विसरण विसर्पण: Difference between revisions

From Vigyanwiki
(Created page with "डिफ्यूजन क्रीप क्रिस्टल लैटिस के माध्यम से रिक्ति दोष के प्रस...")
 
m (10 revisions imported from alpha:विसरण_विसर्पण)
 
(9 intermediate revisions by 3 users not shown)
Line 1: Line 1:
डिफ्यूजन क्रीप [[क्रिस्टल लैटिस]] के माध्यम से [[रिक्ति दोष]] के [[प्रसार]] द्वारा [[क्रिस्टलीय]] ठोस पदार्थों के [[विरूपण (यांत्रिकी)]] को संदर्भित करता है।<ref>Passchier & Trouw 1998; p. 257</ref> प्रसार रेंगने से सामग्री की [[भंगुर विफलता]] के बजाय प्लास्टिक विरूपण होता है।
'''डिफ्यूजन क्रीप''' (विसरण विसर्पण) का तात्पर्य क्रिस्टल लैटिस के माध्यम से रिक्तियों के प्रसार द्वारा क्रिस्टलीय ठोसों के विरूपण से है।<ref>Passchier & Trouw 1998; p. 257</ref> डिफ्यूजन क्रीप के परिणामस्वरूप पदार्थ की भंगुर विफलता के स्थान पर प्लास्टिक विरूपण होता है।


प्रसार रेंगना अन्य [[विरूपण तंत्र]]ों की तुलना में [[तापमान]] के प्रति अधिक संवेदनशील है। यह विशेष रूप से उच्च [[समजात तापमान]] (अर्थात इसके पूर्ण पिघलने के तापमान के लगभग दसवें हिस्से के भीतर) पर प्रासंगिक हो जाता है। प्रसार रेंगना एक क्रिस्टल की जाली के माध्यम से [[क्रिस्टलोग्राफिक दोष]] के प्रवासन के कारण होता है, जैसे कि जब एक क्रिस्टल को दूसरे के सापेक्ष एक दिशा में संपीड़न की अधिक डिग्री के अधीन किया जाता है, तो दोष संपीड़न की दिशा के साथ क्रिस्टल के चेहरे पर चले जाते हैं, जिससे शुद्ध द्रव्यमान स्थानांतरण जो अधिकतम संपीड़न की दिशा में क्रिस्टल को छोटा करता है। दोषों का प्रवासन आंशिक रूप से रिक्तियों के कारण होता है, जिसका प्रवासन विपरीत दिशा में शुद्ध जन परिवहन के बराबर होता है।
अन्य विरूपण तंत्रों की तुलना में डिफ्यूजन क्रीप तापमान के प्रति अधिक संवेदनशील है। यह विशेष रूप से उच्च समजात तापमान पर (अर्थात इसके पूर्ण पिघलने के तापमान के लगभग दसवें हिस्से के भीतर) प्रासंगिक हो जाता है। विसरण क्रीप एक क्रिस्टल की लैटिस के माध्यम से क्रिस्टलीय दोषों के प्रवास के कारण होता है, जैसे कि जब एक क्रिस्टल को दूसरे के सापेक्ष एक दिशा में अधिक संपीड़न के अधीन किया जाता है, तो दोष संपीड़न की दिशा के साथ क्रिस्टल के समतल पर चले जाते हैं, जिससे एक शुद्ध द्रव्यमान स्थानांतरण जो क्रिस्टल को अधिकतम संपीड़न की दिशा में अल्प कर देता है। दोषों का प्रवास आंशिक रूप से रिक्तियों के कारण होता है, जिसका प्रवासन विपरीत दिशा में नेट मास ट्रांसपोर्ट के बराबर है।


==सिद्धांत==
==सिद्धांत==
क्रिस्टलीय पदार्थ कभी भी सूक्ष्म पैमाने पर परिपूर्ण नहीं होते हैं। क्रिस्टल जाली में परमाणुओं के कुछ स्थानों पर [[बिंदु दोष]]ों का कब्जा हो सकता है, जैसे कि विदेशी कण या रिक्तियां। रिक्तियों को वास्तव में स्वयं रासायनिक प्रजातियों (या किसी मिश्रित प्रजाति/घटक का हिस्सा) के रूप में माना जा सकता है, जिनका उपचार विषम गिब्स चरण नियम का उपयोग करके किया जा सकता है। रिक्तियों की संख्या क्रिस्टल जाली में रासायनिक अशुद्धियों की संख्या से भी प्रभावित हो सकती है, यदि ऐसी अशुद्धियों के लिए जाली में रिक्तियों के निर्माण की आवश्यकता होती है।
क्रिस्टलीय पदार्थ सूक्ष्म स्तर पर कभी भी परिपूर्ण नहीं होते। क्रिस्टल लैटिस में परमाणुओं के कुछ स्थानों पर बिंदु दोषों का अभिग्रहण हो सकता है, जैसे "एलियन" कण या रिक्तियाँ। रिक्तियों को वास्तव में स्वयं रासायनिक प्रजातियों (या किसी मिश्रित प्रजाति/घटक का हिस्सा) के रूप में माना जा सकता है, जिसे फिर विषमांगी चरण संतुलन का उपयोग करके उपचारित किया जा सकता है। रिक्तियों की संख्या क्रिस्टल लैटिस में रासायनिक अशुद्धियों की संख्या से भी प्रभावित हो सकती है, यदि ऐसी अशुद्धियों के लिए लैटिस में उपस्थित रिक्तियों के गठन की आवश्यकता होती है।


