| 11652078 12288 3054 948 1одвижность дислокаций становится заметной лишь при достаточно больших темп-pax, а при умеренных - ковалентные кристаллы непластичны. В металлич. и ионных кристаллах барьер для перемещения дислокации в 103-104 раз меньше энергии связи и исчезает при напряжениях 10-3-10-4 G (где G - модуль сдвига); при таких напряжениях движение дислокаций не нуждается в тепловой активации и их подвижность слабо зависит от температуры. Сопротивление движению дислокаций в совершенной кристаллической решётке пренебрежимо мало, чем обусловлена высокая П. ионных и металлических кристаллов.
В реальных кристаллах имеются различные дефекты (точечные дефекты, примесные атомы, дислокации, частицы других фаз), и сопротивление скольжению зависит от взаимодействия движущихся дислокаций с этими дефектами. В беспримесных пластич. кристаллах меж-дислокац. взаимодействие является основным. Часть сопротивления скольжению, связанная с непосредств. столкновением дислокаций, может быть уменьшена за счёт тепловой активации, однако преобладающая часть обусловлена дальнедействующим взаимодействием дислокаций через собств. поля напряжений, к-рые они вокруг себя создают, и почти не зависит от темп-ры. В результате взаимодействия друг с другом дислокации тормозятся и останавливаются, поэтому для протекания деформации с постоянной скоростью необходимо непрерывное рождение новых дислокаций. Это приводит к постоянному увеличению плотности дислокаций в кристалле, к-рая достигает 1011-1012 см-2; соответственно растёт их взаимное сопротивление скольжению - происходит деформац. упрочнение, или наклёп кристалла.
Развитие междислокац. взаимодействия отражает диаграмма "напряжение - деформация" (рис. 5), к-рая в типичных случаях обнаруживает 3 характерных участка, отвечающих трём основным стадиям эволюции дислокац. структуры.
[1946-11.jpg]
Рис. 5. Диаграмма "напряжение -деформация" для монокристалла цинка.
На стадии I (стадия лёгкого скольжения) плотность дислокаций относительно невелика, каждая дислокация до остановки успевает пройти расстояние, сопоставимое с размером всего кристалла, и значительная часть дислокаций выходит на поверхность кристалла. Сопротивление скольжению обусловлено взаимодействием отдельных дислокаций, плотность к-рых возрастает с деформацией относительно медленно, поэтому коэфф. упрочнения здесь мал (~ 10-3 G). С увеличением степени деформации и ростом плотности дислокаций их распределение становится существенно неоднородным: дислокации образуют компактные скопления в плоскостях скольжения (стадия II). Поля напряжений от этих скоплений, в свою очередь, являются причиной побочной пластич. деформации. Эта локальная, различным образом направленная деформация может не проявляться в общем формоизменении кристалла, но увеличивает плотность дислокаций в результате появления дислокаций во вторичных системах скольжения. Взаимодействие дислокаций основной и вторичных систем приводит к образованию дислокационных сгущений и формированию дислокац. ячеистой структуры (риc. 6). На протяжении всей стадии II характер дислокац. структуры сохраняется, уменьшается только размер ячеек; коэфф. упрочнения ~ 10-2 G. С дальнейшим увеличением плотности дислокаций происходит "выдавливание" части дислокаций из плоскостей скольжения, в к-рых они были расположены; при этом дислокации противоположных знаков встречаются и аннигилируют. Происходит разрядка дислокац. плотности, сопровождающаяся падением коэфф. упрочнения (стадия III). Параллельно начинаются процессы нарушения сплошности (образование микротрещин), к-рые приводят в конечном итоге к разрушению кристалла, определяющему макс. достижимую величину пластич. деформации (см. Прочность).
