Энергетика пластического деформирования металлов.

Модераторы: mike@in-russia, varlash

jurij
Сообщения: 398
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Энергетика пластического деформирования металлов.

Номер сообщения:#1   jurij » Сб ноя 02, 2013 16:29

Энергетика пластического деформирования металлов.


Нетрудно заметить, что дислокационный механизм пластического деформирования предусматривает лишь одну статью расходов энергии при деформировании металла – его нагрев.
Перемещение дислокации эквивалентно, по сути, перемещению подпружиненного шарика (атома металла) по волнистой поверхности, образованной атомной плоскостью. Однако, энергия, которая затрачивается при перемещении шарика на вершину волны, возвращается за тем при его движении во впадину. То есть такое движение должно осуществляться без затрат энергии. Фактически же движение атома по атомной плоскости с ненулевой скоростью сопровождается колебаниями этого атома с амплитудой впадина-выступ и частотой скорость/период атомной решетки. Очевидно, что в эти колебания вовлекаются все атомы плоскости, которую ометает движущаяся дислокация, что эквивалентно некоторому нагреву этих атомов, а значит и соответствующим затратам энергии на этот нагрев.
Из такого механизма следует, что чем выше скорость деформирования металла, тем больше степень его нагрева. Этот вывод давно известен из практики: при деформировании металла, например путем удара молотком, он нагревается значительно сильнее, чем при деформировании его на ту же величину на гидропрессе. То есть, работа по перемещению дислокации должна зависеть от скорости деформации примерно так:
W = kvσ,
где vσ – скорость перемещения дислокации, скорость деформирования;
k – некий размерный коэффициент.

Но из этого следует парадоксальный вывод. При v → 0 усилия для перемещения дислокаций, стремятся к нулю. То есть дислокации в металле должны самопроизвольно перемещаться, а значит, металл, который содержит дислокации, должен самопроизвольно деформироваться без каких либо внешний усилий.
Такое явление в металлах, действительно, наблюдается. Однако при нормальных температурах скорость перемещения дислокаций ничтожно мала. При повышении температуры эта скорость экспоненциально возрастает и при температуре равной приблизительно 0,4Tпл она возрастает настолько, что за относительно короткое время подавляющая часть дислокаций, содержащихся в металле, либо выходят на поверхность кристаллов. Либо, столкнувшись с дислокациями противоположного знака, аннигилирует. Это перемещение дислокаций сопровождается соответствующими деформациями металла. В металлообработке процесс термической активации перемещения дислокаций называется отжигом, а соответствующие ему перемещения, термическими поводками металла.
Таким образом, механизм термического рассеивания энергии пластического деформирования не только правдоподобен, но и вполне соответствует опыту. В частности с его помощью легко объяснить явление восстановления пластичности деформированного металла при отжиге, деформации, которые сопровождают этот процесс, явления ползучести, сверхтекучести и т.д. Кроме этого он позволяет просто и правильно объяснить тенденцию увеличения энергии затрачиваемой на пластическое деформирование металла при увеличении скорости его деформирования.
Однако только лишь тенденцию, но не весь энергетический баланс пластического деформирования. Особенно это заметно при относительно малых скоростях деформирования. Опыт показывает, что энергия, которая затрачивается на деформирование металла заметно больше энергии, которая реализовалась в виде нагрева металла. Для того, чтобы объяснить эту нестыковку было сделано предположение которое базируется на следующих предпосылках.

1. В монокристалле атомы металла упакованы самым плотным (в данных условиях) образом. Потому дисклокация, как область нарушения этой упаковки, является областью пониженной плотностью упаковки. В связи с этим дислокацию можно считать неким пустотелым линейным объектом, объем которого равен V = al, где a - диаметр атома, l – длина дислокации.
2. В монокристалле между атомами металла существует силовые связи, величина которых собственно и определяет плотность их упаковки. А поскольку в отсутствие этих связей металл превратится в газ, то их (эти связи) можно заменить неким внешним давлением P, которое сжимает эти атомы до плотности металла.