एक रिक्ति क्रिस्टल संरचना के माध्यम से आगे बढ़ सकती है जब पड़ोसी कण रिक्ति में कूदता है, जिससे रिक्ति क्रिस्टल जाली में एक साइट पर प्रभावी रूप से चलती है। प्रक्रिया के दौरान [[रासायनिक बंध]]नों को तोड़ना होगा और नए बंधन बनाने होंगे,<ref>Twiss & Moores 2000, p. 391</ref> इसलिए एक निश्चित [[सक्रियण ऊर्जा]] की आवश्यकता होती है। तापमान अधिक होने पर क्रिस्टल के माध्यम से रिक्त स्थान को स्थानांतरित करना आसान हो जाता है।
एक रिक्ति क्रिस्टल संरचना के माध्यम से आगे बढ़ सकती है जब पड़ोसी कण रिक्ति में "अकस्मात वृद्धि" लगाता है, ताकि रिक्ति क्रिस्टल लैटिस में एक साइट पर प्रभावी रूप से आगे बढ़े। प्रक्रिया के दौरान रासायनिक बंधनों को तोड़ने और नए बंधन बनाने की आवश्यकता होती है,<ref>Twiss & Moores 2000, p. 391</ref> इसलिए एक निश्चित सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसलिए, जब तापमान अधिक होता है तो क्रिस्टल के माध्यम से रिक्त स्थान को स्थानांतरित करना आसान हो जाता है।


सबसे स्थिर स्थिति वह होगी जब सभी रिक्तियाँ क्रिस्टल के माध्यम से समान रूप से फैली हुई हों। यह सिद्धांत फ़िक के नियम से अनुसरण करता है:
सबसे स्थिर स्थिति तब होगी जब सभी रिक्तियां क्रिस्टल के माध्यम से समान रूप से फैली हुई हों। यह सिद्धांत फ़िक के नियम से निम्नानुसार है:


: <math> J_x = -D_x \frac{\Delta C}{\Delta x} </math>
: <math> J_x = -D_x \frac{\Delta C}{\Delta x} </math>
जिसमें जे<sub>x</sub>दिशा x में रिक्तियों के [[फ्लक्स]] (प्रवाह) को दर्शाता है; डी<sub>''x''</sub> उस दिशा में सामग्री के लिए एक [[स्थिरांक (गणित)]] है और <math>{\Delta C}/{\Delta x}</math> उस दिशा में रिक्तियों की सघनता में अंतर है। कानून (x, y, z)-स्पेस में सभी प्रमुख दिशाओं के लिए मान्य है, इसलिए सूत्र में x को y या z के लिए बदला जा सकता है। इसका परिणाम यह होगा कि वे क्रिस्टल पर समान रूप से वितरित हो जाएंगे, जिसके परिणामस्वरूप मिश्रण की एन्ट्रॉपी उच्चतम होगी।
जिसमें ''J<sub>x</sub>'' का तात्पर्य दिशा ''x'' में रिक्तियों के प्रवाह ("प्रवाह") से है; ''D<sub>x</sub>'' उस दिशा में पदार्थ के लिए एक स्थिरांक है और <math>{\Delta C}/{\Delta x}</math> उस दिशा में रिक्तियों की सांद्रता में अंतर है। नियम (''x'', ''y'', ''z'')-स्पेस में सभी प्रमुख दिशाओं के लिए मान्य है, इसलिए सूत्र में ''x'' को ''y'' या ''z'' के लिए आदान-प्रदान किया जा सकता है। परिणाम यह होगा कि वे क्रिस्टल पर समान रूप से वितरित हो जाएंगे, जिसके परिणामस्वरूप उच्चतम मिश्रण एन्ट्रॉपी होगी।


