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:

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

اثر هال-پچ بر اساس پدیده انباشتگی -Pileup - نابجایی‌ها در مرزدانه‌ها توضیح داده می‌شود. این انباشتگی‌ها موجب ایجاد نواحی تمرکزتنش در مرز دانه‌ها می‌شوند که در فعال سازی چشمه‌های نابجایی در دانه‌های مجاور و انتقال آنها بین دانه‌ها نقش اساسی دارند. براین اساس، کوچک‌تر شدن اندازه دانه موجب محدود شدن این انباشتگی‌ها و در نتیجه محدودیت پخش نابجایی‌ها در حجم اجسام می‌شود. البته فعالیت فرایند اشاره شده به مرز دانه‌های به ابعاد بالای نانومتر محدود می‌شود و برای دانه‌های به ابعاد کوچکتر با توجه به فعال شدن سایر مکانیزم‌های 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