Из такого представления следует, два важных вывода.
1. Для создания дислокации требуется энергия равная:
W = Pal. (1)
То есть, энергия, которая затрачивается на создание дислокации, это энергия, которая затрачивается на создание пустоты объемом ΔV = al, в области, которая сжата давлением P.

2. При деформировании металла его объем должен возрастать на величину суммарного объема вновь созданных дислокаций, которые обеспечили это деформирование:
ΔV = W/P. (2)
А это значит, что не зависимо от того, каким способом будет пластически деформирован металл (сжатием, изгибом, растяжением, кручением), его объем увеличится. Этот вывод никак не следует из современной теории пластического деформирования. Считается, что при пластическом деформировании объем деформируемого материала сохраняется. Потому для проверки этого вывода был поставлен опыт.
В соотношение (2) входит неизвестная величина – давление P. Очевидно, что по своему смыслу – это объемный модуль упругости деформируемого материала, т.е. справочная величина:
ΔV = W/Ev. (3),
Где Ev – объемный модуль упругости материала;
W – работа пластического деформирования.

Используя (3) уже можно планировать опыт. Поскольку изменение объема деформируемого металла не зависит вида деформирования, в опыте был использован наиболее просто реализуемый вид деформирования изгиб. В качестве образца использовалось медное колечко диаметром 8 мм, толщиной 1 мм и шириной 4 мм, которое сминалось (деформировалось) в диаметральном направлении.
Опыт проводился следующим образом. Было заготовлено (отрезано от медной трубки) три колечка. После отрезки делалась выдержка, чтобы образцы приобрели температуру лаборатории. Затем образцы взвешивались в воде. После деформирования образцы снова выдерживались, а за тем взвешивались в воде. По изменению веса, т.е. по изменению силы Архимеда, действующей на погруженный в жидкость образец, вычислялось изменение его объема.
Не загромождая данный материал излишними числами, сразу замечу, что в этих опытах справедливость соотношения (3) неплохо подтвердилась. Однако опыты на макро образцах, т.е. на образцах объемом более 10000 мм3 показали иное. Все образцы (цилиндры диаметром 20мм из стали 20, меди М1, алюминий АД) после усадки на половину высоты на гидропрессе показали уменьшение объема.
Причиной тому, может быть следующее.
Технические металлы, а опыты проводились именно на них, представляют собой некую «губку». То есть, они содержат в себе пустоты, которые образовались в предыдущих технологических переделах. И объем этих пустот таков, что при их закрытии (при деформировании), отрицательное изменение объема образца перекрыло его рост за счет объема дислокаций пластического деформирования.
Проверить это предположение можно было бы двумя способами. Во-первых, изменить знак деформирования – не сжимать образцы, а растягивать. Если выше приведенное предположение окажется верным, то прирост объема превысит (3).
Косвенно, это подтверждается исходным опытом. Эти опыты также проводились с использованием технического металла – меди, из которой была прокатана трубка. Но при диаметральном деформировании кольца материал, участвующий в деформации, одновременно и сжимается и растягивается. На участках кольца, радиус которого уменьшается, наружные слои металла растягиваются, а внутренние сжимаются. Соответственно, на участках, радиус которых увеличивается, наоборот. Потому в целом, в объеме металла кольца, который подвергался деформированию, влияние содержащихся в нем пустот, взаимно компенсировалось. Некомпенсированным осталась только компонента (3).
По настоящему, проверить соотношение (3) можно при деформировании металлов, свободных от пустотных дефектов. Например, металлов, получаемых методом зонной плавки. В СССР я знал, где такие металлы делают. Но тут начался распад СССР, шоковая терапия экономики и его науки…
В заключение можно сказать, что какого-либо практического значения эффект (3), в силу малости ΔV, не имеет. Например, в исходном опыте объем колечка V0 ≈ 90 мм3 , приращение объема ΔV ≈ 0,5 мм3. Работа деформирования W ≈ 1 джоуля. То есть если этот эффект и имеет значение, то разве что научное. Потому если кто, из участников форума, зарабатывая себе на хлеб, «роет» в этом направлении, пожалуйста, можете продолжить эти исследования.

Аватара пользователя
venjuu
Сообщения: 290
Зарегистрирован: Вт ноя 13, 2007 18:46
Контактная информация:

Re: Энергетика пластического деформирования металлов.

