晶粒生長、沉積和晶粒間偏析結構加工分析顯微鏡
由熱應變引起相應的熱應力值,受彈性模量和屈服強度隨溫度
衰減的影響,另外還與能夠影響韌性和抗重復熱沖擊的多邊化、再
結晶、恢復退火、晶粒生長、沉積和晶粒間偏析等結構改變有關。
由15A電流引起的較大溫升約為10℃的量級值,對材料(導線)的性
能和結構不可能產生明顯改變。另一種可能是在循環過程中,導線
的熱膨脹使接觸應力增大,造成處于擠壓狀態下的接觸區域加工硬
化。因為加工硬化會提高松弛速度,所以這種情況會使應力松弛速
率增大。由于導線的熱膨脹產生的應力足以引起局部屈服,因此接
觸區域會發生加工硬化。
還有一種觀點是電流對應力松弛的作用和電塑性有關。正如引
言中所說,大量研究已證實,在電場的作用下流動應力、蠕變、和
應力松弛等力學性能會發生明顯的改變。
必須強調的一點是,無論電流作用于應力松弛的詳細機理是怎
樣的,這一作用都極有可能與電場和結構缺陷,特別是位錯的相互
作用有關?紤]到這些因素,以及電流循環的動態特性,后面將給
出一個簡單的模型來描述電流循環對應力松弛的影響。
通常金屬的應力松弛與排列、密度、位錯運動以及它們與其他
結構缺陷的相互作用等因素有關,這些結構缺陷包括晶界和二次晶
界、雜質、溶解物、沉淀物等。因此當電流流經導線時不僅會引起
生熱及熱膨脹,還會減弱位錯和阻礙位錯運動的障礙之間的約束力
,而這一阻礙僅靠單一熱作用是無法克服的。結果減緩了成核及位
錯的成倍增長,并提高了移動位錯的密度,改變了位錯在材料中的
排列。
在導線中重復施加電流(循環電流),將位錯更多地從阻塞缺陷
中釋放出來,增強移動性,降低材料中位錯密度,這將加快應力松
弛速度。
應該指出,這一模型并沒有將溫度的影響排除在外,而是由于
流經電流產生的熱量相對較低,單一的熱作用不能對位錯運動的動
態特性和材料中位錯的排列產生明顯影響。
對于蠕變的情況,塑性形變的基本過程可以用與位錯動態特性
和粘滯擴散流動相關的現象來描述。后者發生在溫度接近熔點的情
況。在中溫和施加較低壓力時蠕變速度會逐漸減小直至為零,這一
過程可用對數定律表示