Гегузин Я.Е. Почему и как исчезает пустота

Подождите немного. Документ загружается.

ицого

шроисхо}|{дет]ия'

ч.ем обсуакде:тие

вь!1пе

(по

а]|а-

логии)).

,(ело

том'

(1то

в г]лоскости контакта п{е}1(ду

двумл

крупинкамш'

1{оцечцо

}{{е' 11ет

абсоллотного соответствия

ре-

[петок;

если

оно существовало'

то величина

с[гр

равня.][ась

бьт

пулю. Бсегда имеет место некотороо

цеооответотвие'

}|екоторая

((невя3|{а))'

которую качественно мьт

будепл ха-

рактеризовать

безразмерной

величиной

в.

9то, вообще

гово-

ря'

малая величина

(в:10-(_10-')

и моэкно шо'т1агать'

ч'го

-@гг.

Бстественная

тендет{ция избавиться

от }1авя;]1(11'

.подстроиться

луч|цим

образом,

приводит к

появлению

уш-

ругих

напряж(ений,

велитттна которь1х

о'-8Ё, где в

мо-

дуль

упругости.

1ак

1{ак

ддя

металлов Бд.5'1011

цптт|

оът2,

то

о,={07:106

дшн|

см2.

1акие

напря}кения

п!огут вь13вать

движ{ение

дислокаций,

'п

действие

дислокационнь1х

1,1с-

тот|ни ков.

Бажсное отличие

этих }1апря}ке:тий,

которь1е

пть: будем

ца3ь1вать

1{апря)ке]1иямш

несоответствия'

от обсу;ттдав|ш1{х-

ся

у}ке

капиллярпь1х

!|апря)кешии

состоит

в то}1'

что 11х

вел!1чина

не 3ависит

от площади контакта'

только от

ве-

личивь1

невязки. ['1

еще одцо замечание:

капиллярнь1е на-

пряэ*{ения

во3ника1от

в свя3и с

умець1цецием

собстведл:*о

шоверхности

поро1шинок'

па|1ря}т(ения

весоответств'1я

есть

с,т!едсфвие

тенденции

умепь|пению

энергии контакт-

ной_границьп.

}[ сожалению'

до

цастоящего

времени

н0т чисть1х'

па_

деж11ь|х

экспперимонтальнь|х

работ,

которьтх

результать1

действия

двух

типов'вапряж(ений

6ътлл

бьт обнарунсеньт

поро3нь.

Б неразделенном

виде,

действуя

сообща, он:л

себя

обнару;кива]от

по появлецию

контактной

зодте тт

с1тгятшй,

дислокаций.

|[мецно

это

для

нас

и является

главнь{[!.

[,ля

дальнейтшего

нам надо

попиматц

что

самопро1.{3вольно

3оне

контакта

может осуществляться

пластичность.

Фчень

коротко

об

аксшеримептах.

тсапиллярцое

с}1я-

тие'

и невязка

аксперименталь}1о

исследуютс8

][]{[]Б

Ё €8:

мь10

пооледни0

годь1.

Бсть

результать|

опь1тов) свидетель-

ствующих

об

их

реальшооти.

Бсят*ий

ра3

уопех

оць1тов

существенно

зависит

от

того'

достаточно

]|и'чисть1

соцри_

касающ1теся

поверх11ости,

втобьт оци

прип1пи

в тако_й

коц-

такт'

шри

котором

дейстБительно

во3викает межфазная

граншца'

имеющая

анергию

@гр.

нескопьких

фразах

о вопросах

<потему?>

ккатсРш

во3викает

пластичность. Ёа

первый вопрос

ответ

четкий

и все

тот )ке:

потому

что

уменьтпается

поверх}1остная

12о

энергия. Бедь

напря}кепия'

вьтнуя{да1ощт1е пластичнооть'

о,,-Ас,

о'-с!"р! А вот на второй

вопрос ответ

у|{лончивь:т]:

сло)1(по'

по-всякому,

за

счет

дислокапий,

тттлею|цихся

коцтакте'

и за счет

дислокаций'

возникающик под

влияни_

ем

напрян{ения.

)['точнением

этого

ответа

се!1.тас

3а_

}{и},{аются.

Бернемся

старь1м

опь|там

Бьтло

бьт

неудивительно'

есди' прочитав

предь1;цущиг?

от1ерн' читатель'

испь1тав чувство

растерянпости'

задал

тто

совсем

почтительньтй

вопрос акспер11п|ентаторап{

50-х

то_

дов:

как

вьт, собственно'

ставили опь|тьт'

ито

'диффузгтю

(медленньтй

процесс!) обнарун*или'

вот пластичность

(бьтстрьтй

процесс!) про1пла

мимо

вас?

1\{тте

этот

вопрос

продставляется

очень естественнь]м !1 я присоединяюсь

нему.

[ействительно'

каким

образом

стадия пластичности

ускользнула

от внимания

экспериментаторов?

[а

и ка_

ких

среди них

бьтл

}(утинский! |[ритиг:ой

тому,

видимо'

бьтли

два

барьера: один

формальньтй,

второй

психологический. Бпронем, на3ь1ваясь

по-разному'

они по

существу оливаются

воед11по' о6разуя

барьор повь1|ше.

[ело

том'

что

цачиная

от

Френкеля'

все прои3вод!1в-

1шие

раочет

вависимости

радиуса

контакт}{ого круга

от вре_

мени

0(/) полагали'

что

процесс

формирования

1{онтакта

определяется ли!пь одним

механизмом

л что в т1ачале

про_

цесса

частищь1

соприкасаются в точке.