जब क्रिस्टल पर एक [[यांत्रिक तनाव]] लागू किया जाता है, तो सबसे कम मुख्य तनाव की दिशा के लंबवत पक्षों पर नई रिक्तियां बनाई जाएंगी। रिक्तियां अधिकतम तनाव के लंबवत क्रिस्टल विमानों की दिशा में आगे बढ़ना शुरू कर देंगी।<ref>Twiss & Moores 2000; p. 390-391</ref> वर्तमान सिद्धांत मानता है कि किसी दोष के पड़ोस में [[लोच (भौतिकी)]] [[तनाव (सामग्री विज्ञान)]] सबसे बड़े अंतर संपीड़न की धुरी की ओर छोटा होता है, जिससे क्रिस्टल के भीतर एक दोष रासायनिक [[संभावित ढाल]] (जाली तनाव के आधार पर) बनता है जो शुद्ध संचय की ओर जाता है प्रसार द्वारा अधिकतम संपीड़न के चेहरों पर दोषों का। रिक्तियों का प्रवाह विपरीत दिशा में कणों के प्रवाह के समान है। इसका मतलब यह है कि रिक्तियों के प्रवाह से एक क्रिस्टलीय सामग्री अलग-अलग तनाव के तहत विकृत हो सकती है।
जब क्रिस्टल पर यांत्रिक तनाव लागू होता है, तो सबसे कम मुख्य तनाव की दिशा के लंबवत पक्षों पर नई रिक्तियां बनाई जाएंगी। रिक्तियां अधिकतम तनाव के लंबवत क्रिस्टल विमानों की दिशा में आगे बढ़ना शुरू कर देंगी।<ref>Twiss & Moores 2000; p. 390-391</ref> वर्तमान सिद्धांत यह मानता है कि किसी दोष के पड़ोस में लोचदार तनाव सबसे बड़े अंतर संपीड़न की धुरी की ओर अल्प होता है, जिससे एक दोष रासायनिक क्षमता ग्रेडिएंट बनता है (लैटिस तनाव के आधार पर) क्रिस्टल के भीतर प्रसार द्वारा अधिकतम संपीड़न के समतल पर दोषों का शुद्ध संचय होता है। रिक्तियों का प्रवाह विपरीत दिशा में कणों के प्रवाह के समान है। इसका मतलब है कि एक क्रिस्टलीय पदार्थ रिक्तियों के प्रवाह से, अंतर तनाव के तहत विकृत हो सकती है।लैटिस में अन्य प्रजातियों के लिए प्रतिस्थापन करने वाले अत्यधिक मोबाइल रासायनिक घटक क्रिस्टल के अंदर रासायनिक प्रजातियों के शुद्ध अंतर द्रव्यमान हस्तांतरण (यानी अलगाव) का कारण बन सकते हैं, जो प्रायः रियोलॉजिकल रूप से अधिक कठिन पदार्थ को अल्प करने और विरूपण को बढ़ाने को बढ़ावा देता है।


जाली में अन्य प्रजातियों को प्रतिस्थापित करने वाले अत्यधिक मोबाइल रासायनिक घटक क्रिस्टल के अंदर रासायनिक प्रजातियों के शुद्ध अंतर द्रव्यमान हस्तांतरण (यानी पृथक्करण) का कारण बन सकते हैं, जो अक्सर [[रियोलॉजी]] के अधिक कठिन पदार्थ को छोटा करने और विरूपण को बढ़ाने को बढ़ावा देता है।
लैटिस में अन्य प्रजातियों को प्रतिस्थापित करने वाले अत्यधिक मोबाइल रासायनिक घटक क्रिस्टल के अंदर रासायनिक प्रजातियों के शुद्ध अंतर द्रव्यमान हस्तांतरण (यानी पृथक्करण) का कारण बन सकते हैं, जो प्रायः [[रियोलॉजी]] के अधिक कठिन पदार्थ को अल्प करने और विरूपण को बढ़ाने को बढ़ावा देता है।


==प्रसार रेंगने के प्रकार==
==डिफ्यूजन क्रीप के प्रकार==
क्रिस्टल के माध्यम से रिक्तियों का प्रसार कई तरीकों से हो सकता है। जब रिक्तियां क्रिस्टल के माध्यम से चलती हैं (भौतिक विज्ञान में इसे अक्सर अनाज कहा जाता है), तो इसे नाबरो-हेरिंग क्रीप कहा जाता है। रिक्तियों को स्थानांतरित करने का एक और तरीका अनाज सीमा के साथ है, एक तंत्र जिसे [[ कोबल रेंगना ]] कहा जाता है।
क्रिस्टल के माध्यम से रिक्तियों का प्रसार कई प्रकार से हो सकता है। जब रिक्तियां क्रिस्टल (भौतिक विज्ञान में प्रायः "कण" कहा जाता है) के माध्यम से चलती हैं, तो इसे ''नाबरो-हेरिंग क्रीप'' कहा जाता है। रिक्तियों को स्थानांतरित करने का एक अन्य तरीका कण की सीमाओं के साथ-साथ है, एक तंत्र जिसे ''कोबल क्रीप'' कहा जाता है।