[1946-12.jpg]
Рис. 6. Схема расположения дислокаций на стадии II пластической деформации,
При высоких темп-pax дислокац. механизм П. сочетается с диффузионным и самодиффузионным. В кристаллах с примесями релаксация напряжений у дислокаций или дислокац. скоплений может осуществляться в результате перераспределения примесных атомов. Вокруг дислокаций образуются примесные "атмосферы" и дислокац. П. падает (деформац. старение). Поэтому удаление примесей обычно повышает П. С другой стороны, дислокации являются эффективными стоками и источниками вакансий и междоузельных атомов. Рождение или аннигиляция этих дефектов приводят к достройке или сокращению обрывающихся на дислокациях неполных атомных плоскостей и, следовательно, "переползанию" дислокаций из своей плоскости скольжения. Потоки точечных дефектов между дислокациями разного знака приводят к самодиффузионной пластической деформации, а вызванное этими потоками переползание дислокаций позволяет им обойти препятствия, лежащие в плоскости скольжения. Путь скольжения, пройденный каждой дислокацией в условиях высокотемпературной деформации, увеличивается (по сравнению с обычными темп-рами, когда диффузионная подвижность мала). Процессы разрядки дислокац. плотности вследствие взаимной аннигиляции дислокаций протекают более интенсивно, деформационное упрочнение падает и деформация развивается при постоянной нагрузке (ползучесть).
Двойникование. Этот механизм связан с деформацией элементарной ячейки кристалла, приводящей к изменению ориентировки части кристалла относительно действующих сил (см. также Двойникование). Переориентированная часть кристалла претерпевает относительно исходного кристалла двойниковый сдвиг, величина к-рого определяется симметрией кристаллич. решётки. В реальных условиях развитие деформации происходит путём зарождения и распространения в исходном кристалле прослоек двойниковой компоненты. Если двойниковая прослойка заканчивается внутри кристалла, у её концов возникают поля напряжений; взаимодействие двойников приводит к деформационному упрочнению. В нек-рых кристаллах, напр. кальците, Двойникование - основной механизм пластической деформации, но обычно Двойникование развивается преимущественно при низких темп-pax, когда скольжение затруднено и создаются условия для локальной концентрации напряжений, необходимой для зарождения двойников.
П. вследствие протекания фазового превращения. Необратимое изменение формы может быть также результатом образования под нагрузкой новой фазы, имеющей иную кристаллич. решётку, чем исходный кристалл. При этом исходная фаза должна быть метастабильна (см. Метастабилъное состояние) по отношению к образующейся, по крайней мере при действии механич. напряжений. Поскольку относит. стабильность зависит также от темп-ры, П. в этом случае существенно зависит от темп-ры деформирования по отношению к темп-ре равновесия фаз. В определённых случаях, уменьшая стабильность образовавшейся под нагрузкой фазы за счёт изменения темп-ры, можно уничтожить полученную при превращении деформацию: кристалл возвращается к исходной форме ("эффект памяти").
В поликристаллах действие рассмотренных механизмов пластич. деформации внутри зёрен осложнено взаимодействием между зёрнами. Деформация поликристалла есть суммарный результат деформации во многих различно ориентированных относительно нагрузок и находящихся в различных условиях зёрен. Поэтому развитие деформации не имеет чётко выраженного стадийного характера, как деформации монокристаллов (рис. 5). Межзёренные границы препятствуют распространению дислокаций и, как правило, упрочняют кристаллич. тела при низких темп-рах. Наоборот, при высоких темп-pax наличие границ, являющихся источниками или стоками дефектов, повышает П. Сочетание дислокац. и самодиффузионной деформаций в приграничных областях приводит к их высокой П., проявляющейся в специфич. механизме высокотемпературной деформации поликристаллов - "проскальзывании" по границам зёрен. Перемещение зёрен друг относительно друга происходит подобно движению частиц в сыпучих материалах и в нек-рых случаях обеспечивает деформацию до 1000% ("сверхпластичность"). Высокая П. может достигаться также, если в ходе деформирования успевает проходить рекристаллизация, приводящая к удалению наиболее искажённых и, следовательно, наименее пластичных зёрен, к-рые поглощаются растущими зёрнами с более совершенной структурой. Постоянное восстановление П. за счёт рекристаллизации широко используется на практике при горячей обработке металлов.