}1плентто

г{оэтому

3а_

кон;г(а)

опи 3апись|вали в

форме

а"

(с):д1.

(

такой

3апись1о 8акона

а(а) мьт

уже

встречались

очерко

об

опьттах

$утилского.

?еперь-то

на\{ !онятн0'

что к

мо_

менту

1:[о, когда

диффузионньтй

механи3м

только пачи_

нает ошределять

вакон

(|),

контакт

уже

отнюдь не

то11еч_

пь1й'

а осуществляется

по

кР}г},

радиус

которого #о й@}|(01

ока3аться

не

маленьким.

это

означает'

что закоп л(а)

на_

до

записывать в

иной

форме:

(|)

&!,: А(,

'0).

[1еред

глазами

экспериментаторов

была

первая

запись

за{

копа'

поэтому

времепи 8;

оЁи и пе помь11пляли

и но

цвтересовалисъ

тем' что

происходит

в са}|ом

начале

про-

цесса

припекапия.

{

12,

происходило

ведь

вот

что:.пластичность.

3тоутствие

воличин

а9

тт |,6 в

формуле

следотвио

цродпамер0нной

у6е:кдепности

в том' что мо}кет

действовать

ли111ь один

ме-

хапи3м

формировапия

контакта.

Быть

может'

и так:

учтен

оди11

механи3м'

а это

родило

подсо3нательно

убежденность

в том' что

он

единствен

[4вложенньте

соображену!я

и.

догадки

о прпчинах

близо-

рукости

0кспериментаторов

мо}т{но бы

проиллюстрировать

и11ыми

подобньтми

примерами из

истории

}|ауки.

Ёо нс

стану

этого

делать

и ли1пь.обращ5г ввимашие

читателя на

то' что

готовая

формула

перед гпазами

экспериментатора

вещь

о6оюдооотрая:

очень желательпа и

совсем

вебез_

опаона.

|1сихологическая

подготовлеццость

эксперимента-

тора

к т|]му' что6ь|

подтвердить

формулу'

иной

раз

притуп.

ляет ето бдтттельность. 3то

и3веотпо' и

ато

распространен-

пая опаопость.

Ёа тот

слутай' когда опь1т подтверждаот

то'

что хочет аксшериментатор!

[путочном лабораторцоп1

фольклоре

даже

бь:тует специальный

терштин: кхои-аф-

фектл.

3деоь

у}1естно

о6ратиться к

старь1м' безусловно

добро-

совеотнь11!1

опытам и

попь1таться

усмотреть

в них то' что цх

авторами

давни|пние

годь1

осталось не

узиденпь:м.

€дс-

лать .надо

простую

вещь

пподчинить

реаультаты

и3меро.

ний

но шервой' а

второй зашиси закона *([)

шз числа тох

двух'

ноторь1е

приведены

очерке.

?рудпость!

соотоящую

тош1! тто

формуло

две

неизвестных

величины

3о

![ [о ]!{Ф}т*.

но

обойти'

предполо9{{ив?

что 8о:0.

тому

есть

доотаточноо

основа11!1е:

длительпость

диффузионной

стадип

несравнен_

по

больтше,

т|ем

стадии

пластичеоной,

т. о.

[2[,х

0. А в

это}!

олучае'

пользуясь вакопом

(с),

продолжая

(гово_

рят

(экстраполируя>)

аксперимонтальнь|е

кривь]е

облаоть

1:0,

мьт

мо?кем опроделить со. Бсли ока)т(етоя'

что /о:0-

нет

ппаотичности'

а если

#о}0_ пластичность

есть

}1е_

рот!

ее

вклада

формировапие

контакта

является

найдоп-

вое

3начение

$о.

1ак вот'

все

опу6ликованньте

литератур0

даннь]о

вависимоотп

*([)

приводят к тому'

тто 16}$,

ц,

спедовате'1ьно'

стадия пластическото течения

зоне

фор_

}1ирующегося

1{оштакта

и1!!ела }{есто.

9тобь:

6ь:ть

уверенцым

ра3у1{вости

о6работт*ш

рэ-

вультатов

старь]х

опь1тов'

мы поставили

контрольт!ь1е

опь!_

ты с

цолью

получить

данные

об с'

непосредственно.

|[осту-

пали

так.

Ёа полттрованной поверхнооти

мо11окриоталла

меди произвольно

располагали

(попросту

говоря'

рассь1ша-

ши)

лтесколько сотен

одиг|аковь1х

1\{онокриотальнь1х

медт!ь1х

122

|париков

диаметро1\{

5.10-'?

ом. 3атем такой

образец

до_

гревали

до

температурь1

от?кига

и тут

}1{е охла]1(дал11.

3а

это

время

диффузия

не

успеет'

пластичность

успеет

внести

свой вклад

формирование

контакта'

и' оледователь}|о'

мь1 смо}{{ем

определить

величину

с'. |1од

различпь|ми

1ша_

риками

оца

бьтла

разной,

вследствие

отдичия

ордепта_

ции

1цариков

шо

отно1пению

к подло}кке'

но

под

всеми

она

имела

величину'

близкую к натцей

оценке

х'/&е10-'.

