Теплоемкость кристаллов
В случае низких температур (T→0) можно
получить
T |
|
4 T 3 |
и U U0 |
3 4 RT 4 |
|
D |
D |
|
|
D |
|
, |
|
|
, |
|
|
5T |
3 |
T |
|
5 T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
и, следовательно, молярная теплоемкость
кристалла имеет вид
|
|
12 4 R |
T 3 |
~ T 3. |
|
|
|
5T 3 |
|
TD const |
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
Эксперименты подтвердили зависимость |
|
CV~T3 в области низких температур. |
401 |
Дефекты в кристаллах
Дефектами кристаллической решетки называются отклонения от строгой периодичности, которой определяется решетка.
Дефекты бывают макроскопическими и микроскопическими. К первым относятся трещины, макроскопические пустоты и инородные макроскопические включения в кристаллическую решетку. Вторые обусловлены микроскопическими отклонениями от периодичности. Они бывают
точечными и линейными, или дислокациями.
Точечные дефекты в кристаллах
Вакансия Замещение Внедрение
Линейные дефекты в кристаллах
Краевая |
Винтовая |
дислокация |
дислокация |
Деформации твердых тел
Все деформации твердых тел могут быть сведены к двум элементарным деформациям – однородному
растяжению (сжатию) и сдвигу.
Нормальное напряжение (нормальная проекция силы, деленная на площадь ее приложения) σ при деформации растяжения (сжатия) связана с
относительным удлинением ε формулой
E ,
где E – модуль Юнга.
Касательное напряжение (тангенциальная проекция силы, деленная на площадь ее приложения) τ при деформации сдвига связана с относительным сдвигом γ формулой / G,
где 1/G – коэффициент сдвига.
Пластическая деформация
Деформации называются упругими, если после устранения деформирующих напряжений размеры и форма тела полностью восстанавливаются. Такой деформации соответствует линейный участок зависимости σ от ε (участок 0A). Максимальное напряжение σупр при котором деформации сохраняют упругий характер, называется
пределом упругости.
Пластическая деформация
При дальнейшем увеличении напряжения деформация растет более быстро, чем напряжение (участок АВ). После устранения напряжения тело не восстанавливает прежнюю форму и размеры, у него наблюдается
остаточная деформация (участок 0D). Такая необратимая деформация называется
пластической.
На границе участка пластической деформации (точка В) может наступить такая ситуация, что деформация растет при постоянном напряжении (участок ВС). Эта область называется областью текучести, а напряжение σтек, при котором материал «течет», – пределом текучести.
Пластическая деформация
За областью текучести (после точки С)
поведение кривой σ = f(ε) может быть самым разнообразным. Однако, во всех случаях при определенном напряжении наступает предел, после которого материал разрушается. Напряжение, при котором наступает разрушение, называется пределом прочности.
Вещества, у которых пределы упругости и прочности близки друг к другу и область текучести практически отсутствует, называются хрупкими. У них разрушение наступает практически сразу же после предела упругости (например, у чугуна и закаленной стали).
