Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Троицкий О.А. Радиация и прочность твердых тел

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

23.10.2023

Размер:

5.14 Mб

Скачать

☆

1 / 121 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 > Следующая >>>

О.А. ТРОИЦКИ Й

РАДИАЦИЯ И ПРОЧНОСТЬ ТВЁРДЫХ ТЕЛ

И З Д А Т Е Л Ь С Т В , і -о J L F - К И С Т А Н »

Ташкент—1973

531 Т 70

ГОС. П У Б Л И Ч Н А Я 1

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ I БИБЛИОТЕКА С С С Р і

Олег Александрович		Троицкий
РАДИАЦИЯ И ПРОЧНОСТЬ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
Редактор	А. А к о п о в а
Художник	Э. И с х а к о в
Худож. редактор М. Г у м а р о в
Техн. редактор Т. А б б а с о в
Корректор	Ф. М н л ь л а н
Сдано в набор 6/ХІІ—72. Подписано	в печать	5/1V 1973 г. Формат бумага

84x108/32. № 2. Печ. л. 3.625. Усл. печ. л. 6.26. Уч. изд. л. 6,18. Тираж 2000 Р 04884. Издательство «Узбекистан», Ташкент, Навои, 30. Договор № 381—72.

Набрано и сматрицировано в Ташполнграфкомбинате Госкомитета Совета Министров УзССР по дела, издательств, полиграфии и книжной торговли. Отпечатано в типо графии № 7. Ташкент, Хорезмская, 9. Заказ №1000Цена 37 к.

02—3—7 055

,10—73 1 - М 351 (06) 73'

О Г Л А В Л Е Н ИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ .			,					г , v . . .	5
Глава	I ТВЕРДОЕ		ТЕЛО						7
§	1.	Твердое состояние			вещества				7
§ 2.		Обратимые	и необратимые деформации						9
5	3.	Механическая		модель твердого			тела		П
§	4.	Упорядоченное		расположение атомов					14
§	5.	Типы связей				в металлах			17
§	6.	Свободные	электроны			в металлах			19
§	7.	Движение атомов							20
Глава II ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ									22
5	1.	Пороговая	энергия		смещения атомов				22
§	2.	Облучение	различными			типами	частиц		24
§ 3. Каскад смещений атомов									27
5	4.	Влияние кристаллической решетки							28
§	5.	Простейшие и сложные комплексы дефектов, обра							37
		зующиеся при		облучении					37
§ 6. Отжиг радиационных нарушений									47
Глава	III ДИСЛОКАЦИИ								49
§ 1. Методы испытания на прочность									49
§•'2. Дислокации и				скольжение					53
§	3.	Скорость движения			дислокаций .				58
§	4.	Переползание		дислокаций					61
§	5.	Упругие свойства дислокаций							63
§	6.	Силы, действующие			на	дислокации . . . . . . .			65
§	7.	Взаимодействие дислокаций						. .	67
§	8.	Размножение		дислокаций				деформации. .	71
§	9.	Упрочнение	в	процессе		пластической		деформации. .	73
Глава IV ТОЧЕЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ								'Л . .	77
§	1.	Термодинамика		точечных дефектов					77
§ 2. Энергия образования точечных дефектов									78
§	3.	Искажения	решетки		вокруг точечных			дефектов . .	78

Образование

точечных

дефектов при

пластической

деформации

Образованно

точечных

дефектов

при

закалке . . .

Образование

точечных

дефектов

при

облучении . .

Взаимодействие точечных дефектов с дислокациями

Участие точечных

дефектов во внутреннем трении .

Простейшие

комплексы

точечных

дефектов

10.

Процессы диффузии

Глава V ИЗМЕНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТВЕР

ДЫХ ТЕЛ ПРИ

ОБЛУЧЕНИИ.

Действие

облучения

па

упругую

деформацию . . .

Влияние

облучения

на

внутреннее трение . . . .

§•3.

Изменение пластичности твердых.тел при облучении

Влияние

облучения

на

ползучесть

релаксацию

напряжении

101

Глава V-I НЕКОТОРЫЕ

МЕХАНИЗМЫ

РАДИАЦИОННО-

МЕХАНИЧЕСКОГО

ЭФФЕКТА

104

Фононные

механизмы

торможения дислокаций . .

105

Электронные

механизмы

торможения

дислокаций .

107

Электропластический

эффект

108

§ 4.