}1так,

и старь|е

чуж(ие и новые на|пи

о|]ьтть1 согдасно

свидетельствуют

том' что

пластическое

деформировани0

в зо1{е-контакта

под

влиянием

капиллярнь1х

сил

процесс

реальшьтй

в поиоках

0твета на вопрос <как?>

с пим нео6

ходимо

считаться.

Будем

считаться!

{

Розетки

епекания

[искуссия

с шрофессором

1\{органом,

которой

ока-

зался

ср€ди нешравых'

помогла

разобраться

ва}кном

во-

просе

формировании

структуры

контакт]!ой

области

при

во3никновениц

свя3и

меж{ду -двумя

взаимно

припекающи_

мися

крупинками тверд'ых

одноименных

тел.

в 1969

г.

на 1\4еэкду!|ародном

коллоквиуме

по

физике

спекапия' в гор0де !,'ерт1ег-Ёови

(9ерногория),

профессор

}{орган,

демонстрируя

фотографии,

раоокавал

результа_

тах следующшх опнтов. Ёа поверхност!(

естоственното

ско-

ла

монокристалла

фтористото

кальция

располагалиоь

бесформенные крупипк1.1

этого

)ке

вещеотва. |!риготовлен_

шыо таким

образом

о6разщьт

шодвергалиоь

вь1сокотемшера_

тур}{ому

от}киту. |!ооле

охла}1{ден!1я

11оверхпость

кристал-

ла протравливалась

травите]1ями'

проявляющим11

диоло-

кации. Фказалось,

что вокруг

пришек1шихся

крупивок

появилась

облаоть,

где

плотность

дислокаций

бьтла явшо

повьтшевной.

Результат

этого

опыта

воз6уждает

множ1ество

вошросов:

дислокации

во3никли во время

припеканшя

круп!1нки }:{

плоскости

кристалла

при

высокой

температуре }1д11 во

вре_

мя

охлаждения

образца?

]4ли

зозник"т|ш

о!1и

тот

п{от\{ет{т'

1{огда

крупинки

толь]{о

располагались

]1а г!оверхт]остп !{р|!-

сталла?

14лут онл во3никли тогда'

котда после

ох.{а;1(/{е{т'{я

крушши1{ку

удаляли

с поверхности кристал::а?

||рофессор

[{орган

расска3ал

о ко11тролънь1х

опь|тах'

кот0рь1х

1]се

эти

сомнения

устранялттсь.

Результать1 опь1тов

:сак

будто

бьт

давали

ему право

утвер}ждать'

что

дисло!{ацио1]ная

стру!{тура

в контактной

области

формируется

в процессе

пр11пе]{ания

крупинки

к 1{ристаллу.

123

{

;

{

под

крупипкой,

припенопной

кристаллу'

раоподо?ко!!а

богатая

дислокацпями

область,

на

ри_

супке о!!а

оотавлеца

неаа[птр]!'

хованной

![, о

верп:ип'

так ска3ать'

вь1сокой

теории'

соылаясь

прш

этом

ца авторитет

хер_

р|1нга'

3аявил

дискуссии'

что

ре3ультаты

профессора'

в!1д!{мо'

являются

следств}1_

ем

какой-то

экошерименталь-

ной

ошибки'

так

как'

соглас_

шо

{,.еррингу,

шашря?1{ения'

обусловленнь:е

искривденцо'

сть1о

коцтактной

поверхно_

оти'

заведомо

педостаточг{ь|

для

того'

чтобь1

дислокаци!1

могли

бы

бьпть

уведень|

и3

области

непосредственного

ковтакта

приконтактну|о

во}]у

ца поверхпости

кристал_

ла.

в опь!тах

профессора

1\{органа

ова

превосходила

собст-

вепно

контактну|о

область.

1\{ош сообра)кения

и оценки

были

ворными

и'

уж

во

всяком

случае'

мно

казались

до-

статочнь]ми'для

тс)го' чтобь|

усомниться

ре3ультатах

аксперимопта

моргана:

экспериментатор

-мо}кет

ошибать_

ся

и там'

где'

как ему

каж(ется'

оп

действует

луч|пим

обрааом.

(

тех пор

проп1ло

немало

времени.

}1орган

активно

акспериментировАл

и т|]ироко

публиковал

ре3ультать|

св0_

их ойь:тов.

} наппей

даборатории

то}1{е

были

поставлень|

опь1ть1'

3амь1сел

которь]х

во;]ник

во

время

дшскуссии

},[органом. }1ьт

экспери}!ентировали

щедочно-галоиднь|-

ми монокристаллами

и припекали

их повер-хнооти

кру'

шинки

сферитеской

формьт

того жо вёщества.

}1менно

бла'

.годаря

тому'

что

крупи1{ки

имели

п|лавильную

форму,

нам

удавалось

получить

правильн_ую

симметрич|{ую

|{арт!1ну

расподод{еция

дислокат1йи

вокругобпаоти контак_

'а.

поскольку

исследуемьтй

кристалд

был

кфивеский'

дислокацион}{ая

картина

имела

фор*у

пправильного

креста.

1акую

дислокационнуюстру|{туру

можнохарактери3овать

количествевно'

это

совер!ценно

необходимо

для

того'

чтобьт

по|1ять

сущеотвб

йабдюдаемого

явления.

Бнеш:тте

ог{а

цапом1111ала

дислокационпую

ро3етку

от

укола

11а

шо_

верх}1оотц

1{риоталла.

