Введение
ГЛАВА 1. Дислокационные представления в физике разрушения кристаллических тел 19
1.1. Механизмы зарождения микротрещин при пластической деформации скольжением 19
1.1.1. Механизм заторможенного сдвига 19
1.1.2. Зарождение трещин на пересекающихся скоплениях дислокаций 22
1.1.3. Зарождение трещин на дислокационных стенках 25
1.1.4. Механизм Гилмана-Рожанского 28
1.1.5. Микротрещины на встречных скоплениях 29
1.2. Термоактивированное зарождение 31
1.3. Двойникование и хрупкое разрушение материалов 33
1.3.1. Влияние двойников и состояния их границ на зарождение и рост трещин 34
1.3.2. Зарождение микротрещин при пересечении двойников и их взаимодействии с другими препятствиями 38
1.3.3. Взаимодействие двойникования и скольжения 43
1.3.4. Каналы Розе первого (КР1) и второго (КР2) родов 44
1.3.5. "Упругие" каналы Розе (УКР) 46
1.4. Пластические аспекты разрушения 47
1.5. Возможности торможения разрушения 48
1.6. Восстановление сплошности твердых тел 50
1.6.1. Высокотемпературное залечивание кристаллов 50
1.6.2. Диффузионно-дислокационные механизмы залечивания 52
1.6.3. Качество залечивания трещин и методы его повышения 53
1.7. Вторичные электрические процессы при механическом воздействии на твердые тела 56
1.7.1. Эффект Степанова 56
1.7.2. Механоэмиссия электронов 59
1.7.2.1. Экзоэлектронная эмиссия 59
1.7.2.2. Эмиссия высокоэнергетических электронов 63
1.7.3. Люминесценция при пластической деформации и разрушении кристаллов 65
1.7.3.1. Люминесценция при разрушении 66
1.7.3.2. Деформационная люминесценция 67
1.7.4. Электризация кристаллов при раскалывании 70
1.8. Выводы и постановка задачи исследования 77
ГЛАВА 2 . "Упругие" каналы розе 81
2.1. Зарождение "упругих" каналов Розе первого рода 81
2.2. Кинетика образования и исчезновения УКР 86
2.3. Зарождение трещин на границе двойника в кальците 90
2.4. Зарождение трещин в вершине упругого двойника в кальците 98
2.5. Аналитическая оценка термоактивированного зарождения ф трещины в вершине упругого двойника 103
2.6. Зарождение трещин на границе свободного упругого двойника при повышенных температурах 111
2.7. Механизм зарождения УКР в кальците 118
2.8. Механизм залечивания УКР в кальците 119
2.8.1. Закономерности выхода сквозных упругих двойников из кристалла 122
2.8.2. Механизм захлопывания УКР 123
2.9. Выводы 126
ГЛАВА 3. Взаимодействие двойников в металлах с гексагональной плотноупакованной (гпу) решеткой и зарождение трещин 128
3.1. Разрушение ГПУметаллов при двойниковании 128
3.2. Структурные и морфологические особенности пересечения двойников в монокристаллах цинка и кадмия 130
3.3. Определение кристаллографических индексов вторичного двойникования и скольжения в зонах пересечения двойников 133
3.4. Анализ процессов микропластичности, обусловленной пересечением двойников в цинке 137
3.5. Анализ дислокационных взаимодействий в монокристаллах кадмия при пересечении двойников 141
3.6. Дислокационный механизм образования КР2 в цинке 145
3.6.1. Экспериментальное исследование 145
3.6.2. Анализ дислокационного взаимодействия 147
3.7. Аналитическая оценка базисно-пирамидального взаимодействия дислокаций 152
3.8. Выводы 161
ГЛАВА 4. Механическое двойникование и зарождение трещин в ОЦК-сплаве Fe + 3,25% Si 163
4.1. Роль двойников в образовании разрушающих трещин в области температур квазихрупкости 163
4.2. Влияние двойников на зарождение трещин в сплаве Fe+3,25% Si в области температур 223-273 К 171
4.2.1. Стопорение винтовых ламелей на краевых 173
4.2.2. Торможение краевых двойников на винтовых 177
4.3. Роль двойников в образовании трещин при вязком разрушении (7>273 К) 179
4.4. Влияние двойников на механизм и кинетику динамических трещин в сплаве Fe+3,25% Si 180
