МОЛЕКУЛЯРНЫЙ МЕХАНИЗМ ТЕЧЕНИЯ ОКОЛО АБСОЛЮТНОГО НУЛЯ
В реальных твёрдых телах при течении сохраняется решетка или сетка, течение идёт за счёт активированных перескоков частиц, вызывающих перемещение вакансий, дислокаций и др. При Т 0 вещество становится хрупким, течение практически прекращается, лишь одна часть решётки (сетки) может оторваться от другой при хрупком разрушении. Совершенно иной механизм течения наблюдается в модели.
Рис.2.6 Распределение частиц по энергиям на разных стадиях деформации 1-8. Видно, что находятся в необычном энергетическом состоянии и принимают участие в течении многие или почти все частицы. Вверху - распределение при активационном течении Рис.2.7 Распределение частиц по смещениям. Видно, что смещаются и участвуют в течении почти все частицы. Вверху - то же распределение при активационном механизме
Нет надежды получить здесь хрупкое разрушение. Структура текуча, правильная решётка легко расплывается или перестраивается в другую, почти правильную, решётку. При растяжении образца он не разрушается, как в хрупком состоянии, а растягивается и утоньшается, как нить вязкой жидкости; это наблюдается как при обычных граничных условиях, так и при свободных поверхностях. Для уточнения механизма процессов программой было предусмотрено построение гистограмм величины смещений частиц от "своего " узла решётки и их энергий (рис. 2.6, 2.7). Из гистограмм видно, что механизм процесса не похож на активационный. При активационном механизме основная часть частиц остаётся около своих узлов и сохраняет неизменную энергию взаимодействия; лишь немногие частицы (активированные) смещаются на расстояние, примерно равное периоду решётки, и повышают энергию на dЕV. Так, в точке 2 рис. 2.2 напряжения вдвое меньше величины , соответствующей закону Гука, которая была бы при правильной упруго деформированной решётке; к этому моменту уже прошло, следовательно, уменьшение напряжений вдвое, прошла " двукратная релаксация". Между тем максимальное смещение атома от узла решётки составило лишь 0,1r ( при активационном механизме было бы r ), а среднее смещение - лишь 0,02r . Почти одинаковыми остались и энергии взаимодействия всех частиц. В модели происходит большая релаксация напряжений или значительная деформация при очень небольших смещениях, но почти всех частиц и небольших изменениях энергии. Десятикратная релаксация достигается при наибольшем смещении ~ 0,3r, стократная - при ~ 0,5r и др. Механизм перемещения частиц в модели подробен дрейфовому, при котором дрейфуют, плывут все частицы. Чтобы получить активационное движение и хрупкое разрушение, необходимо как-то укрепить,стабилизировать структуру, затруднить её расплывание и перегруппировки частиц. Отметим, что механизм перемещений получается несколько различным в зависимости от того, совпадает ли направление плотно упакованных цепочек частиц в решётке с направлением растяжения или сжатия. Характерная особенность механизма течения - это образование и расплывание, рост на одних участках и убывание на других участках областей упорядоченной структуры - "кластеров", процессы аморфизации на одних участках и упорядочения на других. При сравнительно малых скоростях деформации v = (107 - 108) с-1 доля аморфизированной структуры становится незначительной, одна упорядоченная структура почти непосредственно переходит в другую упорядоченную ( подробнее см. [7]). Текучесть атомарной структуры в модели Ar (даже при Т 0) отчетливо проявляется также при моделировании слияния малых сферических монокристалликов (рис. 2.8 ) и при моделировании "затекания" исходной сферической полости в монокристаллике (рис. 2.9 ). Здесь также видны процессы разупорядочения, упорядочения, "рекристаллизации" - роста одних кластеров или упорядоченных участков за счет других. К концу процесса (примерно к 3000-му шагу) в oбоих случаях достигается почти идеально правильная "кристаллическая структура" вновь возникших образований. Реальные структуры не проявляют подобной текучести и способности к перестройкам; образцы реальных веществ в подобных условиях дают либо хрупкое разрушение при больших нагрузках, либо остаются неизменными при малых.
Рис.2.8. Слияние сферических монокристалликов при T ≈ 0.
Рис. 2.9 “Затекание”(а, б, в, г) полости в микрокристаллике, Т = 0. К 3000-му шагу достигается практически правильная “кристаллическая решетка” вновь возникшего образца, рис. 2.9 д.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «МОЛЕКУЛЯРНЫЙ МЕХАНИЗМ ТЕЧЕНИЯ ОКОЛО АБСОЛЮТНОГО НУЛЯ» з дисципліни «Про кризу кінетичної теорії рідини і затвердіння»