Номер сообщения:#2   venjuu » Сб авг 30, 2014 19:30

Мат.виразів не додалось(укр.).

Аватара пользователя
Коллега из Тамбова
Сообщения: 2401
Зарегистрирован: Чт окт 11, 2012 23:31
Откуда: с Воркуты

Re: Энергетика пластического деформирования металлов.

Номер сообщения:#3   Коллега из Тамбова » Вс авг 31, 2014 7:04

Опаньки, Дружище Юрий, после деформации кольца у Вас изменялся (уменьшался) вес (вес!). Как Вы это объясняете?
Свободы сеятель пустынный,
Я вышел рано, до звезды.
Рукою чистой и безвинной
В порабощённые бразды
Бросал живительное семя.
Но потерял я только время,
Благие мысли и труды...

jurij
Сообщения: 398
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Энергетика пластического деформирования металлов.

Номер сообщения:#4   jurij » Вс авг 31, 2014 11:00

Коллега из Тамбова писал(а):Опаньки, Дружище Юрий, после деформации кольца у Вас изменялся (уменьшался) вес (вес!). Как Вы это объясняете?
Дык, объем металла (кольца) же увеличился. А Архимед со своей силой (архимедовой), не дремлет! Я же взвешивал кольцо в воде. В этом и весь прикол. Не будь этого изменения веса как бы я изменение объема металла кольца определил?

jurij
Сообщения: 398
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Энергетика пластического деформирования металлов.

Номер сообщения:#5   jurij » Вс авг 31, 2014 11:05

venjuu писал(а):Мат.виразів не додалось(укр.).
Для такого матэриалу, цэ нэ вада. (укр. транскрипция).
Для такого материала это не является недостатком. (для русскоязычных участников форума)

Аватара пользователя
Коллега из Тамбова
Сообщения: 2401
Зарегистрирован: Чт окт 11, 2012 23:31
Откуда: с Воркуты

Re: Энергетика пластического деформирования металлов.

Номер сообщения:#6   Коллега из Тамбова » Вс авг 31, 2014 13:25

jurij писал(а):Дык, объем металла (кольца) же увеличился.
Ну, Вы, брат Юра, и даёте. Стало быть, это у вас косвенный опыт? По уменьшению веса Вы, дружище делаете вывод о том, что у Вас увеличился объём? Но такое возможно только если удельный вес не изменился, а если он изменился, тогда как?

Народу непонятно, дружище, зачем Вы вообще гидростатическое взвешивание применили? Что это меняет? Нынче есть очень точные аналитические весы.
jurij писал(а):Не будь этого изменения веса как бы я изменение объема металла кольца определил?
Дык, точно также, как Архимед. Он полную ванну воды налил, а потом в ванну лёг. Из ванны вылился объём воды, который вытеснило его тело.

У вас замечательный опыт, дружище. Только он говорит совсем не о том, что Вы примыслили, всё гораздо фундаментальнее.

А косвенные опыты надо избегать всеми силами свей души. Косвенный опыт не значит ничего, как будто его вообще не было.
Свободы сеятель пустынный,
Я вышел рано, до звезды.
Рукою чистой и безвинной
В порабощённые бразды
Бросал живительное семя.
Но потерял я только время,
Благие мысли и труды...

jurij
Сообщения: 398
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Энергетика пластического деформирования металлов.

