
【化】 microcreep
microcosmic
【化】 creep; creep deformation
微观蠕变(Micro-creep)指材料在远低于其屈服强度的恒定应力作用下,于微观尺度发生的极其缓慢且连续的塑性变形现象。该过程通常涉及材料内部原子或晶格缺陷的定向迁移,是时间与温度依赖性的典型表现。以下从汉英词典角度解析其核心含义:
微观尺度变形机制
微观蠕变源于材料内部微观结构的动态变化,主要包括:
与宏观蠕变的区别
微观蠕变通常发生在应力水平较低(如σ < 0.5σ_y)且温度低于材料熔点的0.3倍(0.3T_m)时,变形速率极低(约10⁻⁸~10⁻¹² s⁻¹),需借助高精度仪器观测 。
在航空航天发动机叶片、核反应堆构件等场景中,微观蠕变积累可能导致材料微裂纹萌生,最终引发疲劳失效 。
$$dot{epsilon} = A sigma^n expleft(-frac{Q}{RT}right)$$
其中Q为激活能,R为气体常数。
参考文献来源
关于“微观蠕变”的解释,综合多来源信息分析如下:
微观蠕变指材料在恒定应力或温度作用下,其内部原子或晶粒结构发生缓慢变化的机制。这种变形并非宏观可见的瞬时塑性变形,而是由微观层面的物质运动逐渐累积形成的结果。
原子扩散与热激活
在应力作用下,材料内部的原子通过热振动克服能量势垒,沿应力方向扩散迁移。这种扩散在高温环境下(如超过材料熔点0.25倍的温度)尤为显著,导致晶格逐渐滑移。
位错运动
晶体内部分布着位错线(晶体缺陷),持续应力会驱使位错在晶格中滑移或攀移。这种运动是塑性变形的主要来源,尤其在低温蠕变阶段占主导地位。
晶界滑动
多晶材料的晶界在应力下发生相对滑动,尤其在高温条件下,晶界处原子流动性增强,导致晶粒重新排列,进而引发整体变形。
微观蠕变是材料长期服役中尺寸稳定性下降、结构失效(如高温管道变形、地壳缓慢移动)的根源。研究微观机制有助于优化材料设计,例如通过添加晶界强化元素或控制晶体结构来抑制蠕变。
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