जब एक क्रिस्टल एक साथ अनाज सीमा स्लाइडिंग (अनाज सीमाओं के साथ पूरे अनाज की गति) से अंतरिक्ष की समस्याओं को समायोजित करने के लिए प्रसार रेंगने से विकृत हो जाता है, तो इसे [[दानेदार प्रवाह]] कहा जाता है।<ref>Twiss & Moores 2000, p. 394</ref> [[दबाव समाधान]] के साथ-साथ प्रसार रेंगना भी हो सकता है। दबाव समाधान, कोबल क्रीप की तरह, एक तंत्र है जिसमें सामग्री अनाज की सीमाओं के साथ चलती है। जबकि कोबल क्रीप में कण शुष्क प्रसार द्वारा चलते हैं, दबाव समाधान में वे [[समाधान (रसायन विज्ञान)]] में चलते हैं।
जब एक क्रिस्टल एक साथ कण सीमा के खिसकने (कण की सीमाओं के साथ सम्पूर्ण कण की गति) से स्पेस की समस्याओं को समायोजित करने के लिए प्रसार से विकृत हो जाता है, तो इसे ''कणदार'' या ''सुपरप्लास्टिक प्रवाह'' कहा जाता है।<ref>Twiss & Moores 2000, p. 394</ref> प्रसार क्रीप दबाव समाधान के साथ-साथ भी हो सकता है। दबाव समाधान, कोबल क्रीप की तरह, एक तंत्र है जिसमें पदार्थ कण की सीमाओं के साथ चलती है। जबकि कोबल क्रीप में कण "शुष्क" प्रसार द्वारा चलते हैं, दबाव वाले घोल में वे घोल में चलते हैं।


==प्रवाह नियम==
==प्रवाह नियम==
किसी सामग्री के प्रत्येक प्लास्टिक विरूपण को एक सूत्र द्वारा वर्णित किया जा सकता है जिसमें [[तनाव दर]] (<math>\dot{\epsilon}</math>) अंतर तनाव (σ या σ) पर निर्भर करता है<sub>D</sub>), अनाज का आकार (डी) और [[अरहेनियस समीकरण]] के रूप में एक सक्रियण मूल्य:<ref>Passchier & Trouw 1998; p. 54</ref>
किसी पदार्थ के प्रत्येक प्लास्टिक विरूपण को एक सूत्र द्वारा वर्णित किया जा सकता है जिसमें तनाव दर (<math>\dot{\epsilon}</math>) अंतर तनाव (σ या ''σ''<sub>D</sub>) पर निर्भर करता है कण का आकार (''d'') और अरहेनियस समीकरण के रूप में एक सक्रियण मूल्य:<ref>Passchier & Trouw 1998; p. 54</ref>


<math>\!\dot{\epsilon} = Ae^\frac{-Q}{RT} \frac{\sigma^n}{d^m}</math>
<math>\!\dot{\epsilon} = Ae^\frac{-Q}{RT} \frac{\sigma^n}{d^m}</math>
जिसमें A प्रसार का स्थिरांक है, Q तंत्र की सक्रियण ऊर्जा है, R [[गैस स्थिरांक]] है और T पूर्ण तापमान है ([[केल्विन (इकाइयाँ)]]इकाई) में)। घातांक n और m क्रमशः तनाव और अनाज के आकार के प्रति प्रवाह की संवेदनशीलता के मान हैं। प्रत्येक विरूपण तंत्र के लिए ए, क्यू, एन और एम के मान भिन्न हैं। प्रसार क्रीप के लिए, n का मान आमतौर पर 1 के आसपास होता है। m का मान 2 (नाबारो-हेरिंग क्रीप) और 3 (कोबल क्रीप) के बीच भिन्न हो सकता है। इसका मतलब है कि कोबल क्रीप किसी सामग्री के अनाज के आकार के प्रति अधिक संवेदनशील है: बड़े अनाज वाली सामग्री छोटे अनाज वाली सामग्री की तुलना में कोबल क्रीप द्वारा कम आसानी से विकृत हो सकती है।


