Het belangrijkste verschil tussen dislocatiekruip en diffusiekruip is dat dislocatiekruip de beweging van dislocaties door de kristalstructuur van een materiaal is, terwijl diffusiekruip de diffusie van vacatures door het kristalrooster is.
Een deformatie in de fysische chemie verwijst naar de continuümmechanische transformatie van een lichaam van een referentiestructuur naar een huidige structuur.
Wat is Dislocation Creep?
Dislocatiekruip is een soort vervormingsmechanisme in kristallijne materialen waarbij dislocaties door het kristalrooster van het materiaal worden verplaatst. Dit is het tegengestelde mechanisme van diffusiekruip. De dislocatiekruip veroorzaakt de plastische vervorming van individuele kristallen, dus het materiaal zelf.
Dit type vervorming is erg gevoelig voor de differentiële spanning op het materiaal. Bij zeer lage temperaturen is dislocatiekruip bijvoorbeeld het dominante vervormingsmechanisme in de meeste kristallijne materialen.
Figuur 01: Een randdislocatiekruip in een diagram
Dislocatiekruip in kristallen vindt plaats door de beweging van dislocaties door het kristalrooster. Wanneer een dislocatie door het kristal beweegt, heeft een deel van het kristal de neiging om één roosterpunt langs een vlak te verschuiven (wat optreedt ten opzichte van de rest van het kristal). Het vlak waardoor de verschoven en niet-verschoven gebieden worden gescheiden, wordt het glijvlak genoemd. Om deze beweging mogelijk te maken, moeten alle ionische chemische bindingen langs het glijvlak in één keer worden verbroken. Verder vereist dit verbreken van de binding in theorie zoveel energie om het mogelijk te maken de dislocatiekruip te laten plaatsvinden. Ervan uitgaande dat de beweging stapsgewijs plaatsvindt, wordt het verbreken van de binding onmiddellijk gevolgd door een nieuwe binding die ontstaat op een laag energieniveau.
Door de stapsgewijze beweging van een dislocatie door een kristalrooster, is het mogelijk om een lineair roosterdefect te creëren tussen de delen van het kristalrooster. Er zijn twee soorten dislocatie-kruipen genaamd edge- en screwdislocaties. Bij een randdislocatiekruip wordt de rand van een extra laag atomen in het kristalrooster gevormd. Bij schroefdislocatiekruip vormt het een lijn waarlangs het kristalrooster één roosterpunt springt.
Wat is Diffusion Creep?
Diffusiekruip is een soort vervormingsmechanisme in kristallijne materialen waarbij de diffusie van vacatures door het kristalrooster plaatsvindt. Deze vervormingstechniek veroorzaakt plastische vervorming in plaats van het bros bezwijken van het materiaal.
Dit vervormingstype is relatief gevoeliger voor de temperatuur dan andere soorten vervormingen die plaatsvinden in kristalroosters. Diffusiekruip vindt typisch plaats bij hoge homologe temperaturen. Verder veroorzaakt diffusiekruip de migratie van kristallijndefecten door het kristalrooster op een manier dat wanneer een kristal een grotere mate van compressie ondergaat in de ene richting dan in een andere richting. Daar vindt de migratie van de defecten plaats naar de kristalvlakken langs de richting van de compressie. Dit veroorzaakt een netto massaoverdracht die de verkorting van het kristal veroorzaakt in de richting waar maximale compressie plaatsvindt.
Normaal gesproken zijn kristallen niet perfect op microschaal. Dit komt omdat sommige plaatsen van atomen in dit kristalrooster bezet worden door puntdefecten, deeltjes of vacatures. Deze vacatures kunnen worden beschouwd als chemische soorten die kunnen worden behandeld met behulp van heterogene fase-evenwichten. Bij dit fenomeen wordt het aantal vacatures beïnvloed door het aantal chemische onzuiverheden in het kristal. Deze vacatures kunnen door de kristalstructuur bewegen als gevolg van de "sprong" van naburige deeltjes.
Wat is het verschil tussen dislocatiekruip en diffusiekruip?
Een deformatie in de fysische chemie verwijst naar de continuümmechanische transformatie van een lichaam van een referentiestructuur naar een huidige structuur. Het belangrijkste verschil tussen dislocatiekruip en diffusiekruip is dat dislocatiekruip de beweging van dislocaties door de kristalstructuur van een materiaal is, terwijl diffusiekruip de diffusie van vacatures door kristalrooster is.
De onderstaande infographic geeft de verschillen weer tussen dislocatiekruip en diffusiekruip voor vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Dislocatie-kruip versus diffusie-kruip
Dislocatiekruip en diffusiekruip zijn twee soorten vervormingsmechanismen in kristalroosters. Het belangrijkste verschil tussen dislocatiekruip en diffusiekruip is dat dislocatiekruip de beweging van dislocaties door de kristalstructuur van een materiaal is, terwijl diffusiekruip de diffusie van vacatures door het kristalrooster is.
