اثر هال-پچ

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
رابطهٔ هال-پچ با کوچکترشدن اندازهٔ دانه‌ها از ۱۰ نانومتر و شروع لغزش مرزدانه‌ای دیگر صادق نیست

اثر هال-پچ (به انگلیسی: Hall-Petch effect) یا رفتار هال-پچ که استحکام‌بخشی مرزدانه‌ای نیز نامیده می‌شود، به پدیدهٔ افزایش تنش تسلیم مواد با کاهش اندازه دانه‌ی آنها گفته می‌شود. رابطهٔ بین این پارامترها اولین بار توسط هال[۱] پیشنهاد شده و سپس توسط پچ[۲] بسیار گسترش یافت. این رابطه بصورت زیر بیان می‌شود:

\sigma_0=\sigma_i+kD^{-1/2}

که در آن \sigma_1، تنش تسلیم \sigma_0 تنش اصطکاکی، k پارامتر قفل شدن و D قطر متوسط دانه‌ها است.

اثر هال-پچ بر اساس پدیده انباشتگی -Pileup - نابجایی ها در مرزدانه ها توضیح داده می شود. این انباشتگی ها موجب ایجاد نواحی تمرکزتنش در مرز دانه ها می شوند که در فعال سازی چشمه های نابجایی در دانه های مجاور و انتقال آنها بین دانه ها نقش اساسی دارند. براین اساس، کوچک‌تر شدن اندازه دانه موجب محدود شدن این انباشتگی ها و در نتیجه محدودیت پخش نابجایی ها در حجم اجسام می شود. البته فعالیت فرآیند اشاره شده به مرز دانه های به ابعاد بالای نانومتر محدود می شود و برای دانه های به ابعاد کوچکتر با توجه به فعال شدن سایر مکانیزم های شکست ازجمله لغزش مرزدانه‌ای اثر هال-پچ دیگر صادق نخواهد بود.


منابع[ویرایش]

  1. E.O. Hall, Proc. Phys. Soc. London, Vol. 643, p747, 1951.
  2. N.J. Petch, J. Iron Steel Inst. London, Vol. 173, p.25, 1953.

منابعی برای مطالعه بیشتر[ویرایش]

  • K. Y. Wang, T. D. Shen. M. X. Quan and W. D. Wei, Hall-Petch relationship in nanocrystalline titanium produced by ball-milling, Journal of Materials Science Letters, Vol. 12, pp. 1818-1820, 1993. doi:10.1007/BF00539997