Некоторые дополнительные механизмы радиационно-

111

механического эффекта

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

116

ПР Е Д И С Л О В И Е

Впоследние годы бурно развиваются новые направ ления науки и техники, связанные с освоением около

земного и далекого	от нас	космического пространства.
Д л я нового раунда	в развитии науки характерны две
черты — во-первых,	человек	столкнулся с новыми, ранее

неизвестными, факторами действия среды; во-вторых, в связи с действием этих новых факторов приходится пе реоценивать все материальные научные ценности и до стижения предыдущих лет, заново создавать приборы,

испытательные машины и	методики	исследования.
К новым факторам в первую очередь относятся об
лучение частицами высоких	.энергий	и высокий косми

ческий вакуум. В настоящей книге мы коснёмся, в ос новном, первого фактора, причём разберём только один частный, впрочем наиболее важный вопрос о влиянии

радиации на прочность твёрдых тел.
В этой книге мы будем оперировать физическими мо
делями, пытаясь в микроскопическом атомном	масштабе
разобраться в вопросе, к а к быстрые частицы,	налетаю

щие на твёрдое тело, двигаются в его кристаллической решетке, взаимодействуют с атомами в узлах кристал лической решетки, выбивают их, заставляют их самих двигаться с большими скоростями, внося хаос и беспо рядок в структуру твёрдого тела, как в конечном итоге изменяется прочность твёрдых тел при облучении.

Микроскопический атомный подход к наблюдаемым явлениям всегда был единственно правильным научным подходом, и ие беда, что он все чаще стал применяться в научно-популярной литературе. Путь от простого к сложному целесообразен в любом научном труде, будь

то	серьезная научная литература или			научно-популяр
на л		книга.
	Д л я		анализа явлений, происходящих	в	твёрдом те
ле	и	на	его поверхности, необходимо сначала		разобрать

ся в его структуре, в природе его «кирпичиков», т. е. представить себе достаточно сложную статистическую


картину — систему, находящуюся				в неподвижном			состо
янии,— кристаллическую			решетку	атомов,		точнее	ядер
и электронов	вокруг них.		Затем надо перейти к динами
ческой картине		и учесть,	что атомы		могут	двигаться и
не только около положений равновесия, но и						на далекие
расстояния	по	решетке,	осуществляя		так	называемую

диффузию атомов. Вместе с атомами или отдельно от них могут двигаться т а к ж е электроны. В этой динами ческой картине твердое тело выступает уже как кван товая система. В этой области мы остановимся лишь на бесспорно важном, твердо установленном и изученном физиками.

Г Л А В А 1

ТВ Е Р Д ОЕ ТЕЛО

§1. Твердое состояние вещества

Твёрдое тело		представляет собой совокупность ато
мов или	молекул,	взаимодействие которых	между	собой
и с внешней средой обусловливает бесконечное				разно
образие	свойств	и поведение твёрдых тел.	Атомами и

электронами в твёрдом теле управляют законы кванто

вой	механики		и статистические			законы (в силу многочис
ленности частиц в твёрдом теле) .
Предшественниками твердого состояния вещества яв
ляются жидкое и газообразное						состояния. В газах		ато
мы	или	целые	молекулы, состоящие из нескольких					ато
мов,	летают		как	отдельные		снаряды,	сталкиваясь и
взаимодействуя				между	собой	и с границами, в которые
помещен		газ,	например,		со стенками сосуда. Д л и н а			сво
бодного		пробега		таких	снарядов довольно		большая,	они

практически не взаимодействуют друг с другом до мо мента столкновения. При столкновениях энергия их

перераспределяется, одни теряют скорость, другие,							на
против,	увеличивают свою	энергию	и скорость		за		счет
других. Общей тенденцией в таком коллективе					является
стремление разлететься в разные стороны				и, не		будь
.стенок сосуда или камеры,		газ растворился		бы	в	окру
ж а ю щ е й	атмосфере без следа.
Если оставить газ заключенным в сосуд и					сильно
понизить	его температуру	внешним	охлаждением,				то

кинетическая энергия молекул уменьшится, начнут ска зываться силы взаимного притяжения. При достаточно низких температурах газ начинает конденсироваться в

жидкость .	Этот процесс	можно	ускорить,	с ж и м а я	газ
(при этом	добавочно его	о х л а ж д а я в. связи		с тем,	что
.сжатие приводит к нагреванию			г а з а ) . В жидкости		ато-

мы и молекулы упакованы настолько плотно, что не спо


собны передвигаться, не			тревожа при этом своих			бли
ж а й ш и х	соседей.	Тем	не	менее, жидкость	обладает
свойствами текучести,			т.	е. образовавшийся	плотный
конденсат	атомов	молекул		не имеет стабильности,		или

обладает ею только в короткие промежутки времени,

постоянно приходя	в движение	д а ж е под	действием
собственного веса.	Ни о каком	дальнем	порядке в

структуре такого конденсата не приходится говорить и существует лишь более или менее чётко выраженный ближний порядок, т. е. какое-то определенное число со седей около каждого атома.

При дальнейшем понижении температуры жидкость переходит в твёрдое состояние. При этом ближний поря док мало чем изменяется, поскольку плотность твердых и жидких тел практически не отличается, но возникает


новое важное свойство конденсата — прочность							образо
ванной структуры		атомов	в силу того, что они			не	могут
перемещаться	с	прежней	легкостью.		Нельзя	сказать,
чтобы в твердом теле движение				остановилось полностью.
Движение есть, но оно сводится				к колебаниям			вокруг
фиксированных положений равновесия, от которых							атомы
без активного	внешнего		воздействия		далеко	не	уйдут.