П. простых аморфных тел связана с диффузионными перегруппировками атомов и молекул. П. ряда веществ связана с передвижением недеформирующихся твёрдых частиц друг относительно друга в нек-рой вязкой среде. К такого рода явлениям можно отнести П. глин, сыпучих тел, смоченных водой, и т. п.
Изучение П. представляет большой практич. интерес, т. к. делает возможным рациональный выбор технич. материалов, к П. к-рых обычно предъявляется целый комплекс требований как при обработке, так и при эксплуатации их в различных условиях. Изучением различных аспектов П. занимается ряд физико-математич. и теоретич. дисциплин: физика твёрдого тела (в частности, теория дислокаций) исследует микроскопич. механизмы П., механика сплошных сред (теории пластичности и ползучести) рассматривает П. тел, абстрагируясь от их атомно-кристаллич. структуры, сопротивление материалов и др.
Лит.: Фридель Ж., Дислокации [кристаллов], пер. с англ., М., 1967; Физика деформационного упрочнения монокристаллов, К., 1972; Набарро Ф. Р., Базинский 3. С., Холт Д. Б., Пластичность монокристаллов, пер. с англ., М., 1967; Хоникомб Р., Пластическая деформация металлов, пер. с англ., М., 1972.
А. Л. Ройтбурд.
ПЛАСТИЧНОСТЬ (пластика) в искусстве, качество, присущее скульптуре, художеств. выразительность объёмной формы. Исходное значение многозначного термина "П." - эмоциональность, художеств. цельность и образная убедительность лепки объёма в скульптуре, гармонич. соотношение выразительности моделировки и ощущения весомости, внутр. наполненности формы.
Слово имеет и более широкое значение и относится к выразительности объёмной формы во всех искусствах пластических - архитектуре, живописи, графике, декоративно-прикладном иск-ве, т. е. П. связывается как с изображением объёма на плоскости, так и с созданием реального неизобразительного объёма. В самом широком значении П.- скульптурность, выпуклость, отчётливость (в т. ч. в поэзии, музыке, лит. изложении) и вообще гармонич. единство образа, наглядное, ощутимое явление прекрасного. В движении, танце П.- изящество, плавность, сходные со скульптурой. Применительно к произв. иск-ва термин употребляется и в его физич. значении, обозначая способность материала принимать др. форму под давлением и сохранять её (напр., П. мягких скульпт. материалов - глины, воска, пластилина; П. мазков, фактуры масляной краски).
Лит.: Кантор a., Пластичность, "Творчество", 1973, № 9; Hetzer Th., Vom Plastischen in der Malefei. в его кн.: Aufsatze und Vortrage, [Bd] 2, Lpz., [1957], S. 131 - 69. А. М. Кантор.
ПЛАСТИЧНОСТЬ в физиологии, способность клеток и органов животных и растений менять в известных пределах свои свойства в зависимости от условий их функционирования. Так, говорят о П. центр. нервной системы, проявляющейся, напр., в её функциональных перестройках, компенсирующих потерю той или иной части вещества мозга, о П. синапсов и т. п.
ПЛАСТИЧНЫЕ СМАЗКИ, консистентные смазки, смазочные материалы, проявляющие в зависимости от нагрузки свойства жидкости или твёрдого тела. При малых нагрузках они сохраняют свою форму, не стекают с вертикальных поверхностей и удерживаются в негерметизированных узлах трения. П. с. состоят из жидкого масла, твёрдого загустителя, присадок и добавок. Частицы загустителя в составе П. с., имеющие коллоидные размеры, образуют структурный каркас, в ячейках которого удерживается дисперсионная среда (масло). Благодаря этому П. с. начинают деформироваться подобно аномально-вязкой жидкости только при нагрузках, превышающих предел прочности П. с. (обычно 0,1-2 кн/м2, или 1-20 гс/см2). Сразу после прекращения деформирования связи структурного каркаса восстанавливаются и смазка вновь приобретает свойства твёрдого тела. Это позволяет упростить конструкцию и снизить вес узлов трения, предотвращает загрязнение окружающей среды. Сроки смены П. с. больше, чем смазочных материалов. В современных механизмах П. с. часто не меняют в течение всего срока их службы. Пром-сть С |
