Warum können wir das Kräftegleichgewicht an einer Versetzung analysieren?

Versetzungen (wie Schrauben- oder Kantenversetzungen ) sind keine „echten“ Dinge, während die Newtonschen Gesetze nur für ein reales Objekt gelten (egal ob makroskopisch, wie Sterne oder mikroskopisch, wie Atome).

Bei der Ableitung der Peach-Koehler-Kraft (auf eine Versetzung wirkende Spannung) verstehe ich, dass die Kraft tatsächlich auf die Atome um die Versetzung herum wirkt, was im mathematischen Sinne der Wirkung auf die Versetzung entspricht. Basierend auf dem obigen Punkt (Behandlung von Versetzungen als „echte“ Sache) verwenden einige Bücher jedoch direkt Kraftausgleich und andere mechanische Analysen von Versetzungen.

Können wir bei der Analyse der elektrischen Eigenschaften Versetzungen in allen mechanischen Fällen als „echte“ Dinge behandeln, genauso wie die Lücke in einem Festkörper? Gibt es eine andere Möglichkeit, darüber nachzudenken, als ein kompliziertes mathematisches Argument?

Antworten (1)

Obwohl die mathematische Theorie von Versetzungen lange vor der Entwicklung des Elektronenmikroskops (EM) entwickelt wurde, ermöglichte die Erfindung des EM Materialwissenschaftlern, Versetzungen abzubilden. Wir haben Bilder von Kristallversetzungen und können ihre Auswirkungen auf elektrische sowie viele andere physikalische Eigenschaften messen – für mich bedeutet das also, dass Versetzungen „echt“ sind.

Vielleicht ist Ihre Frage tatsächlich, ob mathematische Modelle von Versetzungen in einem Kontinuum (diese basieren auf der Newtonschen Mechanik) genaue Darstellungen von Versetzungen in einem Kristallgitter sind. Sie können genau und manchmal sehr nützlich sein, um makroskopische Eigenschaften vorherzusagen, die durch Versetzungen beeinflusst werden.

Ich glaube, es wurden auch Computermodelle von Versetzungen und anderen Kristalldefekten entwickelt, die auf einer "realistischeren" Analyse eines Gitters, Atombindungen, Quanteneffekten usw.