Номер сообщения:#7   jurij » Вс авг 31, 2014 20:15

Коллега из Тамбова писал(а):По уменьшению веса Вы, дружище делаете вывод о том, что у Вас увеличился объём? Но такое возможно только если удельный вес не изменился, а если он изменился, тогда как?
За счет увеличения объема металла деформированного кольца удельный вес металла действительно изменился. Он уменьшился.
Коллега из Тамбова писал(а):Народу непонятно, дружище, зачем Вы вообще гидростатическое взвешивание применили? Что это меняет? Нынче есть очень точные аналитические весы.
Гидростатическое взвешивание - стандартный метод измерения малых изменений объема. В моем опыте изменение объема было порядка одного кубического миллиметра. То есть изменение веса кольца составило порядка одного миллиграмма. Поэтому я использовал для измерений точные аналитические весы.
Коллега из Тамбова писал(а):Дык, точно также, как Архимед. Он полную ванну воды налил, а потом в ванну лёг. Из ванны вылился объём воды, который вытеснило его тело.
Попробуйте представить ванну, в которой уместится испытуемое кольцо, и из которой можно зафиксировать выливание одного кубического миллиметра жидкости. У Вас коллега, один мениск даст погрешность около сотни кубических миллиметров. Поэтому повторюсь: гидростатическое взвешивание - это стандартный метод измерений малых изменений объема. Если Вы сможете предложить иное, то нобелевская, не нобелевская, но благодарность от экспериментаторов будет.

Аватара пользователя
Коллега из Тамбова
Сообщения: 2401
Зарегистрирован: Чт окт 11, 2012 23:31
Откуда: с Воркуты

Re: Энергетика пластического деформирования металлов.

Номер сообщения:#8   Коллега из Тамбова » Вс авг 31, 2014 22:39

Видите ли, дружище Юрий, метод гидростатического взвешивания для определения объёма - это косвенный метод. Он предполагает (постулирует), что вес кольца после пластического деформирования (на сухую) не изменяется. Но это постулирование некорректно. Ведь если вес кольца после деформирования изменился (уменьшился), то приращение объёма будет фикцией.

Я не говорил, что надо налить в ванну воды, бросить туда кольцо и собирать вылившуюся воду. Этот принцип надо использовать. В мензурку с многими мелкими делениями налить жидкость желательно нелетучую и, по возможности с плоским мениском, бросить туда кольцо и посмотреть на сколько поднялся уровень жидкости. Это конечно трудно сделать, не спорю, но тогда Вам надо было убедиться, что вес кольца после деформирования не изменился. То есть, сначала надо было взвесить кольцо после деформирования на сухую и, если вес не изменился, то тогда приступить к гидростатическому взвешиванию. Вы пропустили одну операцию, дружище.

Кроме того, в результате деформирования кольца, в нём могли возникнуть микроскопические трещины, выходящие на поверхность кольца. Эти трещины могут быть очень тонкими, настолько, что вода не смачивает эти трещину. Вот Вам и приращение объёма. Надо было взять более пластичный материал. Например, свинец вместо меди. Или добавить в воду поверхностно активного вещества (ПАВ).
Свободы сеятель пустынный,
Я вышел рано, до звезды.
Рукою чистой и безвинной
В порабощённые бразды
Бросал живительное семя.
Но потерял я только время,
Благие мысли и труды...

jurij
Сообщения: 398
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Энергетика пластического деформирования металлов.

Номер сообщения:#9   jurij » Пн сен 01, 2014 9:36

Спасибо, коллега. Я учту Ваши замечания.

Аватара пользователя
Коллега из Тамбова
Сообщения: 2401
Зарегистрирован: Чт окт 11, 2012 23:31
Откуда: с Воркуты

Re: Энергетика пластического деформирования металлов.

Номер сообщения:#10   Коллега из Тамбова » Пн сен 01, 2014 15:34

Отлично, дружище Юрий. Вообще-то так надо и делать: советоваться на форумах, как поставить опыт. Но делать это надо не после опыта, а до опыта. И советоваться насчёт опыта надо именно на форумах, т.к. мы не знаем друг-друга и у нас нет никаких личностных отношений.

Однако продолжу свои замечания. Образовались или нет микроскопические трещины можно проверить. Вы сами писали дружище:
jurij писал(а):дислокации в металле должны самопроизвольно перемещаться, а значит, металл, который содержит дислокации, должен самопроизвольно деформироваться без каких либо внешний усилий.
Такое явление в металлах, действительно, наблюдается. Однако при нормальных температурах скорость перемещения дислокаций ничтожно мала. При повышении температуры эта скорость экспоненциально возрастает и при температуре равной приблизительно 0,4Tпл она возрастает настолько, что за относительно короткое время подавляющая часть дислокаций, содержащихся в металле, либо выходят на поверхность кристаллов.
Из Вашей цитаты следует, что через некоторое время дислокации исчезают, из чего, опять-таки, следует, что объём должен уменьшится и вернуться к исходному объему кольца до деформации. Микротрещинки - это тоже дислокации, но не те о которых Вы говорите.
Микротрещины не залечиваются, т.к. при их образовании происходит нарушения сплошности материала. Поэтому, через некоторое время надо повторить гидростатическое определение объёма кольца. Если кольцо вернётся к первоначальному объёму, бывшему до деформирования, то предыдущей рост объёма объёма можно будет отнести за счёт дислокаций. Но если при повторном гидростатическом определении объёма его восстановления не произойдёт, то рост объёма объясняется образованием микротрещин.

