Hampurilaiset vektori - Burgers vector

In materiaalitieteessä , hampurilaiset vektori , joka on nimetty hollantilainen fyysikko Jan hampurilaiset , on vektori , mitä kutsutaan usein b , joka edustaa suuruus ja suunta hilan vääristymän johtuvat sijoiltaan on kidehilassa .

Hampurilaisvektori reunansiirtymässä (vasemmalla) ja ruuvinsiirtymässä (oikealla). Reunansiirtymä voidaan kuvitella sellaisen puolitason (harmaat laatikot) käyttöönotoksi, joka ei sovi kristallisymmetriaan. Ruuvin irtoaminen voidaan kuvitella leikkaus- ja leikkaustoiminnoksi puolitasoa pitkin.

Vektorin suuruus ja suunta ymmärretään parhaiten, kun dislokaatiota sisältävä kiderakenne visualisoidaan ensin ilman dislokaatiota, toisin sanoen täydellistä kristallirakennetta. Tässä täydellisessä kristallirakenteessa piirretään suorakulmio, jonka pituudet ja leveydet ovat "a": n ( solun yksikön reunan pituus) kokonaislukukerroksia ja joka kattaa alkuperäisen siirtymän alkuperän. Kun tämä kattava suorakulmio on piirretty, voidaan sijoittelu toteuttaa. Tällä sijoiltaan tulee muodonmuutos, paitsi täydellinen kristallirakenne, myös suorakulmio. Mainitun suorakulmion toinen sivu voisi olla irrotettuna kohtisuorasta sivusta, mikä katkaisi suorakulmion pituus- ja leveysviivasegmenttien yhteyden yhdestä suorakulmion kulmasta ja syrjäyttäisi kunkin viivasegmentin toisistaan. Aikaisemmin suorakulmio ennen sijoittelun käyttöönottoa on nyt avoin geometrinen kuvio, jonka aukko määrittää Burgers-vektorin suunnan ja suuruuden. Tarkemmin sanottuna aukon leveys määrää Burgers-vektorin suuruuden, ja kun joukko kiinteitä koordinaatteja otetaan käyttöön, voidaan määritellä kulma irrotetun suorakulmion pituussuuntaisen segmentin ja leveysviivan segmentin välillä.

Kun lasketaan Burgers-vektori käytännössä, voidaan piirtää suorakulmainen vastapäivään piiri aloituspisteestä ympäröimään dislokaatio (katso yllä oleva kuva). Burgers-vektori on piiri, joka täydentää piirin, ts. Piirin päästä alkuun.

Vektorin suunta riippuu dislokaatiotasosta, joka on yleensä yhdellä lähinnä pakatusta kristallografisesta tasosta. Suuruus esitetään yleensä yhtälöllä (vain BCC- ja FCC-ristikoille):

missä a on kiteen yksikkö solun reunan pituus, || b || on Burgers-vektorin suuruus ja h , k ja l ovat Burgers-vektorin komponentteja, b = , ja kerroin a / 2 johtuu siitä, että BCC- ja FCC-hiloissa lyhyimmät hilavektorit voisivat olla ilmaistuja . Vertailun vuoksi yksinkertaisilla kuutio hiloilla b = ja siten suuruus on esitetty

Useimmissa metallimateriaaleissa hampurilaisvektorin dislokaatio on suuruudeltaan yhtä suuri kuin materiaalin atomien välinen etäisyys, koska yksi dislokaatio kompensoi kidehilan yhdellä läheisesti pakatulla kristallografisella etäisyysyksiköllä.

In reuna dislokaatiot , hampurilaiset vektori ja sijoiltaan linja ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden. In ruuvi sijoiltaan , ne ovat yhdensuuntaisia.

Burgers-vektori on merkittävä määritettäessä materiaalin myötölujuutta vaikuttamalla liuenneen aineen kovettumiseen , saostuskovettumiseen ja työn kovettumiseen . Burgers-vektorilla on tärkeä rooli siirtymisviivan suunnan määrittämisessä.

Katso myös

Viitteet

  1. ^ Callister, William D. Jr. "Materiaalitekniikan ja tekniikan perusteet", John Wiley & Sons , Inc. Danvers, MA. (2005) /
  2. ^ "Hampurilaisvektori, b" . www.princeton.edu .
  3. ^ Kittel, Charles, " Johdatus kiinteän olomuodon fysiikkaan ", 7. painos, John Wiley & Sons , Inc, (1996), s. 592–593.

Ulkoiset linkit