4.4.1. Влияние предшествующих двойников на кинетику и механизм развития динамических трещин 181
4.4.3. Образование двойников быстрой трещиной и их влия ние на механизм и кинетику разрушения 191
4.5. Двойникование и разрушение поликристаллического ОЦК
сплава Fe+3,25% Si 203
4.5.1. Количественные характеристики сопутствующего двойникования сплава Fe+3,25% Si 204
5 4.5.2. Механизмы образования трещин, обусловленные двойникованием 213
4.6. Исследование поцессов микропластичности и разрушения при пересечении двойников в кристаллах с ОЦК решеткой 214
4.6.1. Определение вариантов пересечения двойников 214
4.6.2. Определение активных плоскостей скольжения и двой-никованияв сдвойникованном материале 217
4.6.3. Анализ процессов микропластичности в участках пересечения двойниковых прослоек 221
4.6.3.1. Взаимодействие двойникующих дислокаций 221
4.6.3.2. Взаимодействие полных скользящих дислокаций 223
4.6.3.3. Взаимодействие полных скользящих дислокаций с двойникующими 225
4.6.4. Оценка величины зоны рекомбинации при взаимодействии дислокаций 228
4.7. Дислокационные механизмы зарождения трещин в вершинах и на границах двойников в кристаллах с кубической решеткой 235
4.7.1. Дислокационные модели двойника и двойниковых границ 236
4.7.2. Расчет критических параметров зарождения трещины для двойника с симметричным расположением дислокаций в границах 239
4.7.3. Влияние структуры границ двойника на зарождение трещин в его вершине 245
4.8. Выводы 250
ГЛАВА 5. Залечивание трещин скола в ионных кристаллах 254
5.1. Самопроизвольное залечивание трещин 254
5.1.1. Морфология разрушения при выходе трещины на боковую грань кристалла 255
5.1.2. Дислокационная структура залечившихся трещин 260
5.1.3. Методы оценки качества залечивания трещин 265
5.1.4. Механизм самопроизвольного залечивания трещин 268
5.1.5. Кинетика роста и спонтанного залечивания трещин при несимметричном сколе 269
5.2. Математическое моделирование пластического течения в вершине трещины 277
5.2.1. Математическая модель пластического течения 278
5.2.2. Результаты численного анализа 284
5.3. Залечивание микро- и макротрещин при локальном воздействии 290
5.4. Активация процесса залечивания трещин 297
5.5. Выводы 306
ГЛАВА 6. Вторичные электрические процессы при разрушении неметаллических кристаллов 308;
6.1. Электризация и эмиссионные процессы при быстром сколе щелочно-галоидных кристаллов 308
6.1.1. Методика эксперимента 309
6.1.2. Измерение плотности электрических зарядов на берегах трещины 312;
6.1.3. Параллельная регистрация разрушения и свечения при сколе 318
6.1.4. Эмиссия электронов при разрушении кристаллов 320
6.2. Заряжение берегов трещины и работа разрушения щелочно-галоидных кристаллов 325
6.2.1. Методика определения эффективной поверхностной энергии 327
6.2.2. Результаты экспериментов и их обсуждение 329
6.3. Электрические поля скоплений заряженных дислокаций 335
6.3.1. Модельные представления и метод расчета 337
6.3.2. Электрическое поле заторможенного скопления 340
6.3.3. Скопление, заблокированное с обеих сторон 346
6.3.4. Скопление в линейно меняющемся поле напряжений 349
7 6.3.5. Нестационарные электрические эффекты, связанные с движением дислокационных скоплений 350
6.3.5.1. Разбегание дислокационного скопления 351
6.3.5.2. Прорыв через барьер скопления, создаваемого источником дислокаций 356
6.4. Влияние электрического заряда дислокаций на зарождение трещин в неметаллических кристаллах 359
6.4.1. Модель Зинера-Стро 360
6.4.2. Пересекающиеся скопления заряженных дислокаций 367
6.4.3. Соотношение электрической и механической прочностей кристаллов 376
6.5. Некоторые направления практического использования механоэлектрических явлений в неметаллических кристаллах 377
6.6. Выводы 379
Выводы 382
Литература 389
