Slide 1
Tính chất cơ học của vật rắn tinh
Tính chất cơ học của vật rắn tinh
thể
thể
Chơng II
Chơng II
Slide 2
I. Đờng cong biến dạng của tinh thể: ứng
suất, biến dạng
Trong môi trờng liên
tục, đn hồi
ứng suất
quy ớc =F/S
. F- lực
tác dụng v S l diện
tích thiết diện vuông
góc với lực. Biến dạng
tơng đối đợc tính
theo công thức:

0
0
0
l
ll
l
l

x
u
x
u
(
2
1
l
m
m
l
lm


+


=
u
l
, u
m
l dịch chuyển dọc theo
trục x
l
v x
m
. Ten xơ
ik
,

22

23

31

32

33
z(x
3
)
x(x
1
)

lm
=

11

12

13

21


nhẹ, độ dốc của đờng cong giảm đi
đáng kể. Đây l quá trình biến dạng dẻo.
Khi bỏ ứng suất bên ngoi tinh thể không
trở về trạng thái ban đầu nữa. Ta nói
trong tinh thể còn biến dạng d.
Slide 5
Giai đoạn III (BC): Độ dốc đờng
cong lớn hơn, đợc gọi l giai đoạn hoá
bền mạnh; Muốn biến dạng tiếp tục thì
phải tăng ứng suất. Sau điểm C l giai
đoạn nghỉ động lực IV thờng kèm theo
việc hình thnh các khe nứt, biến dạng
tăng, nhng ứng suất lại giảm.
Cuối cùng mẫu bị phá huỷ, tức bị chia
thnh các phần riêng biệt. Giá trị ứng
suất tại C đợc gọi l độ bền của mẫu.
Slide 6
II. Phơng trình truyền sóng đn hồi
trong tinh thể / Biến dạng đn hồi
Khi có lực bên ngoi tác dụng, phần thể tích
nhỏ dv chịu 1 lực tác dụng: dv
i
u
&&
Slide 7



=
v
k
ik
s
kik
dv
x
df
dv
x
dv
v
k
ik



=
v
i
u
&&
k

x
u

m
l
x
u
2
1
ta có:










+




=
l
m
m
l

mk
l
2
xx
u
xx
u

lk
m
2
iklmi
xx
u
u


=
&&
)trk(i
i0i
euu

=
r
r
)
(
0ukk
mlkiklmim

l phơng trình bậc 3 của
2
gọi l phơng trình
tán sắc, các . Phơng
trình có 3 nghiệm khác nhau của véctơ sóng .
Thay từng nghiệm
vo phơng trình ta sẽ thu
đợc các thnh phần của hm số biến dạng u
i
Đây
l phơng trình đồng nhất nên chỉ
Vận tốc sóng ngang
chỉ số thay đổi từ 1 đến 3
xác định đợc
tỉ số giữa 3 thnh phần.
Slide 9
=E
=
12
=

Môdun trợt : =E/2(1+).
Môđun đn hồi E
Hệ số Poisson (Poát xông):Tỷ số giữa
co ngang v giãn dọc
x
Ob/4b/2
f(x)
x

12max
10
-1
. . theo Frenkell khi
12
=
0
10
-1

lớn hơn kết quả thực nghiệm
b nhỏ, a lớn
., bắt đầu có
trợt dẻo. tới trăm lần.
Giả thích các hệ trợt: nh đã thấy.
b
)
b
x
2sin(A
12
=
Để tìm A ta coi biến dạng nhỏ v theo định luật Hooke:
Thay =x/a, trong đó l môđun trợt , ta có
Mặt khác, khi góc nhỏ có thể lm gần đúng:

8
4
%
SH điểm: Nút khuyết,
Nguyên tử xen kẽ, thay
thế:Tạp có kích thớc
khác với nguyên tử cơ sở
[100]
Cầu biến dạng
0,24%
Slide 13
 SH ®−êng: LÖch m¹ng
MÆt d−
MÆt tr−ît
trôc LM
AB
C
D
0DACDBCAB =+++
A’
B’
C’
D’
E
'EAE'D'D'C'C'B'B'A −=+++
∑
∫

r
=
Slide 15
 Sai háng mÆt:
• SH xÕp
(111) LPTM
A
B
C
A
B
C
A
A
C
B
C
B
SPXK
A

• Song tinh
A
B
C
A
B

10 8 6
11 9 7
H.2.4.
Chuyển động trợt của LM biên v biến dạng: Đờng liền trớc chuyển động,
Đờng không liền l sau chuyển động. Mũi tên chỉ hớng chuyển động của các nguyên tử
.
II

3 yếu tố ny lm cho ứng suất trợt dẻo giảm đi
đáng kể so với ứng suất Frenkell.


VI. Chuyển động LM
Các nguyên tử chỉ
chuyển động đi 1 phần
của chu kỳ mạng.
Hớng chuyển động
của các nguyên tử khác
nhau.
Chỉ có các nguyên tử ở
vùng lệch chuyển động.
.
LM chuyển động đi 1
chu kỳ mạng b.
Slide 17
LM chuyển động gây ra biến dạng dẻo:
LM chuyển động qua tinh thể lm phần trên trợt





=

b
a
1
2
exp
1
2
p
Tơng tác giữa các lệch mạng với nhau
ảnh hởng nhiệt độ
Slide 20
Tơng tác của lệch mạng với các sai hỏng
khác
()
()
()
;
yx
yx3y
12
b

yx
yxy
12
b
+



==
+



=
x
y
Tơng tác với sai hỏng xếp v song tinh:
SH xếp

SH

HH

HH
- Năng
lợng bề mặt
Slide 21

biên giới hạt:
D kích thớc hạt


Đa tinh thể
Slide 24
VIII. Các quá trình phá huỷ
Rão: Phá huỷ xảy ra dới tác động của ứng
suất nhỏ hơn độ bền tĩnh sau một thời gian tác
dụng.
<
ĐB
sau thời gian bị phá hu
ỷ
Nhiệt độ tăng thời gian phá huỷ giảm
Mặt d
Mặt trợt
trục LM
LM bò
Nút khuyết
Slide 25
Mỏi: Khi tinh thể chịu tác động của ứng suất
xoay chiều nó có thể bị phá huỷ do ứng suất có
biên độ nhỏ hơn độ bền của tinh thể sau nhiều

2
s
1
Slide 27
Phá huỷ giòn: Phá huỷ giòn l phá huỷ
xảy ra trong giới hạn đn hồi. Đây l phá
huỷ rất nguy hiểm vì nó xảy ra rất nhanh
R
C
2
0C
=
2C
R