პლასტიკურობა

პლასტიკურობა ( - საძერწად გამოსადეგი, პლასტიკური) — მყარი სხეულების თვისება შეუქცევად შეიცვალოს ზომა და ფორმა მექანიკური დატვირთვის შედეგად J. Lubliner, 2008, Plasticity theory, Dover, ISBN 0-486-46290-0, ISBN 978-0-486-46290-5.Bigoni, D. Nonlinear Solid Mechanics: Bifurcation Theory and Material Instability. Cambridge University Press, 2012 . ISBN 9781107025417.. კრისტალური სხეულების პლასტიკურობა დაკავშირებულია პლასტიკური დეფორმაციის იმ სხვადასხვა მიკროსკოპული მექანიზმების მოქმედებასთან, რომელთა ფარდობითი როლი ძლიერაა დამოკიდებული გარე პირობებზე როგორიცაა ტემპერატურა, დატვირთვა, დეფორმაციის სიჩქარე. კრისტალური სხეულების პლასტიკური დეფორმაციის ძირითადი მექანიზმებია:თვითდიფუზური და დიფუზური პლასტიკურობა, კრაუდიონული პლასტიკურობა, დისლოკაციური პლასტიკურობა, ორეულის წარმოქმნა, ფაზური გარდაქმნით გამოწვეული პლასტიკურობა, პლასტიკურობა პოლიკრისტალებში და ამორფული სხეულების პლასტიკურობა.

თვითდიფუზური და დიფუზური პლასტიკურობა
ეს მექანიზმი მკუმშავი ძალების მოქმედებით გადაადგილდება გამჭიმი ძალების მოქმედების უბნებში. ატომების თვითდიფუზიით ზედაპირზე ან მოცულობაში ხდება მასის გადატანა. თუ კრისტალი არაა ძალიან მცირე, ისე რომ მისი კუთრი ზედაპირი ძალიან დიდი არ არის, ყველაზე ეფექტიანი მექანიზმია მოცულობითი თვითდიფუზია. იგი ხორციელდება შეკუმშულ არეებში ზედაპირული შრის ატომების „გახსნით“ და მათი „გამოყოფით“ იმ არეებში, სადაც მოქმედებს გამჭიმი ძალები. ერთდროულად საწინააღმდეგო მიმართულებით მიედინება ნაკადი ვაკანსიებისა, რომლებიც ისახებიან გამჭიმი ძალების მოქმედების არეებში და განიცდიან ანიჰილაციას მკუმშავი ძალების მოქმედების არეებში. რეალურ შემთხვევათა უმეტეს ნაწილში დიფუზური ინფორმაცია განპირობებულია ვაკანსიათა მიმართული ნაკადებით, ვინაიდან ისინი უფრო ადვილად წარმოიქმნებიან, ვიდრე კვანძთაშორისი ატომები.
დიფუზური პლასტიკურობის კერძო შემთხვევაა დიფუზურ-დისლოკაციური მექანიზმი, რომელშიც მასის დიფუზური გადატანა ხდება არა ზედაპირის უბნებს შორის, არამედ კიდურა დისლოკაციებს შორის, რომლებიც დატვირთვის მიმართ სხვადასხვანაირადაა ორიენტირებული.

კრაუდიონული პლასტიკურობა
კრაუდიონული პლასტიკურობა დაკავშირებულია კრაუდიონების წარმოქმნასა და გადაადგილებასთან. კრისტალის ზედაპირზე წვეტიანი სხეულით მოქმედებისას ნივთიერება წვეტის მოქმედების არიდან გადადის კრისტალის სიღრმეში კრაუდიონების საშუალებით, რის გამოც დაწოლის წერტილიდან გარკვეულ მანძილზე ჩნდება კვანძთაშორისი ატომების გაზრდილი კონცენტრაციის არე.

