Doświadczalna analiza anizotropii własności sprężystych monokryształów metali o strukturze A1

Abstract

According to the so far used description of elastic crystals with A1 structure there are only three independent elastic constants. This paper presents a new approach, according to which, there are not three but four independent elastic constants. A possibility of unequivocal determination of the elastic constants $C_{1221}$ using classic theoretical model was questioned. There is also presented an attempt to justify a new theoretical approach in experimental manner. There are described experimental techniques, which included measurements of changes in the geometry of single crystals (in different orientations, including basic orientation) subjected to elastic deformation during uniaxial tensile tests and measurements of elastic longitudinal and transverse waves propagation velocity in these crystals. Using the proposed, new model, new set of values for elastic constants has been determined and it was shown that for such values obtained (in particular the constant $C_{1221}$) a better compliance with experimental results has been achieved.

Zgodnie z dotychczas stosowanym opisem sprężystości kryształów o sieci Al mamy do czynienia tylko z trzema niezależnymi stałymi sprężystości. Praca przedstawia nowe podejście, według którego istnieją nie trzy, a cztery niezależne stałe sprężystości. Poddano w wątpliwość możliwość jednoznacznego wyznaczenia stałej sprężystości $C_{1122}$ stosując klasyczny model teoretyczny. Podjęto również próbę uzasadnienia nowego podejścia teoretycznego na drodze eksperymentalnej. Przedstawiono opis stosowanych technik doświadczalnych, które obejmowały pomiary zmian geometrii monokryształów (o różnych orientacjach, w tym o orientacji podstawowej) w warunkach deformacji sprężystej w trakcie próby jednoosiowego rozciągania oraz pomiarów prędkości propagacji fal sprężystych podłużnych oraz poprzecznych w tych kryształach. Korzystając z zaproponowanego, nowego modelu, wyznaczono nowe wartości stałych sprężystości i pokazano, że dla tak uzyskanych wartości (w szczególności stałej $C_{1221}$) uzyskano lepszą zgodność z wynikami doświadczalnymi.