одной чаетицн и который для п
частиц привыкли называть температурой.
Полная энергия системы равна
сумме кинетической и потенциальной энергии при трех степенях
свободы
(1.24)Рис. 1.12. Модель сдвига поскольку £пот = Еккш.
двух элементарных кри- Модель,
показанная на рис. 1.11, дл сталловотносительно друг условий холодного металла представляет друга на
параметр решет- еобой равновесную
систему со стабильным
расстоянием между центрами
шаровых моделей атомов. Это параметр кристаллической решетки б.
Что будет происходить при изменениях этого асстояния, можно выяснить
исходя из следующих соображений. По образной терминологии Я. И. Френкеля,
в холодном металле атом находится в состоянии «оседлой» жизни. Если же
сообщить ему импульс тепловой энергии, характерный для плавления
кристалла, то атом способен мгновенно (снова по образной
терминологии Я. И. Френкеля) «совершить прыжок» в соседнюю вакансию,
проделав тем самым путь, равный параметру решетки 8. Но ведь можно,
следовательно, рассуждать и обратным путем: если мы смогли какой-то силой
переместить атом из его стабильного положения на такое расстояние б,
значит обязательно тем самым сообщили кристаллу энергию,
эквивалентную энергии плавления. А эта энергия совсем необязательно должна
быть тепловой, она может быть и электрической, и, что самое интересное, —
механической.
«Прыжок» атома в соседнюю
вакансию совершается, разумеется, уже не с той «холодной» частотой, с
какой он пребывал в состоянии равновесия, а с той мгновенно высокой,
какая характерна для частоты плавления. Но как только атом «оседлает»
вакансию, он мгновенно отдает избыточный импульс колебательной энергии в
пространство, т. е. соседним атомам, и система успокаиваете снова на
низкой частоте холодного металла. Таким образом, если сдвинуть (рис. 1.12)
один целый кристалл относительно другого на единичный параметр б, то эта
операция будет эквивалентна энергии плавления, но в объеме,
занимаемом только этими двумя кристаллами. Все остальные
кристаллические «соседи» вокруг этих двух сдвинутых почувствовали этот
сдвиг только как факт звуковой затухающей волны. В этом и заключается
особенность высокоэнергетического процесса в микромасштабе:
механической силой был создан элементарный сдвиг, не разрушивший
целостность кристаллической связи и совершенно не замеченный большой
массой металла. Тем не менее мгновенная энергетическая вспышка в двух
элементарных кристаллах эквивалентна акту их плавления. Эту формулировку
полезно запомнить для дальнейшего понимания операции осадочного давления
при сварке давлением.