==प्रसार रेंगने के निशान==
जिसमें ''A'' प्रसार का स्थिरांक है, ''Q'' तंत्र की सक्रियण ऊर्जा है, ''R'' गैस स्थिरांक है और ''T'' पूर्ण तापमान (केल्विन में) है। घातांक ''n'' और ''m'' क्रमशः तनाव और कण के आकार के प्रति प्रवाह की संवेदनशीलता के मान हैं। प्रत्येक विरूपण तंत्र के लिए ''A, Q, n'' और ''m'' के मान भिन्न हैं। प्रसार क्रीप के लिए, ''n'' का मान सामान्यतः 1 के आसपास होता है। ''m'' का मान 2 (नाबारो-हेरिंग क्रीप) और 3 (कोबल क्रीप) के बीच भिन्न हो सकता है। इसका मतलब है कि कोबल क्रीप किसी पदार्थ के कण के आकार के प्रति अधिक संवेदनशील है: बड़े कण वाली पदार्थ छोटे कण वाली पदार्थ की तुलना में कोबल क्रीप द्वारा कम आसानी से विकृत हो सकती है।
क्रिस्टलीय सामग्री में प्रसार रेंगने के लिए स्पष्ट सूक्ष्म प्रमाण खोजना मुश्किल है, क्योंकि कुछ संरचनाओं को निश्चित प्रमाण के रूप में पहचाना गया है। एक सामग्री जो प्रसार रेंगने से विकृत हो गई थी, उसमें चपटे दाने (तथाकथित [[आकार-पसंदीदा अभिविन्यास]] या एसपीओ वाले अनाज) हो सकते हैं। बिना जाली-वरीयता अभिविन्यास (या एलपीओ) वाले समआयामी अनाज सुपरप्लास्टिक प्रवाह के लिए एक संकेत हो सकते हैं।<ref>Passchier & Trouw 1998; p. 42</ref> उन सामग्रियों में जो बहुत उच्च तापमान के तहत विकृत हो गए थे, लोबेट अनाज की सीमाओं को प्रसार रेंगने के सबूत के रूप में लिया जा सकता है।<ref>Gower & Simpson 1992</ref>
 
डिफ्यूजन क्रीप एक ऐसा तंत्र है जिसके द्वारा क्रिस्टल का आयतन बढ़ सकता है। बड़े दाने का आकार इस बात का संकेत हो सकता है कि क्रिस्टलीय सामग्री में प्रसार रेंगना अधिक प्रभावी था।
==डिफ्यूजन क्रीप के प्रभाव==
किसी क्रिस्टलीय पदार्थ में प्रसार क्रीप के लिए स्पष्ट सूक्ष्म प्रमाण ढूंढना मुश्किल है, क्योंकि कुछ संरचनाओं को निश्चित प्रमाण के रूप में पहचाना गया है। एक पदार्थ जो प्रसार क्रीप से विकृत हो गई थी, उसमें चपटे दाने हो सकते हैं (तथाकथित आकार-पसंदीदा अभिविन्यास या एसपीओ वाले कण)बिना लैटिस-वरीयता वाले अभिविन्यास (या एलपीओ) वाले समआयामी दाने सुपरप्लास्टिक प्रवाह के लिए एक संकेत हो सकते हैं।<ref>Passchier & Trouw 1998; p. 42</ref> उन सामग्रियों में जो बहुत उच्च तापमान के तहत विकृत हो गए थे, लोबेट कण की सीमाओं को प्रसार क्रीप के प्रमाण के रूप में लिया जा सकता है।<ref>Gower & Simpson 1992</ref>
 
डिफ्यूजन क्रीप एक तंत्र है जिसके द्वारा क्रिस्टल की मात्रा बढ़ सकती है। बड़े कण का आकार एक संकेत हो सकता है कि क्रिस्टलीय पदार्थ में प्रसार क्रीप अधिक प्रभावी था।


==यह भी देखें==
==यह भी देखें==
*[[रेंगना (विरूपण)]]
 
*[[विरूपण (इंजीनियरिंग)]]
* क्रीप (विकृति)
*प्रसार
* विकृति (अभियांत्रिकी)
*[[अव्यवस्था रेंगना]]
* प्रसार
*भौतिक विज्ञान
* डिस्लोकेशन क्रीप
* पदार्थ विज्ञान


