filebar
Методические пособия по сварочным работам

Электрические явления в плоскости контакта при его деформациях

Пластическая деформация микровыступов в плоскости кон такта создает исключительно большое количество различных микродефектов: дислокаций, вакансий, междуузельных атомов, микротрещин и упруго деформированных металлических блоков. Поэтому металлические поверхности в контакте правильно считать полностью структурно и энергетически неуравновешенной фазой по сравнению с глубинными слоями металла. Появление любого микродефекта в металле за счет чисто механических сил (пластическая деформация) создает вокруг этого дефекта силовое электрическое ноле, так или иначе нарушая электрически равновесную систему металла идеальной бездефектной кристаллической структуры.

Выше уже было показано, что процессы деформации микро-выступов даже идеально чистых металлических поверхностей никогда не протекают в масштабах микрообъемов в холодном состоянии. Вполне рационально для микромасштабов механические деформационные картины иногда рассматривать не только как тепловые, по и электрические. Это становится особенно очевидным, если исходить из реальных условий наличия на металле оксидных пленок, по природе своей чаще всего полупроводниковых.

Рассмотрим в первую очередь, как могут проявляться чисто электрические процессы при неравномерной деформации соседних групп металлических кристаллов. Это явление мы можем моделировать на образцах. Если взять про-волоку мягкой стали, полностью отожженную, и половину ее длины прокатать до различных степеней обжатия, то окажется,

что граница зоны деформированной и исходной будет представ-лять собой довольно чувствительный генератор термоэлектро-движущей силы. Величина термо-э. д. с., как видно прямо пропорциональна степени деформации. Самая нижняя кривая показывает для сравнения значения термо-э. д. с. между отожженной частью проволоки и всесторонне сжатой давлением 1200000000 Па. Термопара из отожженных и пластически деформированных кристаллитов оказывается несоизмеримо более мощной.

Кривые и знаки полярности на клеммах микровольтметра показывают, что область, пластически деформированная давлением, приобретает преимущественно положительный потенциал.

Характерно, что сжатая и растянутые области одного и того же изогнутого стержня тоже создают положительный потенциал на сжатой и отрицательный на растянутой стороне стержня. Такое распределение потенциала в первом приближении можно объяснить тем, что в сжатых областях создаются в относительно большем количестве между узельные атомы, в растянутых зонах оказывается относительно большая концентрация вакансий. Избыток первых микродефектов создает преобладание положительно заряженных частиц, избыток вторых, наоборот, лишает этот район равновесного положительного потенциала. Естественной разрядкой между областями в металле с разными электрическими потенциалами будет циркуляции круговых микротоков. Их роль может быть весьма существенной в изменении удельного сопротивления и вообще сопротивления поверхностных слоев металла. Вполне уместно допускать, что микротоки, циркулирующие в микрообъеме, в переводе на макроскопические масштабы, будут измеряться плотностями токов в десятки тысяч ампер на квадратный сантиметр.

Яндекс.Метрика