Cottrell atmosferi - Cottrell atmosphere

Cottrell atmosferi oluşturan demirde bir dislokasyonun altında bir karbon atomu

İçinde madde bilimi kavramı Cottrell atmosfer tarafından tanıtılan AH Cottrell açıklamak için 1949 ve BA Bilby çıkık bazı metaller tutturulmuş bor , karbon ya da azot geçiş reklamı .

Cottrell atmosferleri, bor, karbon veya nitrojen gibi küçük safsızlık atomlarına sahip demir veya nikel gibi vücut merkezli kübik (BCC) ve yüz merkezli kübik (FCC) malzemelerde oluşur. Bu arayer atomları kafesi biraz çarpıttığından, ara reklamı çevreleyen ilişkili bir artık gerilim alanı olacaktır. Bu stres alanı , çekirdeğinde küçük bir boşluk içeren (daha açık bir yapı olduğu için) bir dislokasyona doğru yayılan interstisyel atom tarafından gevşetilebilir , bkz. Şekil 1. Atom dislokasyon çekirdeğine yayıldığında, atom kalacaktır. . Tipik olarak, dislokasyonun kafes düzlemi başına sadece bir arayer atomu gereklidir.

Bir dislokasyon bir kez sabitlendiğinde, akmadan önce dislokasyonun pimini çıkarmak için büyük bir kuvvet gerekir, bu nedenle oda sıcaklığında, dislokasyonun pimi çözülmez. Bu, bir gerilim-gerinim grafiğinde gözlemlenen bir üst akma noktası üretir . Üst akma noktasının ötesinde, sabitlenmiş çıkık, sabitlenmemiş yeni çıkıklar oluşturmak için Frank-Read kaynağı olarak hareket edecektir . Bu çıkıklar kristal içinde serbestçe hareket edebilir, bu da daha düşük bir akma noktası ile sonuçlanır ve malzeme daha plastik bir şekilde deforme olur.

Numuneyi birkaç saat oda sıcaklığında tutarak eskitmeye bırakmak, karbon atomlarının dislokasyon çekirdeklerine yeniden dağılmasını sağlayarak üst verim noktasının geri dönmesini sağlar.

Cottrell atmosferleri, Lüders bantlarının oluşumuna ve derin çekme ve büyük levhalar oluşturma için büyük kuvvetlere yol açarak , onları üretime engel teşkil eder. Bazı çelikler, tüm ara yer atomlarını kaldırarak Cottrell atmosfer etkisini ortadan kaldırmak için tasarlanmıştır. Gibi çelikler geçiş serbest çelik edilir dekarbüre ve az miktarda titanyum azot uzaklaştırmak için ilave edilir.

benzer fenomenler

Cottrell atmosferi genel bir etki olsa da, daha özel koşullar altında ortaya çıkan ilgili ek mekanizmalar vardır.

Suzuki etkisi

Suzuki etkisi, çözünen maddelerin yığın hatası kusurlarına ayrılması ile karakterize edilir. Bir FCC sistemindeki çıkıklar iki kısmi çıkığa bölündüğünde, iki kısmi arasında altıgen bir kapalı paket (HCP) istifleme hatası oluşur. H. Suzuki, bu sınırdaki çözünen atomların konsantrasyonunun kütleden farklı olacağını öngördü. Bu nedenle, çözünen atomların bu alanı boyunca hareket etmek, Cottrell atmosferi gibi yer değiştirmeler üzerinde benzer bir sürükleme üretecektir. Suzuki daha sonra 1961'de böyle bir ayrım gözlemledi. 

Snoek efekti

Snoek etkisi, bir dislokasyon stres alanında çözünen atomların sıralanması ile karakterize edilir. BCC metallerinde, gerilmemiş bir kafesin arayer bölgeleri eşit derecede elverişlidir. Bununla birlikte, kafes üzerine bir çıkık tarafından oluşturulan gibi bir gerinim uygulandığında, sitelerin 1/3'ü diğer 2/3'ünden daha elverişli hale gelir. Çözünen atomlar bu nedenle uygun bölgeleri işgal etmek için hareket edecek ve dislokasyonun hemen yakınında kısa menzilli bir çözünen düzeni oluşturacaktır. Bu nedenle, bu düzenden bir çıkığı kırmak için daha fazla enerji gerekir.

Malzemeler

Cotrell atmosferi tarafından tanımlanan dislokasyonların metalleri ve silikon kristalleri gibi yarı iletken malzemeleri içerdiği malzemeler .

Referanslar