==संदर्भ==
==संदर्भ==
{{reflist|30em}}
{{reflist|30em}}


===साहित्य===
===साहित्य===
*गोवर, आर.जे.डब्ल्यू. और सिम्पसन, सी.; 1992: प्राकृतिक रूप से विकृत, उच्च ग्रेड क्वार्टज़ोफेल्डस्पैटिक चट्टानों में चरण सीमा गतिशीलता: प्रसार रेंगने के लिए साक्ष्य, जर्नल ऑफ़ स्ट्रक्चरल जियोलॉजी '14', पी। 301-314.
*गोवर, आर.जे.डब्ल्यू. और सिम्पसन, सी.; 1992: प्राकृतिक रूप से विकृत, उच्च ग्रेड क्वार्टज़ोफेल्डस्पैटिक चट्टानों में चरण सीमा गतिशीलता: डिफ्यूजन क्रीप के लिए साक्ष्य, जर्नल ऑफ़ स्ट्रक्चरल जियोलॉजी '14', पी। 301-314.
*पास्चिएर, सी.डब्ल्यू. और ट्रौव, आर.ए.जे., 1998: माइक्रोटेक्टोनिक्स, स्प्रिंगर, {{ISBN|3-540-58713-6}}
*पास्चिएर, सी.डब्ल्यू. और ट्रौव, आर.ए.जे., 1998: माइक्रोटेक्टोनिक्स, स्प्रिंगर, {{ISBN|3-540-58713-6}}
*ट्विस, आर.जे. और मूरेस, ई.एम., 2000 (छठा संस्करण): स्ट्रक्चरल जियोलॉजी, डब्ल्यू.एच. फ्रीमैन एंड कंपनी, {{ISBN|0-7167-2252-6}}
*ट्विस, आर.जे. और मूरेस, ई.एम., 2000 (छठा संस्करण): स्ट्रक्चरल जियोलॉजी, डब्ल्यू.एच. फ्रीमैन एंड कंपनी, {{ISBN|0-7167-2252-6}}


श्रेणी:सामग्री क्षरण
श्रेणी:पदार्थ क्षरण




[[Category: Machine Translated Page]]
[[Category: Machine Translated Page]]
[[Category:Created On 16/08/2023]]
[[Category:Created On 16/08/2023]]
[[Category:Vigyan Ready]]

Latest revision as of 22:45, 5 December 2023

डिफ्यूजन क्रीप (विसरण विसर्पण) का तात्पर्य क्रिस्टल लैटिस के माध्यम से रिक्तियों के प्रसार द्वारा क्रिस्टलीय ठोसों के विरूपण से है।[1] डिफ्यूजन क्रीप के परिणामस्वरूप पदार्थ की भंगुर विफलता के स्थान पर प्लास्टिक विरूपण होता है।

अन्य विरूपण तंत्रों की तुलना में डिफ्यूजन क्रीप तापमान के प्रति अधिक संवेदनशील है। यह विशेष रूप से उच्च समजात तापमान पर (अर्थात इसके पूर्ण पिघलने के तापमान के लगभग दसवें हिस्से के भीतर) प्रासंगिक हो जाता है। विसरण क्रीप एक क्रिस्टल की लैटिस के माध्यम से क्रिस्टलीय दोषों के प्रवास के कारण होता है, जैसे कि जब एक क्रिस्टल को दूसरे के सापेक्ष एक दिशा में अधिक संपीड़न के अधीन किया जाता है, तो दोष संपीड़न की दिशा के साथ क्रिस्टल के समतल पर चले जाते हैं, जिससे एक शुद्ध द्रव्यमान स्थानांतरण जो क्रिस्टल को अधिकतम संपीड़न की दिशा में अल्प कर देता है। दोषों का प्रवास आंशिक रूप से रिक्तियों के कारण होता है, जिसका प्रवासन विपरीत दिशा में नेट मास ट्रांसपोर्ट के बराबर है।

सिद्धांत

क्रिस्टलीय पदार्थ सूक्ष्म स्तर पर कभी भी परिपूर्ण नहीं होते। क्रिस्टल लैटिस में परमाणुओं के कुछ स्थानों पर बिंदु दोषों का अभिग्रहण हो सकता है, जैसे "एलियन" कण या रिक्तियाँ। रिक्तियों को वास्तव में स्वयं रासायनिक प्रजातियों (या किसी मिश्रित प्रजाति/घटक का हिस्सा) के रूप में माना जा सकता है, जिसे फिर विषमांगी चरण संतुलन का उपयोग करके उपचारित किया जा सकता है। रिक्तियों की संख्या क्रिस्टल लैटिस में रासायनिक अशुद्धियों की संख्या से भी प्रभावित हो सकती है, यदि ऐसी अशुद्धियों के लिए लैटिस में उपस्थित रिक्तियों के गठन की आवश्यकता होती है।

