Отдельные ледяные кристаллы

Отдельные ледяные кристаллы

В настоящее время единственным способом деформации отдельных кристаллов льда, который может быть показан наглядно, является смещение по базисной плоскости, подобное сдвигу, который возникает в кристаллах металлов или других кристаллических веществах. Такое смещение происходит по слоям, хорошо заметным в поляризованном свете [4]; по соседству с участками, на которых произошел сдвиг, должно иметь место разрушение кристаллической решетки. Возникающие при этом структурные изменения пока изучены слабо, хотя это и можно было бы сделать достаточно детально, например, с помощью электронного микроскопа. Исследование деформированных кристаллов льда в рентгеновских лучах подтверждает сдвиговый характер возникающих в них деформаций. Чтобы убедиться в этом, достаточно внимательно изучить расположение точек на, подтверждающих льда, находящегося в напряженном состоянии.

Даже при сравнительно небольших напряжениях в деформируемых кристаллах наблюдается ползучесть, имеющая, однако, несколько иной, чем у других материалов, характер: с течением времени скорость ползучести возрастает. Штейнеман показал, что ускорение ползучести в конечном итоге стремится к некоторому постоянному значению и что скорость ползучести у связана с приложенным к кристаллу напряжением сдвига зависимостью.

В прошлом неоднократно предпринимались попытки найти направление скольжения для льда. Задача решалась либо визуальным определением направления, в котором происходит смещение, либо исследованием вопроса об отклонениях деформации сдвига от направления наибольшего давления сдвига в плоскости скольжения. Однако, как недавно отметил Камб, такие попытки заранее обречены на неудачу, если течение льда подчиняется закону, выраженному уравнением (1) при значениях от 1 до 5, и если можно применить этот закон к давлению сдвига в каждом направлении скольжения, чтобы получить соответствующие скорости деформации. Разумеется, как это и показывает Камб, если и равно 1 или 3, течение льда во всех случаях происходит в направлении наибольшего давления сдвига в плоскости скольжения; в то же время если значение и лежит между 1 и 3, то течение будет несколько отклоняться от направления скольжения. Таким образом, при дальнейших исследованиях наибольшее внимание необходимо обращать не на макроскопическое перемещение кристаллов, а на изучение сдвигов внутри них, причем сдвиги эти вызваны, например, смещением отдельных частей ледяных зерен. Однако ответ на этот вопрос не имеет непосредственного отношения к изменению состояния больших масс льда.

Гидростатическое давление не оказывает воздействия на текучесть ледяных кристаллов при условии, что температура окружающей среды ниже точки замерзания воды. Однако имеются сообщения, согласно которым сносное давление, перпендикулярное плоскости скольжения, ускоряет процесс; открытие этого явления представляет собой известную неожиданность и может, если результаты наблюдений подтвердятся, привести к обнаружению некоторых, до сих пор неизвестных особенностей текучести льда.

Может ли в отдельных кристаллах льда возникать пластическая деформация еще каких-либо типов — вопрос, нуждающийся в более тщательном изучении. Прочность льда измерялась по методу Бринелля и другими аналогичными способами. Метод Бринелля сводится к определению сопротивления материала вдавливанию штампа заданной формы.   Трудно представить, что проникновение штампа в лед может происходить только за счет скольжения по базисной плоскости. Кроме того, если деформация льда происходит только вследствие скольжения по базисной плоскости, в процессе превращения в поликристаллическую массу в нем должны возникать пустоты; впрочем, они могут заполняться в результате рекристаллизации и перемещения границ между ледяными зернами. Наконец, в работе Бутковича и Ландауэра содержатся сведения о том, что скорость деформации ледяных кристаллов в случае, когда приложенная сила перпендикулярна базисной плоскости, вполне сравнима со скоростью деформации поликристаллического льда. Все это заставляет нас признать возможность существования какого-то другого механизма деформации ледяных кристаллов; по-видимому, этот механизм, создающий значительно большее сопротивление текучести, чем базисное скольжение, объясняет наблюдаемую прочность   поликристаллических   ледяных масс.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.