Д а ж е при абсолютном нуле температур, по расчётам тео ретиков атомы должны совершать некоторые нулевые колебания, связанные с квантовой природой твердого тела.

Что ж е может заставить атомы в твердом теле дви гаться? Температура. Повышая температуру твердого

тела и	увеличивая	тем	самым		амплитуду колебаний
атомов,	можно заставить		весь	коллектив атомов		перей
ти опять в жидкое		состояние		или	в состояние,	близкое

к жидкому, когда атомы будут легко покидать свои ме ста, двигаться к поверхности или каким-либо внутрен ним поверхностям раздела. Это тривиальная и могучая сила, которая сближает твердое и жидкое состояние ве

щества.
Однако	предметом	рассмотрения	в настоящей	кни
ге будут другие силы, которые т а к ж е заставляют				атомы
двигаться.	Это, в первую очередь, бомбардировка			твер
дого тела	энергичными	частицами,	которые проникают

в глубь тела и пронизывают его насквозь, вызывая сме щение атомов, заставляя смещенные атомы самим ста-

повиться разрушающими снарядами, во сто крат более-

эффективными, чем	возбудившие их		частицы.
М о ж н о представить себе		такую картину — на		твер
дое тело обрушился	ливень	частиц,	который	вызвал

каскад внутренних смещении атомов, сбивших другиеатомы, подобно камнепаду на склонах гор. В результатетвердое тело потеряет устойчивость н прочность. Таким образом, чрезвычайно интенсивное облучение энергич ными частицами в принципе может разрушить твердоесостояние вещества так же, как это делает температура, только другим способом — не подтачивая его изнутри' путем раскачивания элементов структуры, а вызывая

лавинообразное	смещение	атомов	за	счет	динамиче
ской атаки со стороны.
Конечно, из	дальнейшего	станет	ясно,	что	не всё так

просто, как только что было представлено, хотя бы по


тому, что никому до сих пор не удавалось				наблюдать,
чистого радиационного		плавления материала .			Напро
тив, с действием радиации обычно связывают					повыше
ние твердости материалов. Всё			определяется	величиной
и интенсивностью	облучения, т. е. условиями			опыта.
Не будем отстаивать гипотезу камнепада ради част
ного, еще не наблюдавшегося факта, и возьмём					за	пра
вило не множить	без	большой	надобности	числа		гипо

тез сверх того, что необходимо для объяснения досто


верно известных		истин.		Правда,		при	этом придётся		себя
заранее обречь		на	роль	толкователя			фактов, примирясь,
с судьбой	экспериментатора.
§ 2. Обратимые и необратимые							деформации
Под действием			внешних		сил	и.частично под своим
собственным	весом		твердое		тело	может		растягиваться
одновременно в		разных		направлениях, сжиматься,					и з
гибаться, скручиваться				и т.	д.	Изменение		размеров и:
формы тела	называют			общим		термином		деформация .
Б ы в а ю т соответственно				деформации			растяжения,		сжа
тия, изгиба,-кручения и				т. д.
Различают обратимые и необратимые деформации .
Обратимые деформации				возникают, когда				приложенные-

усилия достаточно малы, а внутренние связи в твердом теле достаточно прочны. После снятия нагрузки дефор мация исчезает ы твердое тело приходит в исходное с о -

1 / 121 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
23.10.20235.78 Mб14Тригг Дж. Решающие эксперименты в современной физике.pdf
#
29.10.20232.76 Mб7Трикоз Ю.С. Ремонт и налаживание радиоприемников.pdf
#
21.10.202310.18 Mб18Трилор, Л. Введение в науку о полимерах.pdf
#
29.10.20233.77 Mб2Трифонов Д.Н. Прометий - элемент № 61 (опыт биографии химического элемента) пособие для учителей.pdf
#
30.10.202363.87 Mб8Трифонов, Дмитрий Николаевич. Редкоземельные элементы.pdf
#
23.10.20235.14 Mб11Троицкий О.А. Радиация и прочность твердых тел.pdf
#
29.10.20231.55 Mб11Троицкий Ю.В. Оптические квантовые генераторы.pdf
#
23.10.20238.36 Mб5Тронов В.П. Обезвоживание и обессоливание нефти из опыта работы об-ния Татнефть.pdf
#
23.10.20237.31 Mб5Трофименков Ю.Г. Полевые методы исследования строительных свойств грунтов.pdf
#
20.10.20238.31 Mб3Трофимов, А. М. Основы аналитической теории развития склонов (на примере осыпных и делювиальных).pdf
#
22.10.202316.53 Mб26Трофимов, В. С. Янтарь.pdf