Для сокращения времени релаксации дислокаций перед повторным гидростатическим определением объёма кольца, его надо нагреть до 0,4 Тпл. Но делать это надо осторожно, чтобы не произошло поверхностного окисления меди (если произойдёт окисление, то вес кольца увеличится). Поэтому нагрев надо осуществлять в нейтральной среде какого-нибудь благородного газа, например в аргоне.
Свободы сеятель пустынный,
Я вышел рано, до звезды.
Рукою чистой и безвинной
В порабощённые бразды
Бросал живительное семя.
Но потерял я только время,
Благие мысли и труды...

Аватара пользователя
Коллега из Тамбова
Сообщения: 2401
Зарегистрирован: Чт окт 11, 2012 23:31
Откуда: с Воркуты

Re: Энергетика пластического деформирования металлов.

Номер сообщения:#11   Коллега из Тамбова » Вт сен 02, 2014 8:05

Однако, продолжу свои замечания к Вашему опыту, дружище Юрий. Надеюсь Вы понимаете, что все эти взвешивания надо проводить при одной и той же температуре, т.к. от температуры зависит объём кольца. При нагреве - объём кольца увеличивается, а при охлаждении - уменьшается. Температура жидкости, в которой производится гидростатическое взвешивание, тоже должна иметь одинаковую температуру, т.к. при увеличении температуры жидкости её удельный вес уменьшается, а при уменьшении температуры жидкости её удельный вес растёт. Следовательно температуры надо фиксировать. Соблюсти одинаковые температуры сложно, если опыты растянуты во времени, поэтому надо вводить соответствующие поправки на температуру. Для этого удобно рассчитать и начертить тарировочные графики изменения объёмов и удельных весов в зависимости от температуры.

Три опыта - это очень мало, дружище, надо сделать хотя бы 200 опытов, а лучше 1000, ещё лучше 10000 опытов.
Свободы сеятель пустынный,
Я вышел рано, до звезды.
Рукою чистой и безвинной
В порабощённые бразды
Бросал живительное семя.
Но потерял я только время,
Благие мысли и труды...

Аватара пользователя
Коллега из Тамбова
Сообщения: 2401
Зарегистрирован: Чт окт 11, 2012 23:31
Откуда: с Воркуты

Re: Энергетика пластического деформирования металлов.

Номер сообщения:#12   Коллега из Тамбова » Вт сен 02, 2014 8:28

Вообще-то, я думаю, что Вы ошиблись, дружище Юрий. При пластических деформациях не образуется никаких пустот, а возникают деформации сдвига кристаллической решётки. Одни связи растягиваются, другие сжимаются, поэтому дислокации ползут по зерну (кристаллу) меди под действием внутренних напряжений, пока не выйдут на поверхность зерна. Таким образом, если пустоты и образуются, то по границам зёрен, но эти пустоты, ни коем образом, не приводят к распуханию образца.

Вы получили некоторое увеличение объёма, но, в лучшем случае, Вам удалось зафиксировать образование микротрещин, в худшем - Вы не учли все привходящие факторы опыта.
Последний раз редактировалось Коллега из Тамбова Ср сен 03, 2014 12:41, всего редактировалось 1 раз.
Свободы сеятель пустынный,
Я вышел рано, до звезды.
Рукою чистой и безвинной
В порабощённые бразды
Бросал живительное семя.
Но потерял я только время,
Благие мысли и труды...

Аватара пользователя
Коллега из Тамбова
Сообщения: 2401
Зарегистрирован: Чт окт 11, 2012 23:31
Откуда: с Воркуты

Re: Энергетика пластического деформирования металлов.

