Coble-kruip

Coble-kruip (Engels: Coble creep) is een vorm van diffusiekruip in polykristallijne stoffen (stoffen die opgebouwd zijn uit allemaal kleine kristallen), waarbij de diffusie van vacatures aan de korrelgrenzen plaatsvindt. In de materiaalkunde worden deze kleine kristallieten korrels genoemd, de diffusie vindt plaats aan de grensvlakken waar korrels samenkomen. Als de stof zich onder een differentiaalspanning bevindt leidt dit tot een stroom van deeltjes door de korrelgrenzen naar de vlakken van een korrel waar de kleinste drukspanning op staat. Door deze stroming van deeltjes deformeert de korrel.

Schematische weergave van Coble-kruip.

Coble-kruip is genoemd naar Robert Coble, een Amerikaans materiaalkundige die in 1963 als eerste over deze vorm van kruip in materialen publiceerde.

Vervorming door Coble-kruip

De snelheid van vervorming (Engels: strain rate) van een materiaal wordt bij Coble-creep gegeven met de formule:

${\dot {\epsilon }}={\frac {\sigma }{d^{3}}}D_{C}e^{-Q_{\text{Coble}}/RT}$

Waarbij:

• $\sigma$ de op het materiaal staande differentiaalspanning is;
• $d$ de gemiddelde korrelgrootte;
• $D_{C}$ een constante voor Coble-kruip is, deze is het product van de gemiddelde breedte van de korrelgrenzen, het activatievolume en de diffusieconstante;
• $-Q_{\text{Coble}}$ de activeringsenergie is voor Coble-kruip;
• $R$ de gasconstante en
• $T$ de temperatuur in kelvin

Dit betekent dat bij Coble-kruip de snelheid van vervorming lineair afhankelijk is van de toegepaste differentiaalspanning. Hetzelfde geldt ook voor Nabarro-Herring-kruip. Het verschil tussen de twee mechanismen is de afhankelijkheid van de korrelgrootte. Bij Coble-kruip is de snelheid van vervorming afhankelijk van de korrelgrootte tot de macht −3, bij Nabarro-Herring-kruip is dat tot de macht −2. Door monsters met verschillende korrelgroottes experimenteel onder spanning te brengen en de snelheid waarmee de deformatie plaatsvindt te meten kan bepaald worden welk mechanisme in een bepaald materiaal en onder bepaalde omstandigheden dominant is.

Zie ook

• Diffusiekruip
• Deformatie (materiaalkunde)

Bronnen, noten en/of referenties