Понижение - свободная поверхностная энергия
Cтраница 2
 |
Изменение характера смачивания.| Диаграмма растяжения монокристалла.| S. Диаграмма растяжения монокристалла. [16] |
Особое место среди физических методов воздействия на свойства взаимодействующих тел занимает адсорбционное понижение прочности твердых тел, подробно изложенное выше и получившее название эффекта Ребиндера. В основе его лежит понижение свободной поверхностной энергии S как на внешней поверхности твердого тела, так и на внутренних поверхностях, возникающих и развивающихся в процессе деформации по дефектам структуры или в результате скопления дислокаций. [17]
При интенсифицирующем действии добавок происходит так называемое адсорбционное понижение прочности твердых тел ( эффект Ребиндера), приводящее к значительному понижению сопротивляемости твердых тел, деформированию и разрушению в результате адсорбции поверхностно-активных веществ из окружающей среды. В основе этого эффекта лежит явление понижения свободной поверхностной энергии как на внешней поверхности, так и на внутренних поверхностях, возникающих и развивающихся в процессе деформации по дефектам структуры или в результате скопления дислокаций. [18]
Жидкости, наиболее сильно адсорбирующиеся поверхностями твердых тел, забегают вперед по обеим сторонам щели вплоть до самых узких мест, где проникновение ограничивается собственными размерами молекул жидкости. Давление адсорбционного слоя в сочетании с понижением свободной поверхностной энергии прежде всего вследствие адсорбции приводит к снижению механических свойств, содействует облегчению деформации и разрушению тела. [19]
Характерно, что такое же действие на ползучесть монокристаллов свинца - смещение предела текучести и всей реологической кривой ( но в обратном направлении - в сторону больших напряжений) вызывают твердые пленки соответствующей толщины на поверхности образцов, например окиси свинца или поликристаллического цинка. Эти результаты в сопоставлении с известными данными о пластифицировании металлов при адсорбции органических ПАВ позволяют уточнить наши представления о роли поверхностного потенциального барьера, препятствующего движению дислокаций в приповерхностном слое металла, и о механизме адсорбционного пластифицирования, который состоит в облегчении перемещения дислокационных сегментов в относительно глубоком приповерхностном слое ( например до десятков микрон), что обусловливается при понижении свободной поверхностной энергии соответствующим уменьшением работы элементарного акта развития новых моноатомных ячеек поверхности при ее прочерчивании точками выхода дислокаций. [20]
 |
Температурная зависимость ( а предельной деформации е, и прочности Ра ( 6 при растя-кеиип поликристаллических образцов олова. чистых ( i и покрытых тонкой пленкой цинка ( 2. [21] |
Ребиндера, полученные за последние годы в работах Института физической химии АН СССР и Кафедры коллоидной химии Московского Государственного университета совместно с СФизико-механическим институтом АН УССР, Институтом машиноведения и других организаций. Характерными чертами этих работ является, во-первых, распространение исследований наряду с металлами на широкий круг объектов: твердых тел с различным типом межатомных взаимодействий - с ионным, ковалент-иым, молекулярным строением, а также сплошных и пористых, кристаллических и аморфных; и во-вторых, возросший интерес к попыткам количественного анализа основных факторов, определяющих проявление этих эффектов, в частности впервые проведенное непосредственное количественное сопоставление понижения прочности и понижения свободной поверхностной энергии. [22]
Характерными чертами этих работ является, во-первых, распространение исследований наряду с металлами на широкий круг объектов: твердых тел с различным типом межатомных взаимодействий - с ионным, ковалент-ным, молекулярным строением, а также сплошных и пористых, кристаллических и аморфных; и во-вторых, возросший интерес к попыткам количественного анализа основных факторов, определяющих проявление этих эффектов, в частности впервые проведенное непосредственное количественное сопоставление понижения прочности и понижения свободной поверхностной энергии. [23]
 |
Температурная зависимость ( а предельно деформации е и прочности Ре ( б при растяжении поликристадлических образцов олова. чистых ( 1 и покрытых тонкой пленкой цинка (. [24] |