Номер сообщения:#13   Коллега из Тамбова » Вт сен 02, 2014 8:53

Во всей этой бодяге, дружище Юрий, меня удивило, что Вы не возмутились, когда я написал:
Коллега из Тамбова писал(а):Видите ли, дружище Юрий, метод гидростатического взвешивания для определения объёма - это косвенный метод. Он предполагает (постулирует), что вес кольца после пластического деформирования (на сухую) не изменяется. Но это постулирование некорректно. Ведь если вес кольца после деформирования изменился (уменьшился), то приращение объёма будет фикцией.
Но по современным научным канонам, вес кольца после деформации не должен меняться.

Неужели Вы, дружище, всё-таки догадались взвешивать кольцо после деформации на сухую и зафиксировали уменьшение его веса?

Или же Вы посчитали меня занудой и принялись благодарить, чтобы я от Вас отстал?
Свободы сеятель пустынный,
Я вышел рано, до звезды.
Рукою чистой и безвинной
В порабощённые бразды
Бросал живительное семя.
Но потерял я только время,
Благие мысли и труды...

Аватара пользователя
Коллега из Тамбова
Сообщения: 2401
Зарегистрирован: Чт окт 11, 2012 23:31
Откуда: с Воркуты

Re: Энергетика пластического деформирования металлов.

Номер сообщения:#14   Коллега из Тамбова » Ср сен 03, 2014 14:59

Дружище Юрий пока не может ответить на мой вопрос, господа форум. Поэтому мы подождём и, от нечего делать, разберём некоторые общие вопросы на примере рассматриваемой теории вышеозначенного Юрия. Мы рассмотрим откуда и как появилась эта теория.

Итак, господа, Юрий придумал эту теорию из своей головы. Иной учёный может это утверждение оспорить, т.к. в обиходе учёных бытует бредовое мнение, что все теории проистекают из опыта. Но это неверно, Юрина теория ни из какого опыта не проистекла. И, более того, если бы Юрий не придумал свою теорию, то и никакого опыта вообще бы не было. Подумайте сами господа, если бы у Юрия не было теории, то зачем бы он стал резать медную трубку на кольца, потом проводить их гидростатическое взвешивание, потом деформировать эти кольца и опять проводить их гидростатическое взвешивание? Без теории все эти действия выглядят абсурдно.

Итак, Юрий придумал свою теорию из своей головы, а потом математизировал её. Иной учёный может сказать, что это не особенно сильное математизирование, но это математизирование достаточное, чтобы продумать опыт. Великие теоретики на этом этапе заканчивают свою работу, считая, что экспериментальное подтверждение теории не барское дело, для этого есть крепостные экспериментаторы. Так работали все знаменитые Великие теоретики, например, Ньютон и Эйнштейн. Ни Ньютон, ни Эйнштейн и не подумали каким-то образом подтвердить свои законы Всемирного тяготения, свои Специальные теории относительности, свои Общие теории относительности.

Вот, так в основном выдвигаются все теории, и не важно кто их разрабатывает альты или орты, методология разработки теории у всех одинаковая: выдумывание теории из головы и математизация её. Поэтому любая теория только случайно может соответствовать действительности, но вероятность этой случайности очень близка к нулю.
Свободы сеятель пустынный,
Я вышел рано, до звезды.
Рукою чистой и безвинной
В порабощённые бразды
Бросал живительное семя.
Но потерял я только время,
Благие мысли и труды...

jurij
Сообщения: 398
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Энергетика пластического деформирования металлов.

Номер сообщения:#15   jurij » Сб сен 06, 2014 16:25

Уважаемый коллега и Тамбова!
Простите, что долго не отвечал на ваши замечания.
По своему содержанию Ваши замечания можно разделить на две группы. Замечания по технике опыта и замечание по цели исследования.

Начнем со второго. Дислокационный механизм пластического деформирования кристаллических тел. Сформулирован где-то в начале-средине ХХ века. Его главная заслуга: он, этот механизм, смог просто объяснить, почему реальные тела ,например, из стали или меди имеют прочность в десятки и сотни раз меньшую, чем теоретически рассчитанную.

