В нелегированном уране независимо от способа термообработки как при сжатии, так и при растяжении наблюдали сильную АЭ с уровнем (среднеквадратичным значением), превышавшим в 20 раз уровень АЭ при деформировании сплава алюминия в тех же условиях. Значительная АЭ возникала при очень малых напряжениях в области макроскопически упругих деформаций. В области начала пластического течения наблюдали максимум уровня АЭ. Различия АЭ при деформировании вдоль и поперек направления прокатки оказались незначительными.
Термообработка и вид деформации существенно влияли на активность АЭ, которая имела более высокий уровень с большим разбросом его от образца к образцу при растяжении. Максимальный уровень АЭ был выше и лучше воспроизводился для отожженных образцов, причем в этом случае он наблюдался при меньших пластических деформациях.
Существенный вклад в АЭ при пластическом деформировании материалов вносит динамика дислокаций, хотя основная часть энергии, связанной с ней, превращается в тепло при взаимодействии дислокаций с термическими фононами. Согласно оценкам, на излучение упругих волн расходуется около 1% энергии пластической деформации, обусловленной дислокационными механизмами. Энергия, выделяемая при отдельном акте рождения, перемещения или исчезновения дислокации, настолько мала, что не может быть зарегистрирована АЭ-аппаратурой. Однако коллективные процессы, когда в одной и той же стадии развития находятся тысячи дислокаций, могут дать когерентные упругие волны, сумма которых и воспринимается как отдельный акт АЭ. Если проследить отдельные стадии жизни дислокации, то можно установить следующие источники дислокационной АЭ.
• Размножение дислокаций. Периодическое возбуждение источников Франка-Рида приводит к генерации упругих волн. Это естественно, поскольку возникновение каждой новой дислокационной петли есть элементарный скачкообразный пластический сдвиг с изменением упругого поля дислокации. Возникновение АЭ по механизму Франка-Рида подтверждает установленный факт, что скорость счета АЭ пропорциональна обратной величине среднего значения длин источников Франка-Рида.
• Отрыв дислокаций и их скоплений от точек закрепления.
• . Движение дислокаций. В процессе движения дислокаций возможны различные механизмы излучения упругой энергии. При скольжении дислокация периодически преодолевает потенциальные барьеры, связанные с отдельными атомными плоскостями (барьеры Пайерлса). После преодоления барьера дислокация ускоряется полем внешних напряжений, излучая упругие волны.
• Взаимодействие дислокаций с препятствиями. При торможении дислокации препятствиями (примесными атомами, другими дислокациями, границами зерен и т.п.) происходит резкая перестройка упругого поля дислокации, в результате чего поле как бы отрывается от неё и распространяется в среде. По аналогии с излучением электромагнитной энергии, замедляющейся заряженной частицей, такое акустическое излучение иногда называют переходным.
• Гибель дислокаций. К исчезновению дислокаций приводят аннигиляция двух дислокаций противоположного знака при их взаимодействии и выход дислокации на поверхность кристалла. Исчезновение упругого поля дислокации при этих процессах порождает упругую волну.
Во всех рассмотренных механизмах участвуют только движущиеся дислокации, наличие неподвижных дислокаций не проявляет себя, по крайней мере, в явном виде.
Прямое доказательство существования дислокационного механизма АЭ - ее возникновение при пластическом деформировании монокристаллов. Оценка степени деформации, возникающей при единичном акте скольжения, дает e»10-11, в то время как деформация, приходящаяся на один регистрируемый импульс АЭ, составляет 10-7…10-6. Таким образом, в событии, создающем один регистрируемый АЭ-импульс, участвует 10-7…10-6 дислокаций, энергия отдельного события - 10-15…10-14 Дж. Подобные соотношения характерны для механизмов лавинного типа, когда в одновременное кооперированное движение вовлекается большое число дислокаций. Достоверность полученных оценок недостаточна из-за неполного описания условия экспериментов, характеристик примененной аппаратуры, методики регистрации и обработки результатов измерений.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.