एक रिक्ति क्रिस्टल संरचना के माध्यम से आगे बढ़ सकती है जब पड़ोसी कण रिक्ति में "अकस्मात वृद्धि" लगाता है, ताकि रिक्ति क्रिस्टल लैटिस में एक साइट पर प्रभावी रूप से आगे बढ़े। प्रक्रिया के दौरान रासायनिक बंधनों को तोड़ने और नए बंधन बनाने की आवश्यकता होती है,[2] इसलिए एक निश्चित सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसलिए, जब तापमान अधिक होता है तो क्रिस्टल के माध्यम से रिक्त स्थान को स्थानांतरित करना आसान हो जाता है।

सबसे स्थिर स्थिति तब होगी जब सभी रिक्तियां क्रिस्टल के माध्यम से समान रूप से फैली हुई हों। यह सिद्धांत फ़िक के नियम से निम्नानुसार है:

जिसमें Jx का तात्पर्य दिशा x में रिक्तियों के प्रवाह ("प्रवाह") से है; Dx उस दिशा में पदार्थ के लिए एक स्थिरांक है और उस दिशा में रिक्तियों की सांद्रता में अंतर है। नियम (x, y, z)-स्पेस में सभी प्रमुख दिशाओं के लिए मान्य है, इसलिए सूत्र में x को y या z के लिए आदान-प्रदान किया जा सकता है। परिणाम यह होगा कि वे क्रिस्टल पर समान रूप से वितरित हो जाएंगे, जिसके परिणामस्वरूप उच्चतम मिश्रण एन्ट्रॉपी होगी।

जब क्रिस्टल पर यांत्रिक तनाव लागू होता है, तो सबसे कम मुख्य तनाव की दिशा के लंबवत पक्षों पर नई रिक्तियां बनाई जाएंगी। रिक्तियां अधिकतम तनाव के लंबवत क्रिस्टल विमानों की दिशा में आगे बढ़ना शुरू कर देंगी।[3] वर्तमान सिद्धांत यह मानता है कि किसी दोष के पड़ोस में लोचदार तनाव सबसे बड़े अंतर संपीड़न की धुरी की ओर अल्प होता है, जिससे एक दोष रासायनिक क्षमता ग्रेडिएंट बनता है (लैटिस तनाव के आधार पर) क्रिस्टल के भीतर प्रसार द्वारा अधिकतम संपीड़न के समतल पर दोषों का शुद्ध संचय होता है। रिक्तियों का प्रवाह विपरीत दिशा में कणों के प्रवाह के समान है। इसका मतलब है कि एक क्रिस्टलीय पदार्थ रिक्तियों के प्रवाह से, अंतर तनाव के तहत विकृत हो सकती है।लैटिस में अन्य प्रजातियों के लिए प्रतिस्थापन करने वाले अत्यधिक मोबाइल रासायनिक घटक क्रिस्टल के अंदर रासायनिक प्रजातियों के शुद्ध अंतर द्रव्यमान हस्तांतरण (यानी अलगाव) का कारण बन सकते हैं, जो प्रायः रियोलॉजिकल रूप से अधिक कठिन पदार्थ को अल्प करने और विरूपण को बढ़ाने को बढ़ावा देता है।

लैटिस में अन्य प्रजातियों को प्रतिस्थापित करने वाले अत्यधिक मोबाइल रासायनिक घटक क्रिस्टल के अंदर रासायनिक प्रजातियों के शुद्ध अंतर द्रव्यमान हस्तांतरण (यानी पृथक्करण) का कारण बन सकते हैं, जो प्रायः रियोलॉजी के अधिक कठिन पदार्थ को अल्प करने और विरूपण को बढ़ाने को बढ़ावा देता है।

डिफ्यूजन क्रीप के प्रकार

क्रिस्टल के माध्यम से रिक्तियों का प्रसार कई प्रकार से हो सकता है। जब रिक्तियां क्रिस्टल (भौतिक विज्ञान में प्रायः "कण" कहा जाता है) के माध्यम से चलती हैं, तो इसे नाबरो-हेरिंग क्रीप कहा जाता है। रिक्तियों को स्थानांतरित करने का एक अन्य तरीका कण की सीमाओं के साथ-साथ है, एक तंत्र जिसे कोबल क्रीप कहा जाता है।

