In fisica dello stato solido, l'effetto Snoek è il fenomeno di rilassamento che si verifica nei metalli aventi struttura cristallina cubica a facce centrate e comporta un riassetto della struttura cristallina come risposta ad una deformazione locale, indotta da una sollecitazione direzionale che tende a fare migrare gli atomi presenti negli interstizi ottaedrici nella stessa direzione della sollecitazione...
Descrizione Gli atomi interstiziali sono distribuiti omogeneamente negli interstizi del reticolo cristallino (nel nostro caso negli interstizi ottaedrici). Se viene applicata, al cristallo, una tensione (o trazione) in una direzione specifica, ad esempio sulla asse Z, l'anisotropia dei punti dell'interstizio ottaedrico allineati lungo l'asse Z si riduce, mentre aumenta quella dei punti allineati lungo l'asse X e Y. Cioè si deforma la gabbia ottaedrica a seconda della direzione del disturbo applicato.
Questa deformazione può portare ad una riallocazione degli atomi interstiziali, tramite diffusione, dove la gabbia deformata non offre più lo spazio necessario. Questa diffusione termina al termine dello stress della tensione (o trazione) applicata, perché a questo punto si verifica di nuovo la riallocazione degli atomi allo stato iniziale (diffusione statistica). Ma questo è un processo breve nel tempo e gli effetti sono troppo veloci per essere misurati.
Un importante esempio di materiale, in cui è marcato l'effetto Snoek, è il ferro α contenente carbonio. In cui il carbonio è sito negli interstizi ottaedrici della struttura cristallina del ferro e viene riallocato se il ferro è sottoposto ad uno stress di trazione o tensione direzionale. Questa riallocazione ha un limite, se la gabbia ottaedrica diviene troppo deformata (lo stress è troppo elevato) si verifica la rottura delle celle e la conseguente fessurazione o rottura del materiale.
Storia
L'effetto Snoek prende il nome dal fisico olandese Jaap Louis Snoek (1908–1999), che lo scoprì e descrisse per primo negli anni '40. L'indagine di Snoek si concentrò sulle proprietà anelastiche dei metalli, in particolare sul ferro α (ferrite) contenente piccole quantità di atomi interstiziali di carbonio o azotoSnoek, J.L. (1941). Anelastic phenomena in steel. Physica, 8(9), 921–930..
Nel 1941, Snoek osservò che l'applicazione di uno sforzo oscillatorio a questi materiali provocava un picco di attrito interno (o perdita meccanica) a una temperatura specifica e a una frequenza fissaSnoek, J.L. (1941). On the decrease of the permeability of ferromagnetic rods by tension. Physica, 8(7), 711–733.. Questo picco, oggi noto come Picco di Snoek (Snoek Peak), era la prova del rilassamento indotto dalla tensione dovuto alla ridistribuzione per diffusione degli atomi interstiziali all'interno dei siti ottaedrici del reticolo cristallino cubico a corpo centrato (bcc}. La scoperta fornì un potente strumento non distruttivo per determinare la concentrazione di atomi interstiziali in soluzione solida nei metalli bcc e stabilì una base fondamentale per la comprensione delle proprietà meccaniche e della fragilità dei materiali ferrosiZener, C. (1948). Elasticity and Anelasticity of Metals. University of Chicago Press..
Note
Bibliografia
Collegamenti esterni
Categoria:Fisica dello stato solido