}1а основаЁии

этого

сходства

диоло_

кационнь:й

крест'

цептр0

которо}о

расположена

припе_

чен!1ая сфера,

бьтл

на3вап

розетпой

спенаншя,

[щательно

была'и€след0ваяа'гео}1етрия

ро3етки

опе!{а_

|2ц

пия:

длина

дислокацио11ното

креота'

размер

контактн0й

пдощади'

г.пубина

3а.т[егания

под прицеченной крушинкой

области,

богатой

дислокациями.

3ти опь|ть|

убедительно

свидотольствовали

то1\''

тто

1!|орган прав.

А {,ерринг во

всяком случае 1|е

виноват

том' что в пь1лу

дискуосии

я орудовал

его идеями'

атакуя

правильньтй

экспери1\{ент.

|{росто

при

обсужсде1{ии

резуль-

татов

опь1тов надошоль3оваться

инь1ми'

нехеррипговскими

сообра;кониями'

учесть

и:той

механизм образования и

дв'|1-

жения

дислокаций

контактной

воне,

которь1е

8,ерринг,

обсу:кдавплий проблему

в 1950

г.' не

учить|вал.

то время

еще

не

созрели

обстоятельства'

при

которь]х иг!ь1е' нехер-

ринговскио

сообра;кония следовало

бьт привлеть

обсу:к-

дению

отруктурь|

обдасти

контакта.

дттскурсии

с 1\4орга-

ном я 3анял

явно

неправильную

повицию' .упустив'

что

меж{ду

работами

!,ерринта

и \4ортана про1пло. почти

два-

дцать

лет.

(егодвя

уже

есть

и опь|ть! и некоторь1е

разуп[нь|о

сообраэкения'

помогающие

понять

кое-что и3

происходя-

щего

в зоне

контакта.

Б предьтдущих

очерках о

них

напи-

сано.

8стес1венно

должон

возникнуть воцрос;

почеп(у

д!1сло-

кащии самоцроизвольно

воавикают в

месте контакта?

Бедъ

появл8ние

дислокаций

розетке

свявано с

увеличет1цем

энертии.

Фтвет:

пет' появление

этих.-дислокаций

не

свя3а-

но

увеличе}1ием

энергии' ибо

при

!одстройке

1'сче3ает

граница

ме}кду

крупинкой и кристалл01!1

или

ме1кду

кру-

пинкамй'

с ней и

принадле?кав|11ая

щанице

эт;ергпя.

3та

граничащая

энергия

как

бь: перецачивается

э|{ергию

дислокаций.

{вно

нообходимь|

соо6ражения о

т0м' цасколь!{о

розет-

ки сцекания

ва)кны

для

процесса спекания

целом.

|ада-

тельно

можпо

бь:ло

бьт

утверждать'

что

еслш в месте

кон-

такта

кр1{сталлических.

тел во3викают

напря:тсения,

обра-

ауютоя

дислокации'

то'

видип[о'

0то

дол)кно

проявить

себя

механи3ме шереноса

маосы' необходимого

для

спека11ия.

этой связи

следует вспомнить об оченъ интересттол1

работе

\4органа,

которая бьтла

им

вь]полнена после

дискус,-

сии.

(

помощью

электронного

микроскопа

е.му

уда.]|ось

::аблтодать,

тто

быотрое

уплотнение

контактирующих

по_

ро{ппинок

яачиттается

тогда'

когда в зоне кот1такта

вбзн;:-

кают

клубки

дислокации

своеобразньте

о6ъемпые

(розет-

к11

спекания'.

Б связи

вовможной

ролью

розеток

спекапия

увели-

чени]т

степе11и

дефектности

поро1пинок я хочу

рассказать

\2ь

об

однопл о|}ь1те'

шостав;|ет{ном

Ё. Ё.

Фвтаренко.

$ поверх_

пости монокристалла 0дш0вр€м€}тво

при11екались

две

идеп_

тичнь1е

сферитеские круцишки.

.Бокруг

кажсдой

из

ник

йразовывалась.

р&:ютт

спекания' 3,атем

одва крупинка

удаляласъ'

о6разещ

до]рго

въ!дорх{ивалоя

шри

Ёьтсокой

температу]е,

ттобьт

(отжечь)

д.ислокащион]{ую

отруктуру

роз€т0к.

Фка'залось'

что.розетка

вокруг

оставшей1я

кру_

пишнш

устойтива,

та'

центра

которой

крушинка

6ьтла

удале]{а'

око[ю исчозла'.

Результат

оппыта

о3пачает' что

дкслокащи0нша|я

структура

р03етки

обладает

повьтшенвой

термлттеской

устойтивоотью

о5стоятешьство'

в вь1сокой

степ€}1и

ва}1(ное

для

прФцеоса

вьтсокотемпоратуряого

сше_

кания

порп1ков'

Розетки

с|тека-нр{я

|{ФвФ€

поц1ятцо

в"

фивике

процосоа.

1!!!о:лпно надеяться

(и

ховется падеятьоя),

ито,

благодаря

0му многоо будет шо_новому

иоследовано

и понято по-но_

вому.

Бшрочем'

ун{е

и сейчас

их исследования

привели ко

мшогим ва}т{пьтм

ре3ультатам.

Фпьттьт профессора

[1!атта

3десь

ум&т$0]

расска3ать

и об ошьттах,

поставлоннь|х

[рездешоком

техг]/г1т0ском

униворситот0

профессороьг

8ернером }!]аттотд

сотрудниками.

Б их

опь|тах

и3учалось

шрипекание м0ш0'[ристальнь1х

тпариков

меди

медвоэ!

монокРистальвой

|п}|астинке.

8пеп:не

опьттъц

воставленнь!е

в вачале 70-х

годов'

выглядели так )ц,0'

как ш первьй

опыт

$утипского

конца

40-х

годов:

пластинка

меди'

на ней меднь:е

крупиЁки'

которь|е

в шроцеосё' йзотермитеского

от}|{ига

припекаются

пластип1{е.

Фиксируетея

те}[п,ература'

фиксируется

вр0мя'

и3}.1ен'яется

и и3меряется

дшаметр

круга'

по

которо_

му произоп|ло

пришекашие.

Берпер

[}1атт,

однако'

отли_

чие

от

}{унинского

эксшериментировал

не

поликристад-

лическ1тм}1

образщами'

а с мо

окристальшой

плас{инкой,

точно

3шая 0р1,{ентащию

ее овободной

поверхности'

и с

мошокристальнь1ми

!ттариками'

точно

3ная

ориевтацию

кр11сталлической

решетт{и

дацного

тпарика тто от||ошению

кршсталл]г[теской

решетко

пластинк'и.

к1очг*о 3ная)

два

пегко прои3носимьтх

коротких

@''Ф.

ва'

3а

ни}{и''0днако'

огромнътй окрупулевнътй

щуд

экспори_

1!|ентатора.

3кспериментатору

надле'1{ало

ошятъ

рентген0_

[оответотвутощую

илл1оотрацию

ом. ва втслейке.

|2с'

грамму

от

ка'кдого

1парика

ра3мором

окодо {00 мк и шо

виду

рентгенотраммь1

определить

ориентацию 1шарика

отпоситель}1о

г!лоскости.

|[осколъку

для

идент],{чно ориен_

тированпь1х

1шариков

цлощадь

круга

припекания

точ{|о

11е

воспрои3водилась'

профеосор

11|атт'

зь|уя{1двал 32Ё!Ёс)_.

мерцости

и3 статистических

данвь|х'

получе|1ньтх'в

опь|_

тах со

мцогими'ть1сячами 1шариков.

}1ужсна 6ьтла больш:ая

тщатель!{ооть и въ1сокая

тот1шость

1{аме!!юний,

для

того

чтобьт правда це

утонула

статистике.

Бьттует

молва об

исключитольной вемецкой

точности

и тщате.]1ьности.

опьттах п;:о,фвссора 1|!атта

я их

увцдел.воочш1о.

}{утинский

эксперим€]1тиро3ал'

с 1[оликристал]тичес1{и'

ми 1шариками.

,['ажсе

если

пекоторь1е

и3

исшоль3овавп1ихся

ими

цариков

и бьтди

м0покриста]1ьпыми'

оц об атом пичего

1{е

3пал'

,специадьво

атим

не иштересовался. }}'|[птенно

поэто'

му

его

даннь1м

следует

придавать смысд

ус}}юднеЁпь1х

|1о

всево3мо'квым

в5!ашмшым

0рд,ентащиям

1парикд и шластиц-

ки. Благодаря

,*!е о11}1]гам

[!|атта

удалось

выяснить'

что сущеотвует

:}авиоимость

шлощади 1{руга

|1рипекашия

от

вааимцой ориептации

1пар81ка и

п_тастияки.

оставив

дета][и

в стороне' сформулиру0м

гла3шь1й

ровулъгат

111атта:

чем боль:пе

степвд{ь кристаллогра

фитоского

н€ооотвотствия

м€ж(ду

р|шеткФй

пластинки

и 1шарика'

т€м пр!д

прочих

равпых

условшях

больлшим

оказь|ва€тоя шлощ€.дь

коштакт_

цого круга.

|4снерпь:ва}ощ€го

г|оним апия причшп

т аког-1

3 анон

о,]}[е

р-

ности

ш€т. |[ока

щет. 3адумьтвая'свод

ошьтть|,

професоор

1|!атт

предполагал'

что

во3мо)кная аависимость

площадп

1{онтакта от

ориептации

будет определяться

ориентациов-

пой зависимостью

поверхностной

эпергир]

мо1{окристаллов

меди. Фтепь

можсет

быть!

ла6оратории

Ёатта

специапьно былш

поставл€нь|

очень

тонкио

опытн,шо

шзученшю

дислокащионнь1х

ро30ток

[ело

в том' что

и в опь1тах

1![органа,

и в на1ших

крупиц'}6а'

припеченная

к пластив!(е'

отрывалась от нео.

3то

обст"оя*

тельство

всегда 6ьтло шрининой

пусть малых'

по все

)1с9

сомнений:

во во3никают

ли

дислокаци11

мо1{ент

отрьтва?

опытах

1]1атта

ата трудпоотъ бьтла

о6ойдева

прекрасп0:

поверх]1ооть образца,

н которой

припечено

мпо}}{еств0

1париков'

гальваниче0ки

покръ|валось

толсть1}{

слоем

!1еди'

укрепляющим

положевие

1шариков"

0тот

слой ш:еха'

нтт.теской

тплифовкой

делалоя

плоским'

а ватем

1{3м€Ё0'

(оответствутощую

иллюотрацию

см. ва

вклейт{е.

'!1

;

127

нием

г{олярностш в ват1не

гальва}1]1чес1{и

удалялся

вмесгс

:п!ийс!нойнь!йи1йарит*ами.

о[ь1тах бьтло

подтвер}кде{.]о

и наличие

ро3етки'

увеличение

1{х

ра3мера

увеличением

длителБности

г{рипекания.

|1о:калуй,

самьтй

краоивьй

ре.

вультат

эксшериментов

]11атта

состоит

в5 том'

тто'

благода_

ря

технике

послойяого

гальваничест{ого

стравливан|1я

!ша_

{|ийов,

удалось

наблюдать

скопление

дислокаций

не

тольтсо

на

плоскости

шщастинки'

но

и в объеме

!парит{а

в ни:1{_

-.,

ней

его части'

вблизи

от

контакта. 3тот

ре3ультат

ш кра_

&1а'Б; $. очень важен.

1|]атт

ц сотрудники

обнаружилш'

что в

области

зогтьт

контакта

гпарик

пдоская

шластинка

микротвердос.|.ь

пластин1{и оказьтвае1ся

существен11о

повь.1шённой,

почт]{

вдвое.3тот

факт

согласуется

дислоцированностью

облас_

ти и безусловно

дол}кен

учить1ваться

всеми

те}{и'

кто и3у_

иает

проблему

(конта1{т).

Бевотносительно

дальнейгшему

успеху

их

деятел!_

ности

йоэкно

утверждатБ'

что опь!там:п

профессора

[1!атта

начато

новое

паправление

физике

спе|{ания'

так

как

онш

дают

осцования

для

того, нтобы

в поисках

ответа

на

во{{-

рос

(почему!>

Ёаряду

с энергией

свободвьтх

повёрхпостей

поро1пинок

фАссматривать

энергш|о'

3аключецную

п.цос-

костй'

:коафакфа

мёжду ними,

для

того,'

ттобьт'

кромо

диффуЁйоиЁ'0го.,:|ереноса

массь1'

учить]вать

припци_

пиально возмоя1тЁЁ1й

перенос

массь|

воледств11е

пластиче_

окого течеЁи]т

1(рйоталла. Бедь

форм'ро,'"и"

р''.'й'

спекани,

ео|'ь следотвие шшеремещения

диолокаций

в шро_

цессе

шластического

течения.

}(онтакт,

6орйи$уемь:й

ветром

Бетер]ше

обьтчнь1й,

алектропнь!й'

тот,

которьтй

(дует)

в металле,

когда

чоре3

не}о проходит

ток

больтшой

шлотн(,_

о}и, которьтй, ко6дуваяБ

дислокацйи,

дей!тцует

на

них

некоторой оилой.

1(ила

Бта йожеф;оказаться]

совсем

не

ма_

пой,'

достаточной

для

того;

чтобьт

повлиять.г1а

движ{енио

диолокс!ций,

а:

:зт!авйт

-й

:Ёа]

:'формирование

конта1{та.

}1менно

это}|

смысло й

озс|гла1блёяочерк.?.к}{оитакт,

фор_

мируемь]и

ввтр0м'}.

.|:,."'-

Аля-

того

чфобЁт

]убеЁиться

Ёозможпосттт

влияпия

элокЁронного

вотра

на

формирбвави6

.ковтакта

меж(ду

крупинками

(или'крупинкой"

й плоскобтью),

н€обходимо,

оценить'силу д'в!

которой электро]тнь|й ветер

(дует)

на

дисдокацию

едтгничной

длипь1;

128

Ё'

{{1

коптавт!ть!й

поре!поеп

мож-

ду

двушя

прппек|п!мися

оФерамш

оппсп

алюмц!|ия

пооледователь|{ыо

стадиц

валечивания

цплп||дриче-

окого ка|{ала

в отокляв'

ном капшлляре

..!..

1,; ,..,:.....]..

!,!

!. | ,|:]',1. |.|

|,'|;'::;.11, |

цооледо8ательцшо

стадшц

вдакцх офер

3акав

2%0

|"";':,:|:[*]""|,':},..;|:

|'ш

'"-'1.;:}'

]

Ё ] |

{ж

]1обовыо

(о)

п тыльшыо

(б)

поверхпоотп

пор

! шовокрпсталло

:лоршотого

!|атрпя'

которыо

двцжутоя

[

8алочшваютоя

поло

тешцоР8турвого

гРд.

д|!опта

поолодо!атоль!ь|о

от!дш!

валвчп'аппя

пор!

раоцоло.

же||пь|х

А-на

диолокациц;

8-!

бездофоктной

чаоти

|{р]{_

ота]шта

][окалиаовацвая

доршстая

область

цроцоо0о

о|жшг!

!ас|цшряегод

дяолопац!овва'

ро8овпа'

о6равовавшаяоя

!рп вр!-

пекав8п шоталлпч€окого

!парппа

поворхцостп шо_

вокриоталла

припекаппо

шедвой

кру-

пппкп

'плаот|!пко

медп

(вворху

!!руппвка

сохране-

!1а' впиау

удале||а)

*1.!)*

|#|Ё|":

.ё

|1оследовательнь[е

стадии

развитшя д|!олокац!!опной

структурьт в

т{;о||такта

медвого

|парика и медного

}|опокриоталла

мут|1ъ!й крпоталл

хлористого

патрия

процеоое

отжига

просветдяется

(цод

криоталлош

расположена

сотка)

изме||е1|ие

диолокационной

структуры валотивающейоя

трещпнь!

3онъ:

припетсания в

обраацах'

гдо платиповая

проволока

раоположе!|а

между

двумя

нпколевь[шц

плаотипками

(с)

или шикелевая

проволока

ме'|{ду

платпповь1ш|!