Можно возразить, мало ли что теоретики могут насчитать. Однако дислокационный механизм не только объяснил эту нестыковку, но и подсказал, как можно получить материалы с теоретической прочностью. Такие материалы – монокристаллические «усы» были получены экспериментально и их прочность неплохо совпала с теоретически рассчитанной.

Существование дислокаций и их участие в процессе пластического деформирования кристаллов было зафиксировано в прямых опытах (по электронной микроскопии). Если Вы обратитесь к специальной литературе, то найдете более строгое обоснование свойств дислокационного механизма, которые я привел в самом общем виде в начале статьи.

И еще. Микротрещины, для дислокаций, это макрообъекты. Они играют важную роль на заключительном этапе, например, усталостного разрушения материалов. Но это уже совсем другая тема.

Цель исследования. Сейчас на вопрос, на что была затрачена энергия пластического деформирования тела, отвечают, на изменение его формы и температуры. Против второго у меня нет возражений. Я могу измерить разность температур тела (до и после деформации) и по ней вычислить, сколько дополнительной энергии привнесло телу пластическое деформирование. То есть, сколько энергии ушло на увеличение внутреннего движения атомов материала. Но это тепло не обеспечивает полного баланса энергии пластического деформирования.

Мне отвечают – остальная энергия ушла на изменение формы материала. Но мне непонятно, почему материал, который в исходном состоянии был цилиндром, деформированный в форме бочки, содержит дополнительную энергию (энергию пластического деформирования). Я могу измерить силу сопротивления тела пластическому деформированию и умножить ее на величину деформации. Но таким способом я измеряю работу внешних сил. А вот что мне измерить внутри тела, в его структуре, чтобы выяснить в каком виде «законсервирована» энергия изменения формы материала – это вопрос.

Собственно, для ответа на этот вопрос и были проведены исследования. Было высказано предположение, которое замечательно стыкуется с дислокационным механизмом пластического деформирования. Единственной неожиданностью этого исследования был достаточно очевидный вывод о том, что в процессе пластического деформирования объем материала не сохраняется – он растет за счет накопления в нем дислокаций. Для количественной оценки этого изменения мною были сделаны простейшие предположения, которые позволили оценить эти изменения простейшими соотношениями. Собственно, эти соотношения и проверял в опыте.

Теперь по технике эксперимента.
Измерять «сухой» вес тела, до и после деформации, у меня не было предпосылок. Чтобы от колечка (при деформировании) не отскакивали кусочки окисла или грязи, колечки декапировались и тщательно отмывались. Единственной предпосылкой могла бы быть СТО. Но я не сторонник этой теории, тем более изменение веса (массы) по этой теории в моих опытах зарегистрировать невозможно.

Измерить изменение объема посредством мензурки с очень мелкими делениями не удастся из-за мениска. Он делает уровень жидкости весьма неопределенной величиной. Жидкости с нулевым мениском мне неизвестны. А будь такая, ее уровень станет, что очевидно, еще более неопределенной величиной. И еще, неточность формы (внутренней поверхности) мензурки в которую помещается колечко, существенно ухудшит точность измерений, вплоть до полной их бессмысленности.

Влияние температуры на опыты. Учитывалось, соблюдался изотермический режим опытов.

Количество измерений. Пусть в БАК делают тысячи и десятки тысяч опытов. Это необходимо когда результат выявляется статистикой. У них это сделать легко. Вот только измерительный комплекс стоит 14 миллиардов евро.

У меня с деньгами (и временем) тогда было туго, поскольку это были исследования по личной инициативе. Я никому не был должен, но и мне тоже. Опыты с колечками были постановочными. Попробовал – не получилось, и не надо. Получилось – едем дальше. Ставим опыты на макро образцах с учетом всех обнаруженных в предварительных опытах нюансах. Как было дальше, в статье написано.

Советоваться с коллегами. Тогда, когда проводились опыты, Интернета не было и в помине. С коллегами советовался, например обсуждалась Ваша мензурка.

Ответить

Вернуться в «Физика твердого тела / Solid-state Physics»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость