Согласно кинетической концепции прочности академика С.Н. Журкова с увеличением температуры Т увеличивается средняя амплитуда тепловых колебаний атомов и за счет тепловых флюктуаций, обуславливающих выброс отдельных атомов из узлов решетки, увеличивается равновесная концентрация вакансий
CV,T(%) = Со ехр (-Uv./RT),
где С0 и R представляют собой концентрацию вакансий при начальной температуре Т0 и универсальную газовую постоянную соответственно, а значение экспоненты характеризует вероятность акта образования вакансии при средней энергии тепловых колебаний RT и энергии активации образования вакансий Uv. В случае нарушения равновесия (за счет внешнего напряжения σТ) концентрация вакансий нарастает при Т = const и коагулирует в макроскопические поры. Атомы вольфрама из образующихся пор диффундируют к поверхности нити и испаряются.
При высокотемпературном разрушении ТН возможны конструктивные и другие приемы, замедляющие этот процесс и повышающие долговечность. Одним из них является изготовление композитного ТН (сплетенного из нескольких, более тонких проволочек). В соответствии с кинетической концепцией прочности под действием приложенного напряжения образец разрушится за время tp в случайном месте. В композитном ТН мала вероятность обрыва всех нитей в одном месте, что повышает долговечность в 5 - 15 раз по сравнению с моно нитью.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Мордюк В.С., Мордюк Б.Н. Новая кинетическая концепция термического испарения. Металлофизика и новейшие технологии, 2004, т.26, № 5,С.703-712.