Kluczowa różnica między pełzaniem dyslokacji a pełzaniem dyfuzyjnym polega na tym, że pełzanie dyslokacyjne to ruch dyslokacji przez strukturę krystaliczną materiału, podczas gdy pełzanie dyfuzyjne to dyfuzja wakatów przez sieć krystaliczną.
Odkształcenie w chemii fizycznej odnosi się do przekształcenia mechaniki kontinuum ciała ze struktury odniesienia do obecnej struktury.
Co to jest pełzanie dyslokacji?
Pełzanie dyslokacji to rodzaj mechanizmu deformacji w materiałach krystalicznych, który obejmuje ruch dyslokacji przez sieć krystaliczną materiału. Jest to mechanizm odwrotny do pełzania dyfuzyjnego. Pełzanie dyslokacji powoduje odkształcenie plastyczne poszczególnych kryształów, a więc samego materiału.
Ten rodzaj odkształcenia jest bardzo wrażliwy na naprężenia różnicowe na materiale. Na przykład w bardzo niskich temperaturach dominującym mechanizmem deformacji w większości materiałów krystalicznych jest pełzanie dyslokacyjne.
Rysunek 01: Pełzanie przemieszczenia krawędzi na diagramie
Pełzanie dyslokacji w kryształach ma miejsce w wyniku ruchu dyslokacji w sieci krystalicznej. Kiedy dyslokacja przemieszcza się przez kryształ, część kryształu ma tendencję do przesuwania się o jeden punkt sieci wzdłuż płaszczyzny (co występuje w stosunku do reszty kryształu). Płaszczyzna, za pomocą której oddzielane są przesunięte i nieprzesunięte regiony, nazywana jest płaszczyzną poślizgu. Aby umożliwić ten ruch, wszystkie jonowe wiązania chemiczne wzdłuż płaszczyzny poślizgu muszą zostać natychmiast zerwane. Co więcej, to zerwanie wiązania wymaga teoretycznie tak dużej ilości energii, aby umożliwić pełzanie dyslokacji. Zakładając, że ruch odbywa się stopniowo, zerwanie wiązania następuje natychmiast po zerwaniu nowego wiązania przy niskim poziomie energii.
Ze względu na stopniowy ruch dyslokacji przez sieć krystaliczną, możliwe jest utworzenie liniowego defektu sieci między częściami sieci krystalicznej. Istnieją dwa rodzaje pełzania dyslokacji zwane dyslokacjami krawędziowymi i śrubowymi. W pełzaniu dyslokacji krawędziowej tworzy się krawędź dodatkowej warstwy atomów wewnątrz sieci krystalicznej. W pełzaniu przemieszczenia śrubowego tworzy linię, wzdłuż której sieć krystaliczna przeskakuje o jeden punkt sieci.
Co to jest pełzanie dyfuzyjne?
Pełzanie dyfuzyjne to rodzaj mechanizmu deformacji w materiałach krystalicznych, w którym następuje dyfuzja wakatów przez sieć krystaliczną. Ta technika deformacji powoduje raczej odkształcenie plastyczne niż kruche uszkodzenie materiału.
Ten rodzaj deformacji jest stosunkowo bardziej wrażliwy na temperaturę niż inne rodzaje deformacji, które mają miejsce w sieciach krystalicznych. Pełzanie dyfuzyjne zwykle ma miejsce w wysokich temperaturach homologicznych. Co więcej, pełzanie dyfuzyjne powoduje migrację defektów krystalicznych przez sieć krystaliczną w taki sposób, że kryształ jest poddawany większemu ściskaniu w jednym kierunku niż w innym kierunku. Tam migracja defektów następuje w kierunku powierzchni kryształu wzdłuż kierunku ściskania. Powoduje to transfer masy netto, który powoduje skrócenie kryształu w kierunku, w którym zachodzi maksymalna kompresja.
Zazwyczaj kryształy nie są idealne w mikroskali. Dzieje się tak, ponieważ niektóre miejsca atomów w tej sieci krystalicznej są zajęte przez defekty punktowe, cząstki lub wakaty. Te wakaty można uznać za związki chemiczne, które można traktować przy użyciu heterogenicznych równowag fazowych. W tym zjawisku na liczbę wakatów wpływa liczba zanieczyszczeń chemicznych w krysztale. Te wakaty mogą poruszać się w strukturze kryształu z powodu „przeskoku” sąsiednich cząstek.
Jaka jest różnica między pełzaniem dyslokacyjnym a pełzaniem dyfuzyjnym?
Odkształcenie w chemii fizycznej odnosi się do mechanicznej transformacji ciała ze struktury odniesienia do struktury aktualnej. Kluczową różnicą między pełzaniem dyslokacji a pełzaniem dyfuzyjnym jest to, że pełzanie dyslokacji to ruch dyslokacji przez strukturę krystaliczną materiału, podczas gdy pełzanie dyfuzyjne to dyfuzja wakatów przez sieć krystaliczną.
Poniższa infografika przedstawia różnice między pełzaniem dyslokacyjnym a pełzaniem dyfuzyjnym w celu porównania.
Podsumowanie – Pełzanie dyslokacji vs Pełzanie dyfuzyjne
Pełzanie dyslokacyjne i dyfuzyjne to dwa rodzaje mechanizmów deformacji w sieciach krystalicznych. Kluczową różnicą między pełzaniem dyslokacji a pełzaniem dyfuzyjnym jest to, że pełzanie dyslokacji to ruch dyslokacji przez strukturę krystaliczną materiału, podczas gdy pełzanie dyfuzyjne to dyfuzja wakatów przez sieć krystaliczną.
