
【化】 microcreep
microcosmic
【化】 creep; creep deformation
微觀蠕變(Micro-creep)指材料在遠低于其屈服強度的恒定應力作用下,于微觀尺度發生的極其緩慢且連續的塑性變形現象。該過程通常涉及材料内部原子或晶格缺陷的定向遷移,是時間與溫度依賴性的典型表現。以下從漢英詞典角度解析其核心含義:
微觀尺度變形機制
微觀蠕變源于材料内部微觀結構的動态變化,主要包括:
與宏觀蠕變的區别
微觀蠕變通常發生在應力水平較低(如σ < 0.5σ_y)且溫度低于材料熔點的0.3倍(0.3T_m)時,變形速率極低(約10⁻⁸~10⁻¹² s⁻¹),需借助高精度儀器觀測 。
在航空航天發動機葉片、核反應堆構件等場景中,微觀蠕變積累可能導緻材料微裂紋萌生,最終引發疲勞失效 。
$$dot{epsilon} = A sigma^n expleft(-frac{Q}{RT}right)$$
其中Q為激活能,R為氣體常數。
參考文獻來源
關于“微觀蠕變”的解釋,綜合多來源信息分析如下:
微觀蠕變指材料在恒定應力或溫度作用下,其内部原子或晶粒結構發生緩慢變化的機制。這種變形并非宏觀可見的瞬時塑性變形,而是由微觀層面的物質運動逐漸累積形成的結果。
原子擴散與熱激活
在應力作用下,材料内部的原子通過熱振動克服能量勢壘,沿應力方向擴散遷移。這種擴散在高溫環境下(如超過材料熔點0.25倍的溫度)尤為顯著,導緻晶格逐漸滑移。
位錯運動
晶體内部分布着位錯線(晶體缺陷),持續應力會驅使位錯在晶格中滑移或攀移。這種運動是塑性變形的主要來源,尤其在低溫蠕變階段占主導地位。
晶界滑動
多晶材料的晶界在應力下發生相對滑動,尤其在高溫條件下,晶界處原子流動性增強,導緻晶粒重新排列,進而引發整體變形。
微觀蠕變是材料長期服役中尺寸穩定性下降、結構失效(如高溫管道變形、地殼緩慢移動)的根源。研究微觀機制有助于優化材料設計,例如通過添加晶界強化元素或控制晶體結構來抑制蠕變。
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