Language
Country/Area
No result found
لماذا تقاوم بعض المعادن التشوه؟ اكتشف سر الغلاف الجوي لكوتريل!
إن جمع هذه الذرات الخلالية يمكن أن يقلل بشكل فعال من طاقة الخلع مع إعاقة الحركة الإضافية للخلع، وبالتالي، فإن الخلع "مُثبت" بواسطة جو كوتريل.
كما أن الغلاف الجوي لكوتريل له تأثير مهم على السلوك الميكانيكي للمواد. إن تثبيت الخلع يعني أنه في درجة حرارة الغرفة، لا يمكن نزع سلاح الخلع بسهولة، وبالتالي يتم ملاحظة نقطة الخضوع العليا في مخطط الإجهاد والانفعال. بعد نقطة الخضوع العليا هذه، تصبح الخلوع المدبسة مصادر فرانك-ريد، مما ينتج خلوعًا جديدة غير مثبتة وحرة الحركة، مما يؤدي إلى تشوه المادة بطريقة أكثر مرونة. بعد فترة من معالجة الشيخوخة، يتم استعادة نقطة الخضوع العليا مع إعادة انتشار الذرات إلى قلب الخلع. ولذلك، فإن جو كوتريل يخلق أيضًا تشكيل منطقة لوديرز، والتي تصبح عقبة تصنيعية عند التمدد العميق وصنع صفائح كبيرة.
للتخلص من تأثيرات جو كوتريل، يتم استخدام أنواع خاصة من الفولاذ لإزالة جميع الذرات الخلالية. يتم إزالة الكربون من هذه الفولاذات مثل الفولاذ الخالي من الفجوات ويتم إضافة كمية صغيرة من التيتانيوم لإزالة النيتروجين.
أظهرت الدراسات أن جو كوتريل ومقاومة اللزوجة الناتجة عنه تشكل عاملاً مهماً في التشوه الناتج عن درجات الحرارة العالية، مما يجعل حركة الخلع أكثر صعوبة.
إن تأثير جو كوتريل على سلوك المواد عند درجات الحرارة المكافئة العالية مهم للغاية أيضًا. عندما تخضع المادة لظروف الزحف، فإن حركة الخلع التي تصاحب جو كوتريل تؤدي إلى مقاومة، مما يؤدي إلى إبطاء عملية التشوه البلاستيكي. يمكن تمثيل قوة السحب F_drag هذه بالصيغة التالية في ظل ظروف معينة:
F_drag = (kTΩ) / (vD_sol) ∫ (J⋅J/c)dA
هنا D_sol هي قابلية انتشار ذرات المواد المذابة في المادة الأساسية، وΩ هو الحجم الذري، وv هي سرعة الخلع، وJ هي كثافة تدفق الانتشار، وc هو تركيز المواد المذابة. لقد أثبت وجود جو كوتريل وتأثير مقاومة اللزوجة أهمية حاسمة في عملية التشوه في درجات الحرارة العالية تحت ضغط معتدل واحتلت أيضًا مكانًا في فئة التدهور لقانون الطاقة.
ظاهرة مماثلة
على الرغم من أن جو كوتريل هو تأثير عالمي، إلا أن آليات مماثلة تنشأ عندما تكون الظروف أكثر خصوصية. على سبيل المثال، يتجلى تأثير سوزوكي في فصل جزيئات المواد المذابة نحو عيوب التكديس. في الأنظمة المكعبة ذات الوجه المركزي، عندما ينقسم الخلع إلى خلعتين جزئيتين، تتشكل عيوب مكدسة سداسية الشكل متراصة بشكل وثيق بين الجزأين. تنبأ هـ. سوزوكي بأن تركيز ذرات المواد المذابة عند هذه الحدود سيكون مختلفًا عن تركيزها في الحجم، وبالتالي فإن عبور مجال ذرات المواد المذابة هذه من شأنه أيضًا أن يؤدي إلى زيادة مقاومة حركة الخلع، على غرار تأثير جو كوتريل.
بالإضافة إلى ذلك، يتضمن تأثير سنوك الاحتكاك الداخلي الناتج عن الهجرة قصيرة المدى لذرات المواد المذابة الخلالية في شبكة α-Fe عند تطبيق الإجهاد، وهو التأثير الذي يظهر أيضًا في بورتر أو مواد السبائك الأخرى، مما يزيد من قوة المادة ومتانتها.
المواد والإمكانيات للاستكشاف المستقبلي
توجد خلع تصفها أجواء كوتريل في مواد مثل المعادن ومواد أشباه الموصلات (مثل بلورات السيليكون)، وهي ظاهرة بالغة الأهمية لمقاومة تشوه المعادن وتطبيقاتها. وفي المستقبل، مع إجراء أبحاث متعمقة حول سلوك المواد، يمكن استكشاف إمكانات تطبيق جو كوتريل في تصميم المواد الجديدة، ويمكن تطوير سبائك أكثر تقدمًا لتحسين خصائص المواد.
كيف بالضبط سوف يستخدم علم المواد في المستقبل المعرفة المتعلقة بجو كوتريل لتحسين خصائص ومتانة المعادن؟
