε lm c¸c ten x¬ h¹ng 2 cã chÝn thμnh phÇn. λiklm lμ ten x¬ h¹ng 4; i,k,l,m biÕn ®æi tõ 1 ®Õn 3
  2. Slide 7 ∂σ ik ∂σ ∫σikdf k = ∫ dv C©n b»ng hai ik ∂x ρ &&uidv = dv s v k biÓu thøc lùc: ∫ ∫ v v ∂x k ∂σik hay : ρ&& ui = ∂x k 1⎛ ∂u ∂u ⎞ ε = ⎜ l + m ⎟ thay σik = λ iklm ε lm vμ lm ⎜ ⎟ta cã: 2⎝∂xm ∂xl ⎠ 1 ∂ ⎛ ∂u ∂u ⎞ 1 ⎛ ∂2u ∂2u ⎞ ρu = λ ⎜ l + m ⎟ ⎜ l + m ⎟ &&i iklm ⎜ ⎟ = λiklm⎜ ⎟ 2∂ xk ⎝∂xm ∂xl ⎠ 2 ⎝∂xk ∂ x m ∂xk ∂ x l ⎠ ∂2u rr ρu = λ m i(kr−ω t) &&i iklm ui= u 0i e ∂xk ∂ x l 2 u = δ u (ρω δim − λiklmk k k l) u m = 0 i im m Slide 8 2 λiklmk k k l − ρω δim = 0 lμ ph−¬ng tr×nh bËc 3 cña ω2 gäi lμ ph−¬ng tr×nh t¸n s¾c, c¸c chØ sè thay ®æi tõ 1 ®Õn 3. Ph−¬ng tr×nh cã 3 nghiÖm kh¸c nhau cña vÐct¬ sãng . Thay tõng nghiÖm ω vμo ph−¬ng tr×nh ta sÏ thu ®−îc c¸c thμnh phÇn cña hμm sè biÕn d¹ng ui §©y lμ ph−¬ng tr×nh ®ång nhÊt nªn chØ x¸c ®Þnh ®−îc tØ sè gi÷a 3 thμnh phÇn. E(1-ν ) VËn tèc sãng däc c = l ρ(1 + ν )(1 − 2 ν ) E VËn tèc sãng ngang c = t 2ρ (1 + ν ) Slide 9 γ τ=σ12=μγ σ=Eε M«dun tr−ît : μ=E/2(1+ν). M«®un ®μn håi E ν HÖ sè Poisson (Po¸t x«ng):Tû sè gi÷a co ngang vμ gi·n däc
  3. r r Slide 13  SH ®−êng: LÖch m¹ng Hdl= I ∫ ∑ i MÆt d− ABC i C E A’ B’ AB+ BC + CD + DA = 0 MÆt tr−ît r D C EA'= b C’ VÐc t¬ Burgers n»m D’ trôc LM trªn mÆt tr−ît vμ vg víi trôc : LM biªn A' B'+ B' C' + C' D' + D' E = − EA' Slide 14 LÖch m¹ng xo¾n: trôc LM LM hçn hîp A B r b E D C EA+ AB + BC + CD = − DE ≠ 0 r DE= b VÐc t¬ Burgers song song víi trôc LM Slide 15 A ž Sai háng mÆt: B B C • SH xÕp • Song tinh (111) LPTM A A B B C C A A B B C C A A A A A C B C B C B A A SPXK C B B B C C A A A
  4. Slide 19 VII. C¸c c¬ chÕ ho¸ bÒn cña tinh thÓ: YÕu tè ng¨n c¶n chuyÓn ®éng cña lÖch m¹ng ° Lùc Peiers-Nabarro 2μ ⎛ 2π a ⎞ = exp − τp ⎜ ⎟ 1 − ν ⎝ 1 − ν b ⎠ ¶nh h−ëng nhiÖt ®é ± T−¬ng t¸c gi÷a c¸c lÖch m¹ng víi nhau Slide 20 ² T−¬ng t¸c cña lÖch m¹ng víi c¸c sai háng kh¸c μb y() x2− y 2 μb x() x2− y 2 σ22 = 2 ; σ12 = σ21 = 2 2π() 1 − ν ()x2+ y 2 2π() 1 − ν ()x2+ y 2 y μb y() 3x2+ y 2 σ11 = − 2 ; 2π() 1 − ν ()x2+ y 2 x ³ T−¬ng t¸c víi sai háng xÕp vμ song tinh: SH xÕp γ HH γ- N¨ng γSH γHH l−îng bÒ mÆt Slide 21 ´ C¸c nguån lÖch m¹ng : mËt ®é lÖch m¹ng t¨ng lªn ®¸ng kÓ tõ 104 cm-2 t¨ng ®Õn 1014cm-2. Nh− vËy lÖch m¹ng ®· sinh ra trong qu¸ tr×nh biÕn d¹ng. Nguån Frank-Read
  5. Slide 25  Mái: Khi tinh thÓ chÞu t¸c ®éng cña øng suÊt xoay chiÒu nã cã thÓ bÞ ph¸ huû do øng suÊt cã biªn ®é nhá h¬n ®é bÒn cña tinh thÓ sau nhiÒu chu k× øng suÊt. σ t H×nh thμnh c¸c vÕt låi lâm trªn bÒ mÆt tinh thÓ Gät nh½n bÒ mÆt Slide 26  C¸c nguån lÖch m¹ng ho¹t ®éng vμ c¸c lÖch m¹ng sinh ra tõ c¸c nguån kh¸c nhau: s1,s2 ®i ra bÒ mÆt mÉu: s 1 s 1 s s 2 2 s 1 s 1 s s 2 2 Slide 27 ž Ph¸ huû gißn: Ph¸ huû gißn lμ ph¸ huû x¶y ra trong giíi h¹n ®μn håi. §©y lμ ph¸ huû rÊt nguy hiÓm v× nã x¶y ra rÊt nhanh 2C C σC =2 σ 0 R R