Η βασική διαφορά μεταξύ ερπυσμού εξάρθρωσης και ερπυσμού διάχυσης είναι ότι ο ερπυσμός εξάρθρωσης είναι η κίνηση των εξαρθρώσεων μέσω της κρυσταλλικής δομής ενός υλικού, ενώ ο ερπυσμός διάχυσης είναι η διάχυση των κενών θέσεων μέσω του κρυσταλλικού πλέγματος.
Μια παραμόρφωση στη φυσική χημεία αναφέρεται στον μετασχηματισμό της συνεχούς μηχανικής ενός σώματος από δομή αναφοράς σε τρέχουσα δομή.
Τι είναι το Dislocation Creep;
Ο ερπυσμός εξάρθρωσης είναι ένας τύπος μηχανισμού παραμόρφωσης σε κρυσταλλικά υλικά που περιλαμβάνει την κίνηση των εξαρθρώσεων μέσω του κρυσταλλικού πλέγματος του υλικού. Αυτός είναι ο μηχανισμός αντίθετος από αυτόν του ερπυσμού διάχυσης. Ο ερπυσμός της εξάρθρωσης προκαλεί την πλαστική παραμόρφωση μεμονωμένων κρυστάλλων, επομένως, το ίδιο το υλικό.
Αυτός ο τύπος παραμόρφωσης είναι πολύ ευαίσθητος στη διαφορική τάση στο υλικό. Για παράδειγμα, σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, ο ερπυσμός της εξάρθρωσης είναι ο κυρίαρχος μηχανισμός παραμόρφωσης στα περισσότερα κρυσταλλικά υλικά.
Εικόνα 01: Ένα ερπυσμό εξάρθρωσης άκρων σε ένα διάγραμμα
Η εξάρθρωση ερπυσμού στους κρυστάλλους λαμβάνει χώρα λόγω της κίνησης των εξαρθρώσεων σε όλο το κρυσταλλικό πλέγμα. Όταν μια εξάρθρωση κινείται μέσα από τον κρύσταλλο, ένα μέρος του κρυστάλλου τείνει να μετατοπιστεί κατά ένα σημείο πλέγματος κατά μήκος ενός επιπέδου (που συμβαίνει σε σχέση με τον υπόλοιπο κρύσταλλο). Το επίπεδο με το οποίο διαχωρίζονται οι μετατοπισμένες και μη μετατοπισμένες περιοχές ονομάζεται επίπεδο ολίσθησης. Για να επιτραπεί αυτή η κίνηση, όλοι οι ιοντικοί χημικοί δεσμοί κατά μήκος του επιπέδου ολίσθησης πρέπει να σπάσουν αμέσως. Επιπλέον, αυτό το σπάσιμο του δεσμού απαιτεί τόση πολλή ενέργεια, θεωρητικά, για να καταστεί δυνατή η πραγματοποίηση του ερπυσμού της εξάρθρωσης. Υποθέτοντας ότι η κίνηση γίνεται σταδιακά, το σπάσιμο του δεσμού ακολουθείται αμέσως από έναν νέο δεσμό που δημιουργείται σε χαμηλό ενεργειακό επίπεδο.
Λόγω της σταδιακής κίνησης μιας εξάρθρωσης μέσω ενός κρυσταλλικού πλέγματος, είναι δυνατό να δημιουργηθεί ένα ελάττωμα γραμμικού πλέγματος μεταξύ των τμημάτων του κρυσταλλικού πλέγματος. Υπάρχουν δύο τύποι ερπυσμού εξάρθρωσης που ονομάζονται εξαρθρήματα ακμών και βιδών. Σε ένα ερπυσμό εξάρθρωσης άκρων, σχηματίζεται η άκρη ενός επιπλέον στρώματος ατόμων μέσα στο κρυσταλλικό πλέγμα. Στο ερπυσμό της εξάρθρωσης βίδας, σχηματίζει μια γραμμή κατά μήκος της οποίας το κρυσταλλικό πλέγμα πηδά ένα σημείο πλέγματος.
