Научные исследования и технические разработки
по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика.
Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки.
Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.
Квантовые эффекты в термоактивированном скольжении дислокаций
Пластичность кристаллов определяется движением дислокаций при воздействии механических напряжений. Критическое значение напряжения, при котором возникает пластическое течение кристалла, называется пайерлсовским напряжением [1]. Теоретическая величина пайерлсовского напряжения, определяемая посредством атомистического компьютерного моделирования, более чем в два раза превышает экспериментальную (например, 0.9 ГПа и 0.4 ГПа, соответственно, для ОЦК железа). Причина этого противоречия выявлена в работе [2] французских физиков.
Пайерлсовский механизм скольжения дислокаций. Слева – исходная винтовая дислокация. Справа – иллюстрация скольжения дислокации посредством образования и последующего расширения пары кинков.
Оказалось, что все дело в квантовых эффектах, а именно – в нулевых колебаниях атомов, которые существенно понижают высоту потенциального барьера для образования на дислокации пары кинков (см. рис.) и тем самым облегчают скольжение дислокаций. Таким образом, сугубо квантовое явление – нулевые колебания – в значительной степени определяет прочность материалов, причем не только состоящих из легких элементов, но и конструкционных, и не только при низких температурах.
1. R.E.Peierls, Proc. Phys. Soc. 52, 34 (1940).
2. L.Proville et al., Nature Mater. 11, 845 (2012).