пластш||ками

(б)

(труктура

ко'|тактпшх

о6ластей,

сфорширова:лпых

при

ваапмпош

при-

пвка!|ип

проволок

пиколя

'|{елеаа

роаультаге

диффуапонпого

перешо-

ще||пя

атомов

по поверхцоотш

структуры я(гутов

проволок

мед!{ая

центре'

никелевые

па

пориферии;

япкелевая

цоптре'

медные

на

периферии

(формировавпый

шв

ультрадиоперс'!шх

поро!ц!!!|ок

криоталлик'

ограцп-

че::::ый

отторгцутой

пуототой

последователь||ооть

кпнопадров'

пл_

люсц'ирующпх

{1с]1ож!|ь!й}

моха-

пиам спекания

структурь|

лобовь|х

(.)

и ть'льнь1х

(б)

поверхпоотей пор

не отл||чают-

оя

том олучае'

когда порь| аале-

чивак)тся

шрц постоянной

томпера_

туре

Фбразование

беопористьтх корок пр!!

опеканши

кору||да

3адану о 33а}1моде,!0тв!1и меж{ду

эле1{тро11ами ш

д1тспо-

1(ацией

теорефик]

ре1шают'

шоль3уя1оь 0ло}т{нь1м ароеналоц

средств теоретической

физиктт.

1\{ът же,

упрощая

реаль1{у{о

ситуацию'

сочтем'

что

в меха11и3ме

рассеяншя

электронов

{!\тт1ия

дислокацш[1

едш]1ичной

длинь1

вектором Бюргерса

эквивадент!{а

пластшночке

1шшриной'& см !т

дл]4}1о,|

в 1 см,

т'

е.

площадью

,9:& с}12. такое

при6лижсеттие 1]риходит

г0лову

1'1 1{а}кется

разуш{нъ1м:

на

расстоян1111

хь

от плоско-

стш с11оль)ке1{|1я

атоп{ь1 в

кр11стадде

(забь1ва]от.)

том'

что в т1е1\.1

содер}т{атся

дислокаци11.

||ришлем

такн{ё'

{?Ф

1ч1

электронь1.

которь10

сталкшваются

с пдастинкой'

подме11я1о-

щей

дислокацшю'

будут

полность1о

передавать

о]?

ип!11ульс?

т.

е. ока3ь1вать

на пласт1,1нку

давленше

Р,:

Р,|3:

Р,,||э'

}1:'атс,

Р-,:0Р', ,1}" следователь11о'

1]1а}1

яу']{но теперь

оцет1!1ть

[аБл€п11€

Р6, кот0рое ока3ь1ва1от

дв!1'+(ущи8ся

электронь| в металле

на г1оверхность

непроницае\{ой

д.ш'1

1{1{х шласт11н!{и. шоли

пос,]]едпей

фразо

сдо]]о

(электро_

}1ь!)

3а^|енить

словап1ш

(молекуль1

1|деальшого

!'а:}а),

делат'ь

это ш{ож{но на

том ост{овании'

что !1 электро11ь}

}'еталле'

и молекуль1 в

тддеаль]1ом

га3е

свободнь!'

то йь|

сра3у

}1{е шоймем:

ре1шить

эту 3адачу элементар11о

прост0'

ре!ше]{а

она. пра|{тичеаки

в любом

у11ебпи[{е физики,

вкл1очая

ш[кольнь]й.

14нтересующая нао в0личи]1а

Р, есть

прои3ведение' чшсла

ударов

п'

эле:*тронов'

т{р[тходящихся

*та

1 спд' оте11!{и

3а 1 с' на величину

импульса

Р'

шереда-

вае[1ого э.1]ектрбном

отен1{е. Бсли в единице

об'ьепла п сво'

бодньтх алектронов'

гдвих{утся

опи

стен1{е со скоростью'

у' то

п|:20, и''

таким

образом,

Р":.пор,

р9:ьп0р.'

?ак

как в

соответствп\1

о 3аконом

Фма т:.гтот'ност|,

тока

1:пе|, то о|{оячатсль]10

мо}к!1о 3аг'!|сать

л,

/'!'

{{'1так,

форл1ула

0сть. Фца

отца:+алась практи!]ески

тако;'1

ц(е' 1{акую

получ[1ли

физики-теоретик!{,

и'

сд0доват9!1}>[{(),

па1ше

ушрощен'{е

реально}]

ситуа.1{!!и

||е

уве]|о

пас

дадеко

от ]|равдь|.

т*,*р,,

глядя

на

форштулу,

ша/{0

'г|0нять'

какой

мо1}с;

сттла Р" ш1ож(ет

повлйять

на оудьбу

дисло]{ащии'

}1у'лтше

3адать

вошрос

другой

формулировке:

'1{а1{'ой.

дод}||1{а'

бьтт'ь

сила

Р, \1.[\$,

в ко!1ечноп{

с|1ете'

г|лот}1ость

то1{а

']}

..гтобьт

эле1{троннь1й

ветер

1\{ог

3амет1{о

повлиять

11а

;1в}1ш{е_

,'{

;

н.

0. 1'егу3ин

129

пие

дислокаци[{?

Бстественно

предполо}к!1ть'

что

для

этого

напряж{е1{ие

о':Р'| 6,

со3давае1\{ое

с:длой Р,

в6ллзтт

дисло-

наци11'

дол}кно

бьтть того

}ке

порядка'

!1то

механ||ческое

напря}ке11т1е

о', необход11}[ое

для

с}|ещения

дислокации

места.

["пя

этого

необход1ипта

шлотность тока'

с.т1едующая

113

предь1дущей

форплульт

[.е

!',-

-_!_

0р

Бсо

велтт.ттл1{ь|'

входящтте

фор*лу.11у'

мож{но

за]1п{ствоват;=]

п?

сп-равочников:

е:4,&

10_10

г1ь

смл'|,|с-1,

р:10-',

г.сшт/с,

о'., 10?

дтлн/ом".

9тттл

определятот

вел1.1чину

7-5.10'*

''/'|

(9м'/'.о2)'

что в

един11цах

(}4

соответствует

плотттост!г

тотса

}о.

10'А/сшт'.

!гтфра

}!астолько

впечатляющ&[,

с119

"'_

чется

про1]3нест11

ее

вслух:

десять

}{илл|1оцов

ампер 11а

тсвадратньтй

сагттттметр!

|{ртт татсой

оцент(е

тока

экспер11-

]\,1ет1татора

могут

опуст1!ться

р|уктт

гт шсче3нуть

надеь.да

обнару:кить

ьлияние

электро|{г]ого

ветра

на

дислокацшт:т.

Фказалось,

однако'

ито

эффект

обнаруживается

очень

прость|х

опь|тах.

Бпротем,

(ока3алось)

не

с лорвой

попь1г_

ки'

а ли1ць

чере3

трицадцать

лет после

того'

как

эффект

оьтл

предска3ав

теоретика

ми.

Расотсажсу

об

опьгтах, в т{оторь1х

бь:л

обпару;кен

эффект

увлечепия дислокаций

але!{троннь1м

ветром.

[ли, инь:ми

словами'

формирование

контакта

ветром.

3ти

ошь:ть{

дей_

ствительно

оче|1ь прость|.

Бгтачале

ме)кду

двумя

меднь!ми

пласти!{камш

зажимался

йоьтокристальньгй

шарик

меди

радиуса

Р:2.10-'см

слегка

сдавливался.

Результат

такого

опь1та

предопределен:

}1а

двух

полюсах

1парика'

в местах

|,|х

соприкосновения

пластинками,

образовь!ва-

лись

одинаковь|0_

кругль1о

контакт!1ь|е

площадки.

!!{х

ра-

диус

бьтл х:5.70-ц

см.

||онятно'

тточему

во3}1икали

пло-

щадки:

вещество

!шарика

в виде

участков

атомнь1х

пло_

скостей

вдавл'1валось

в его

о6ъем одшт1аково

на

двух

полюсах'

где

все

шроисходшшло

симметри.тно.

.}[егко

понять'

что

коптур вдавливаемь!х

плоскостей

есть

замкт1утая

д1{слокационная

лиг:ия.

[ля

того

чтобьг

шослед}!|о!о

фразу

понять

отчетливее'

поглядим

!{а

рисут|ок'

на которош{

схе_

[{атпчески

изображетло

во3нпкг[овение

дислокацио1{но'-1

|гетлп

при вдавливат{ии

кристалл

части

его вещества.

?ешерь'

опь]т

можно

усло}т{ншть'

шропуская

во

время

сжатця

чере3

!шарик

постояшньтй

ток

?ак

как

площа]1ь

]{от]такта

!шарик_плоскость

мала

(,9э:па?-$.{[_?

ом2),

то

для

получет]ця

г|лотности

тока

"/'э,

\0,

А|см,

|1у}к}то

130

'о'

-п-

{_ь

х-_-------:_

Фотографши пол1ооов

[парика! в

!(отором

д1|слокац||!'

иопь|ть1вали

дейотвие

але!{тронвого

ветра

через

образец

пропуотить

не тат+ой

у:к

большлой

ток: 7:

:../'5с.

А. в

таком опь1те ока3ь|ваотоя'

что на

проти'

вополо'1{нь1х

шолюсах

!шар,1ка контакт11ыо

площадки !1ме_

ют

разнь1е радиусь1:

б6льтлше

на

том

полюсе'

г!{е

двт'{же'

!1ше

диолокаций.

при

сжат11и

|шарика и

направление тока

совпадают'

мень]пе

там'

где от'и

направлет1ь]

противо_

полож{шо.

Резу:льтат

качественно

ясен:

в первом

случае

(ветер)

попутпьтй,

оп

ускоряет

дви}кение дислокаций

от

шолюса

шо

т1апправлеЁию

центру

1шарика'

а во

втором

(ветер)

нацравлен

противополож{}|о

дви}кению

д11слока-

ций

и,

следовательно'

тормо3]тт

это

движение.

0ффект

наблюдался

эксперп}1ентально.

Аз опь1тов'

шроводив1шихся

при

разнь]х

то.ках'

эксцериментаторь1

су-

п1ели

определить

отно|пение

о'!р=3'19еь.

см-''о-',

что

со_

ответствует

разумнь1м

значениям

& 6"

которь1о

приве-

день]

вь1]пе.

[['1так,

отерк

мож(но

3авер1шить'

влияние электронного

ветра

на

формирование

контакта

и предсказано

и обнару-

жево.

Б отередвой

ра3

мы

вотречались

с новь[ми ответами

на

вошроо

((почему?)'

и на

вопрос

((как?).

5{ {31

|_к