დისლოკაციური პლასტიკურობა
ამ მექანიზმის დეფორმაციის ტიპური სახეა სრიალი კრისტალოგრაფიული სიბრტყეების გასწვრივ. პარალელური სიბრტყეების სისტემაში სრიალი იწვევს მაკროსკოპულ ძვრის დეფორმაციას, ხოლო სხვადასხვა სისტემის შესაბამისი ძვრის დეფორმაციების ერთობლიობა იძლევა კრისტალის მთელ დეფორმაციას. კრისტალოგრაფიულ სიბრტყეში სრიალი ხდება არაერთგვაროვნად. იგი იწყება სრიალის სიბრტყის ერთ გარკვეულ არეში, შემდეგ კი ამ არის საზღვარი ვრცელდება მთელ სიბრტყეში. სრიალის არის საზღვარია დისლოკაცია. ამიტომ სრიალი შეიძლება განხილულ იქნას როგორც დისლოკაციების გადაადგილებისა და წარმოქმნის პროცესი. დისლოკაციური პლასტიკური დეფორმაციის სიჩქარე პროპორციულია დისლოკაციების სიმკვრივისა (ჯამური სიგრძე მოცულობის ერთეულში) და მათი გადაადგილების სიჩქარისა. რეალურ კრისტალებში მათი ჩასახვისა და ზრდის პროცესშივე ჩნდება დისლოკაციები, რომლებსაც ძაბვების მოქმედებით შეუძლიათ სიგრძის გაზრდა ანუ დისლოკაციების გამრავლება. ამიტომ პლასტიკური დეფორმაციის პროცესში ახალი დისლოკაციების ჩასახვა არ არის აუცილებელი (გარდა გამონაკლისი შემთხვევისა, მაგ:დეფორმაცია უდისლოკაციო მონოკრისტალებში) და სრიალის განვითარება მხოლოდ დისლოკაციების მოძრაობით განისაზღვრება.

ორეულის წარმოქმნა
ეს მექანიზმი დაკავშირებულია კრისტალის ელემენტარული ნაწილაკის დეფორმაციასთან, რომლესაც იწვევს მოქმედი ძალების მიმართ კრისტალის რომელიმე ნაწილის ორიენტაციის შეცვლა. კრისტალის ის ნაწილი, რომელიც იცვლის ორიენტაციას, განიცდის საწყისი კრისტალის მიმართ ორეულების წარმოქმნით გამოწვეულ ძვრას.

ფაზური გარდაქმნებით გამოწვეული პლასტიკურობა
ფაზური გარდაქმნებით გამოწვეული პლასტიკურობა დაკავშირებულია დატვირთვის ქვეშ საწყისი კრისტალისაგან განსხვავებული კრისტალური მესრის მქონე ახალი ფაზის წარმოქმნასთან.

პლასტიკურობა პოლიკრისტალებში
პოლიკრისტალებში მარცვლების შიგნით პლასტიკური დეფორმაციების ზემოთ აღნიშნული მექანიზმების მოქმედება ამ მარცვლებს შორის ურთიერთქმედებითაა გართულებული. პოლიკრისტალის დეფორმაცია არის დატვირთვის მიმართ სხვადასხვანაირად ორიენტირებულ და სხვადასხვა პრიობებში მყოფ მრავალ მარცვალში დეფორმაციის ჯამური ეფექტი. ამიტომ დეფორმაციის განვითარება ისე მკაფიოდ არ არის გამოხატული, როგორც მონოკრისტალების დეფორმაციის შემთხვევებში.

ამორფული სხეულების პლასტიკურობა
ეს მექანიზმი დაკავშირებულია მოლეკულებისა და ატომების დიფუზურ გადაჯგუფებასთან. ზოგიერთი ნივთიერების პლასტიკურობა განაპირობებულია არადეფორმირებადი მყარი ნაწილაკების გადაადგილებით ერთმანეთის მიმართ რაიმე ბლანტ გარემოში (მაგალითად თიხის პლასტიკურობა).

ლიტერატურა

სქოლიო

კატეგორია:მყარი სხეულის ფიზიკა