Энергия межатомных связей и аналитическая шкала твердости

Abstract

На основе детализированных моделей межатомной когезии, а также развитого структурно-термодинамического подхода, определена энергия межатомных связей в ряде ковалентных и металлических кристаллов, соответствующая экспериментальным данным. С использованием представленной аналитической зависимости для степени ковалентности кристаллов разработана обобщенная модель, описывающая экспериментальную твердость суперсклеромеров (алмаз, сВN, SiС и др.), минералов, тугоплавких соединений, полупроводников, ионных кристаллов и металлов. На основе механо-химического подхода к (нано)текучести развита дислокационная модель кристалло-механической анизотропии предела текучести в монокристаллическом алмазе и лонсдейлите, позволяющая сделать вывод о слабом различии их склерометрических характеристик. Рассмотрены экспериментальные соотношения, определяющие термо- и баропластичность в некоторых ковалентных кристаллах.

На основі деталізованих моделей міжатомної когезії, а також розвиненого структурно-термодинамічного підходу, визначено енергію міжатомних зв’язків в ряді ковалентних і металевих кристалів, відповідну експериментальним даним. З використанням представленої аналітичної залежності для ступеня ковалентності кристалів розроблено узагальнену модель, що описує експериментальну твердість суперсклеромерів (алмаз, сВN, SiС та ін.), мінералів, тугоплавких сполук, напівпровідників, іонних кристалів і металів. На основі механо-хімічного підходу до (нано)плинності розвинено дислокаційну модель кристало-механічної анізотропії межі плинності в монокристалічному алмазі і лонсдейліті, що дозволяє зробити висновок про слабкі відмінності їх склерометрічних характеристик. Розглянуто експериментальні співвідношення, що визначають термо- і баропластічність в деяких ковалентний кристалах.

Based on detailed models of interatomic cohesion and the well-developed structural-thermodynamic approach, the interatomic bond energy has been determined for some covalent and metallic crystals and it has been found to agree with experimental data. Using the proposed analytical relationship for the degree of covalency of crystals the author has elaborated a generalized model that describes experimental hardness of supersclerometer materials (diamond, сВN, SiС, and others), minerals, refractory compounds, semiconductors, ionic crystals and metals. On the basis of the mechanical-chemical approach to (nano)flow a dislocation model of crystal-mechanical anisotropy of yield strength has been put forward for monocrystalline diamond and lonsdaleite; the model makes it possible to draw a conclusion on a slight difference in their sclerometric characteristics. The experimental relationships that govern high-temperature high-pressure plasticity in some covalent crystals are discussed.