Τι είναι το Diffusion Creep;
Ο ερπυσμός διάχυσης είναι ένας τύπος μηχανισμού παραμόρφωσης σε κρυσταλλικά υλικά όπου λαμβάνει χώρα η διάχυση των κενών κενών μέσω του κρυσταλλικού πλέγματος. Αυτή η τεχνική παραμόρφωσης προκαλεί πλαστική παραμόρφωση αντί για εύθραυστη αστοχία του υλικού.
Αυτός ο τύπος παραμόρφωσης είναι συγκριτικά πιο ευαίσθητος στη θερμοκρασία από άλλους τύπους παραμορφώσεων που λαμβάνουν χώρα σε κρυσταλλικά πλέγματα. Ο ερπυσμός διάχυσης λαμβάνει χώρα συνήθως σε υψηλές ομόλογες θερμοκρασίες. Περαιτέρω, ο ερπυσμός διάχυσης προκαλεί τη μετανάστευση κρυσταλλικών ελαττωμάτων μέσω του κρυσταλλικού πλέγματος με τρόπο που όταν ένας κρύσταλλος υφίσταται μεγαλύτερο βαθμό συμπίεσης προς μία κατεύθυνση σε σύγκριση με άλλη κατεύθυνση. Εκεί, η μετανάστευση των ελαττωμάτων συμβαίνει προς τις κρυσταλλικές επιφάνειες κατά την κατεύθυνση της συμπίεσης. Αυτό προκαλεί μια καθαρή μεταφορά μάζας που προκαλεί τη βράχυνση του κρυστάλλου προς την κατεύθυνση όπου λαμβάνει χώρα η μέγιστη συμπίεση.
Τυπικά, οι κρύσταλλοι δεν είναι τέλειοι σε μικροκλίμακα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ορισμένες θέσεις ατόμων σε αυτό το κρυσταλλικό πλέγμα καταλαμβάνονται από σημειακά ελαττώματα, σωματίδια ή κενά. Αυτές οι κενές θέσεις μπορούν να θεωρηθούν ως χημικά είδη που μπορούν να αντιμετωπιστούν χρησιμοποιώντας ισορροπίες ετερογενούς φάσης. Σε αυτό το φαινόμενο, ο αριθμός των κενών θέσεων επηρεάζεται από τον αριθμό των χημικών ακαθαρσιών στον κρύσταλλο. Αυτές οι κενές θέσεις μπορούν να μετακινηθούν μέσα από την κρυσταλλική δομή λόγω του «άλματος» γειτονικών σωματιδίων.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ερπυσμού εξάρθρωσης και ερπυσμού διάχυσης;
Μια παραμόρφωση στη φυσική χημεία αναφέρεται στον μετασχηματισμό της συνεχούς μηχανικής ενός σώματος από δομή αναφοράς σε τρέχουσα δομή. Η βασική διαφορά μεταξύ του ερπυσμού εξάρθρωσης και του ερπυσμού διάχυσης είναι ότι ο ερπυσμός εξάρθρωσης είναι η κίνηση των εξαρθρώσεων μέσω της κρυσταλλικής δομής ενός υλικού, ενώ ο ερπυσμός διάχυσης είναι η διάχυση των κενών θέσεων μέσω του κρυσταλλικού πλέγματος.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει τις διαφορές μεταξύ ερπυσμού εξάρθρωσης και ερπυσμού διάχυσης για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Εξάρθρωση ερπυσμού εναντίον ερπυσμού διάχυσης
Ο ερπυσμός εξάρθρωσης και ο ερπυσμός διάχυσης είναι δύο τύποι μηχανισμών παραμόρφωσης στα κρυσταλλικά πλέγματα. Η βασική διαφορά μεταξύ του ερπυσμού εξάρθρωσης και του ερπυσμού διάχυσης είναι ότι ο ερπυσμός εξάρθρωσης είναι η κίνηση των εξαρθρώσεων μέσω της κρυσταλλικής δομής ενός υλικού, ενώ ο ερπυσμός διάχυσης είναι η διάχυση των κενών θέσεων μέσω του κρυσταλλικού πλέγματος.