जब एक क्रिस्टल एक साथ कण सीमा के खिसकने (कण की सीमाओं के साथ सम्पूर्ण कण की गति) से स्पेस की समस्याओं को समायोजित करने के लिए प्रसार से विकृत हो जाता है, तो इसे कणदार या सुपरप्लास्टिक प्रवाह कहा जाता है।[4] प्रसार क्रीप दबाव समाधान के साथ-साथ भी हो सकता है। दबाव समाधान, कोबल क्रीप की तरह, एक तंत्र है जिसमें पदार्थ कण की सीमाओं के साथ चलती है। जबकि कोबल क्रीप में कण "शुष्क" प्रसार द्वारा चलते हैं, दबाव वाले घोल में वे घोल में चलते हैं।

प्रवाह नियम

किसी पदार्थ के प्रत्येक प्लास्टिक विरूपण को एक सूत्र द्वारा वर्णित किया जा सकता है जिसमें तनाव दर () अंतर तनाव (σ या σD) पर निर्भर करता है कण का आकार (d) और अरहेनियस समीकरण के रूप में एक सक्रियण मूल्य:[5]

जिसमें A प्रसार का स्थिरांक है, Q तंत्र की सक्रियण ऊर्जा है, R गैस स्थिरांक है और T पूर्ण तापमान (केल्विन में) है। घातांक n और m क्रमशः तनाव और कण के आकार के प्रति प्रवाह की संवेदनशीलता के मान हैं। प्रत्येक विरूपण तंत्र के लिए A, Q, n और m के मान भिन्न हैं। प्रसार क्रीप के लिए, n का मान सामान्यतः 1 के आसपास होता है। m का मान 2 (नाबारो-हेरिंग क्रीप) और 3 (कोबल क्रीप) के बीच भिन्न हो सकता है। इसका मतलब है कि कोबल क्रीप किसी पदार्थ के कण के आकार के प्रति अधिक संवेदनशील है: बड़े कण वाली पदार्थ छोटे कण वाली पदार्थ की तुलना में कोबल क्रीप द्वारा कम आसानी से विकृत हो सकती है।

डिफ्यूजन क्रीप के प्रभाव

किसी क्रिस्टलीय पदार्थ में प्रसार क्रीप के लिए स्पष्ट सूक्ष्म प्रमाण ढूंढना मुश्किल है, क्योंकि कुछ संरचनाओं को निश्चित प्रमाण के रूप में पहचाना गया है। एक पदार्थ जो प्रसार क्रीप से विकृत हो गई थी, उसमें चपटे दाने हो सकते हैं (तथाकथित आकार-पसंदीदा अभिविन्यास या एसपीओ वाले कण)। बिना लैटिस-वरीयता वाले अभिविन्यास (या एलपीओ) वाले समआयामी दाने सुपरप्लास्टिक प्रवाह के लिए एक संकेत हो सकते हैं।[6] उन सामग्रियों में जो बहुत उच्च तापमान के तहत विकृत हो गए थे, लोबेट कण की सीमाओं को प्रसार क्रीप के प्रमाण के रूप में लिया जा सकता है।[7]

डिफ्यूजन क्रीप एक तंत्र है जिसके द्वारा क्रिस्टल की मात्रा बढ़ सकती है। बड़े कण का आकार एक संकेत हो सकता है कि क्रिस्टलीय पदार्थ में प्रसार क्रीप अधिक प्रभावी था।

यह भी देखें

  • क्रीप (विकृति)
  • विकृति (अभियांत्रिकी)
  • प्रसार
  • डिस्लोकेशन क्रीप
  • पदार्थ विज्ञान

संदर्भ

  1. Passchier & Trouw 1998; p. 257
  2. Twiss & Moores 2000, p. 391
  3. Twiss & Moores 2000; p. 390-391
  4. Twiss & Moores 2000, p. 394
  5. Passchier & Trouw 1998; p. 54
  6. Passchier & Trouw 1998; p. 42
  7. Gower & Simpson 1992

साहित्य

  • गोवर, आर.जे.डब्ल्यू. और सिम्पसन, सी.; 1992: प्राकृतिक रूप से विकृत, उच्च ग्रेड क्वार्टज़ोफेल्डस्पैटिक चट्टानों में चरण सीमा गतिशीलता: डिफ्यूजन क्रीप के लिए साक्ष्य, जर्नल ऑफ़ स्ट्रक्चरल जियोलॉजी '14', पी। 301-314.
  • पास्चिएर, सी.डब्ल्यू. और ट्रौव, आर.ए.जे., 1998: माइक्रोटेक्टोनिक्स, स्प्रिंगर, ISBN 3-540-58713-6
  • ट्विस, आर.जे. और मूरेस, ई.एम., 2000 (छठा संस्करण): स्ट्रक्चरल जियोलॉजी, डब्ल्यू.एच. फ्रीमैन एंड कंपनी, ISBN 0-7167-2252-6

श्रेणी:पदार्थ क्षरण