ההבדל העיקרי בין זחילת נקע וזחילת דיפוזיה הוא שזחילת נקע היא תנועה של נקעים דרך מבנה הגבישי של חומר, בעוד שזחילת דיפוזיה היא דיפוזיה של חללים פנויים דרך סריג גביש.
דפורמציה בכימיה פיזיקלית מתייחסת לטרנספורמציה של מכניקת הרצף של גוף ממבנה ייחוס למבנה נוכחי.
מהו זחילת נקע?
Dislocation creep הוא סוג של מנגנון דפורמציה בחומרים גבישיים הכרוך בתנועה של נקעים דרך סריג הקריסטל של החומר.זהו המנגנון המנוגד לזה של זחילת דיפוזיה. זחילת הנקע גורמת לעיוות פלסטי של גבישים בודדים, ובכך, החומר עצמו.
סוג זה של דפורמציה רגיש מאוד ללחץ הדיפרנציאלי על החומר. לדוגמה, בטמפרטורות נמוכות מאוד, זחילת נקע היא מנגנון העיוות הדומיננטי ברוב החומרים הגבישיים.
איור 01: An Edge Dislocation Creep in a Diagram
זחילת נקע בגבישים מתרחשת עקב תנועת נקעים לאורך סריג הגביש. כאשר נקע נע דרך הגביש, חלק מהגביש נוטה להזיז בנקודת סריג אחת לאורך מישור (שמתרחש ביחס לשאר הגביש). המישור שבאמצעותו מופרדים האזורים המוזזים והלא-מוזזים נקרא מישור ההחלקה.על מנת לאפשר תנועה זו, כל הקשרים הכימיים היוניים לאורך מישור ההחלקה חייבים להישבר בבת אחת. יתר על כן, שבירת הקשר הזו דורשת כל כך הרבה אנרגיה, בתיאוריה, כדי לאפשר לבצע את זחילת הנקע. בהנחה שהתנועה מתרחשת בדרגה, שבירת הקשר מלווה מיד בקשר חדש שנוצר ברמת אנרגיה נמוכה.
עקב תנועה של נקע בדרגה דרך סריג קריסטל, ניתן ליצור פגם סריג ליניארי בין חלקי סריג הגביש. ישנם שני סוגים של זחילי נקע בשם נקעים של קצה ובורג. בזחילת נקע בקצה, נוצר קצה של שכבה נוספת של אטומים בתוך סריג הגביש. בזחילת פריקת בורג, הוא יוצר קו שלאורכו סריג הגביש קופץ נקודת סריג אחת.
מהו קריפ דיפוזיה?
דיפוזיה קריפ הוא סוג של מנגנון דפורמציה בחומרים גבישיים שבהם מתרחשת דיפוזיה של חללים פנויים דרך סריג הגביש. טכניקת דפורמציה זו גורמת לעיוות פלסטי ולא לכשל השביר של החומר.
סוג דפורמציה זה רגיש יותר לטמפרטורה יחסית לסוגים אחרים של עיוותים המתרחשים בסריגי גביש. זחילת דיפוזיה מתרחשת בדרך כלל בטמפרטורות הומולוגיות גבוהות. יתר על כן, זחילת דיפוזיה גורמת לנדידה של פגמים גבישיים דרך סריג הגביש באופן שכאשר גביש עובר דרגת דחיסה גדולה יותר בכיוון אחד בהשוואה לכיוון אחר. שם, נדידת הפגמים מתרחשת לעבר פני הגביש לאורך כיוון הדחיסה. זה גורם להעברת מסה נטו הגורמת לקיצור הגביש בכיוון שבו מתבצעת הדחיסה המקסימלית.
בדרך כלל, גבישים אינם מושלמים בקנה מידה מיקרו. הסיבה לכך היא שכמה אתרים של אטומים בסריג הגביש הזה נתפסים על ידי פגם נקודתי, חלקיקים או מקומות פנויים. ניתן להתייחס למשרות פנויות אלו כמינים כימיים שניתן לטפל בהם באמצעות שיווי משקל הטרוגני של פאזה. בתופעה זו, מספר המקומות הפנויים מושפע ממספר הזיהומים הכימיים בגביש.מקומות פנויים אלה יכולים לנוע דרך מבנה הגביש עקב "קפיצה" של חלקיקים שכנים.
מה ההבדל בין זחילת נקע ל-Diffusion Creep?
דפורמציה בכימיה פיזיקלית מתייחסת לטרנספורמציה של מכניקת הרצף של גוף ממבנה ייחוס למבנה נוכחי. ההבדל העיקרי בין זחילת נקע לזחילת דיפוזיה הוא שזחילת נקע היא תנועה של נקעים דרך מבנה הגביש של חומר ואילו זחילת דיפוזיה היא דיפוזיה של מקומות פנויים דרך סריג גביש שמתרחש.
האינפוגרפיקה שלהלן מציגה את ההבדלים בין זחילת נקע וזחילת דיפוזיה לצורך השוואה זו לצד זו.
סיכום – זחילת נקע לעומת זחילה דיפוזיה
זחילת נקע וזחילת דיפוזיה הם שני סוגים של מנגנוני דפורמציה בסריגי קריסטל. ההבדל העיקרי בין זחילת נקע לזחילת דיפוזיה הוא שזחילת נקע היא תנועה של נקעים דרך מבנה הגבישי של חומר, בעוד שזחילת דיפוזיה היא דיפוזיה של מקומות פנויים דרך סריג גביש.