Ребиндера, полученные за последние годы в работах Института физической химии АН СССР и Кафедры коллоидной химии Московского Государственного университета совместно с гФизико - механическим институтом АН УССР, Институтом машиноведения и других организаций. Характерными чертами этих работ является, во-первых, распространение исследований наряду с металлами на широкий круг объектов: твердых тел с различным типом межатомных взаимодействий - с ионным, ковалент-ным, молекулярным строением, а также сплошных и пористых, кристаллических и аморфных; и во-вторых, возросший интерес к попыткам количественного анализа основных факторов, определяющих проявление этих эффектов, в частности впервые проведенное непосредственное количественное [ сопоставление понижения прочности и понижения свободной поверхностной энергии. [25]
Особенно большое значение при проявлении эффекта Ребиндера играют два способа: контакт с жидкой средой, близкой к данному твердому телу по своей молекулярной природе; адсорбция так называемых поверхностно-активных веществ из окружающей среды или из объема самого твердого тела. Изменение механических свойств, вызванное понижением свободной поверхностной энергии вследствие адсорбции, называют адсорбционным понижением прочности. [26]
В предыдущих главах были описаны адсорбционные эффекты, наблюдаемые при деформировании металлов в присутствии различных органических поверхностно-активных сред. В этом случае понижение свободной поверхностной энергии металла относительно невелико, и действие среды проявляется в основном. Однако, если окружающая среда обладает большим физико-химическим сродством к данному твердому телу, то понижение свободной поверхностной энергии может оказаться очень значительным. [27]
Характерно, что такое же действие на ползучесть монокристаллов свинца - смещение предела текучести и всей реологической кривой ( но в обратном направлении - в сторону больших напряжений) вызывают твердые пленки соответствующей толщины на поверхности образцов, например, окиси свинца или поликристаллического цинка. ПАВ позволяют уточнить наши представления о роли поверхностного потенциального барьера, препятствующего движению дислокаций в приповерхностном слое металла, и о механизме адсорбционного пластифицирования, который состоит в облегчении перемещения дислокационных сегментов в относительно глубоком приповерхностном слое ( например до десятков микрон), что обусловливается при понижении свободной поверхностной энергии соответствующим уменьшением работы глементарного акта развития новых мо-ноато 1 гаых ячеек поверхности при ее прочерчивании точками выхода дислокаций. [28]
Характерно, что такое же действие на ползучесть монокристаллов свинца - смещение предела текучести и всей реологической кривой ( но в обратном направлении - в сторону больших напряжений) вызывают твердые пленки соответствующей толщины на поверхности образцов, например окиси свинца или поликристаллического цинка. ПАВ поаволяют уточнить наши представления о роли поверхностного потенциального барьера, препятствующего движению дислокаций в приповерхностном слое металла, и о механизме адсорбционного пластифицирования, который состоит в облегчении перемещения дислокационных сегментов в относительно глубоком приповерхностном слое ( например до десятков микрон), что обусловливается при понижении свободной поверхностной энергии соответствующим уменьшением работы елементарного акта развития новых мо-ноатошшх ячеек поверхности при ее прочерчивании точками выхода дислокаций. [29]
При разрушении металлов наблюдаются две основные стадии. На первой из них происходит зарождение и развитие равновесных трещин под действием скалывающих напряжений в местах с высокой концентрацией напряжений. На второй стадии трещины под действием нормальных напряжений переходят от равновесного состояния к спонтанному распространению по всему сечению монокристалла. Эти оба процесса, естественно, облегчаются при понижении свободной поверхностной энергии в результате внедрения поверхностно-активных частиц внутрь кристалла по дефектным участкам структуры. Такая модель мож & т служить теоретическим обоснованием известного опытного факта о постоянстве произведения нормальных и скалывающих напряжений при хрупком разрыве, что позволяет выбрать эту величину произведения в качестве меры прочности монокристалла. [30]
Страницы: 1 2 3