§ 286. Что происходит при деформации тел.

Исследование строения тел посредством рентгеновских лучей (§ 266) показало, что при упругих деформациях кристалла происходит только небольшое искажение его решетки. Например, ячейки решетки, показанной на рис. 444, в случае деформации кристалла из кубиков превращаются в слегка наклонные параллелепипеды. По снятии деформирующих сил решетка возвращается к прежней форме. В поликристаллических телах эти временные изменения решеток в отдельных кристалликах могут быть различными. Упругие деформации в аморфных телах тоже связаны лишь с небольшими смещениями положений равновесия молекул. Совсем по-иному меняется при упругой деформации строение каучукообразных тел (об этом было рассказано в § 272). Этим и объясняется громадное различие в значениях упругих растяжений, которые могут иметь место в резиновой нити и, например, в стальной проволоке.

При пластических деформациях смещения молекул могут во много раз превышать расстояния между ними. В монокристаллах пластическая деформация связана с проскальзыванием отдельных слоев решетки друг относительно друга. В каждом кристалле существуют такие направления, по которым скольжение слоев решетки происходит особенно легко. Мы уже говорили (§ 264), что кристалл льда по своим механическим свойствам похож на стопу стеклянных пластинок, соединенных не вполне затвердевшим клеем. То же можно сказать и про другие кристаллы. На рис. 476 показан кристалл цинка, подвергшийся растяжению. На кристалле ясно видны следы скольжения слоев. Установлено, что скольжение слоев никогда не начинается сразу по всему объему кристалла. Оно начинается с какого-нибудь одного места, где решетка почему-либо ослаблена (§ 200), и затем постепенно распространяется на другие места.

Рис. 476. Монокристалл цинка, подвергшийся растяжению (схема)

В поликристаллах тоже возможны проскальзывания слоев решетки в маленьких кристаллах, составляющих поликристалл. Однако так как направления наиболее легкого скольжения в отдельных кристалликах, вообще говоря, не совпадают, то возникновение скольжения в таких телах затруднено по сравнению с монокристаллами. Этот эффект проявляется тем в большей мере, чем мельче кристаллы. Поэтому в мелкозернистых телах пластическая деформация возникает при большей деформирующей силе, чем в крупнозернистых.

Кроме указанного обстоятельства, дело осложняется наличием прослоек между кристалликами, механические свойства которых отличаются от самих кристалликов. Что касается аморфных тел, то в них молекулярная картина пластической деформации такая же, как молекулярная картина спокойного (ламинарного) течения жидкости (§ 194). Мы уже говорили о том, что аморфное состояние можно рассматривать как жидкое с очень большой вязкостью.