Διολίσθηση ατόμων σε υλικά υπό καταπόνηση

Όλα τα υλικά αποτελούνται από άτομα κατανεμημένα σε κυβικές ή άλλες κυψελίδες σε 3Δ πλέγμα και η αντοχή των δεσμών μεταξύ τους (και η διολίσθηση των επιπέδων των ιόντων) είναι η πιο σημαντική παράμετρος που διέπει τη συμπεριφορά τους υπό καταπόνηση. Στα μέταλλα, όπου οι δεσμοί μεταξύ των ατόμων είναι σχετικά χαμηλής αντοχής (μεταλλικοί δεσμοί) οι δεσμοί πρώτα τεντώνονται χωρίς μόνιμη παραμόρφωση (ελαστική περιοχή) αλλά σχετικά εύκολα διολισθαίνουν υπό φόρτιση, και τα περισσότερα μεταλλικά υλικά παραμορφώνονται μόνιμα (πλαστική παραμόρφωση). Αντιθέτως, στα κεραμικά όπου οι δεσμοί μεταξύ των ιόντων είναι πολύ ισχυροί (ιονικοί ή ομοιοπολικοί), η διολίσθηση τους είναι πολύ δύσκολη και τα υλικά δεν δείχνουν πλαστική παραμόρφωση (παρά μόνο σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες) αλλά θραύονται χωρίς μόνιμη παραμόρφωση. Τα ξύλα και τα σκληρά πλαστικά λυγίζουν εύκολα (χαμηλό μέτρο ελαστικότητας) αλλά έχουν γενικά πολύ μεγάλη ελαστική περιοχή και θραύονται απότομα, με λίγη ή καθόλου πλαστική παραμόρφωση. Στο video αυτό θα δούμε πως παραμορφώνονται υπό κάμψη το αλουμίνιο (DurAl), ένα κεραμικό πλακάκι, ένα ξύλο ("κόντρα πλακέ") και το πολυκαρβονικό (ασπίδες αστυνομικών) και θα εξηγήσουμε την παραμόρφωση τους με αναφορά στην κίνηση των ιόντων στο ατομικό πλέγμα.
Σχεδίαση και παρουσίαση Δρ Γιώργος Βεκίνης, Διευθυντής Ερευνών και Υπεύθυνος Εκπαίδευσης του ΕΚΕΦΕ "Δημόκριτος"
Επιμέλεια: Διογένης Στρατιδάκης