Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Необычные свойства обычных металлов - Займовский В.А.

Займовский В.А., Колупаева Т.Л. Необычные свойства обычных металлов — М.: Наука, 1984. — 192 c.
Скачать (прямая ссылка): neobichniesvoystvaobichnihmetalov1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 36 37 38 39 40 41 < 42 > 43 44 45 46 47 48 .. 52 >> Следующая


JiZr Е (У.у + Тр)

151
кристаллографической плоскости в решетке. Sth плоскости называют «плоскостями скола». Например, кристаллы с ОЦК. решеткой раскалываются по плоскости грани куба, и расчеты показали, что именно эта плоскость обладает наименьшей истинной поверхностной энергией. Таким образом, yv как бы «направляет» процесс хрупкого разрушения, ориентирует трещину в кристаллической решетке, a Ypi хотя и берет на себя львиную долю энергии, но «действует» только в рамках уже заданной ориентировки трещины.

Значит, есть плоскости в кристалле, по которым он раскалывается сравнительно легко, если привести его в хрупкое состояние, например, охладив до низкой температуры. В предельном случае при хрупком разрушении кристалла в изломе обнажится определенная атомная плоскость — плоскость скола — и мы получим совершенно идеальное зеркало.

В металлах, даже самых хрупких, вид излома далек от этого идеала по уже известной нам причине — поверхность разрушения «испорчена» пластической Деформацией. В сильный микроскоп мы увидим на ней ступеньки, впадины, бугорки и т. п. Рельеф поверхности излома может быть достаточно пологим, но это все же не идеальная атомная плоскость. Конечно, такой излом блестит, но зеркало это — «мутноватое». Излом, полученный в результате вязкого разрушения металла вообще не блестит; он матовый, хорошо рассеивает свет, так как поверхность его неизмеримо рельефнее, гораздо сильнее «испорчена» деформацией. Что касается стекла, то, как мы знаем, его легко «заморозить» и получить идеально хрупкое разрушение. Именно поэтому его так любил Гриффитс. Ho стекло — аморфный материал: оно не имеет кристаллической решетки, его атомы не образуют таких правильных построений, как атомы кристаллов. Следовательно, само понятие «атомная плоскость» здесь неприменимо. Поверхность хрупкого разрушения стекла, конечно, блестит, но далеко не так, как блестят бриллианты.

Вот мы и подошли ко второму вопросу, который поставили в начале этой главы. Почему сияет грань алмаза? Это, конечно, определяется его оптическими свойствами. Ho здес^ важно и еще одно обстоятельство. Алмаз — вещество кристаллическое, но гораздо более хрупкое, чем самый хрупкий металл. Дело в том, что ковалентная

152
г

связь, объединяющая атомы в решетке алмаза имеет строгую направленность, она далеко не так гибка, как в других веществах. Если мы вспомним механизм перемещения дислокаций в кристаллической решетке фис. 42), то будет видно, что он требует значительных угловых смещений атомов относительно соседнего атомного слоя (хотя все это и происходит в малом объеме — вблизи края лишней полуплоскости). Ковалентная связь в алмазе не может выдержать таких деформаций, поэтому движение дислокаций в решетке алмаза практически исключено. Вот почему алмаз тверже всех металлов и всех существующих на Земле минералов, вот почему алмаз может резать все, что угодно, а его ничем разрезать или даже поцарапать нельзя.

Однако, если нельзя разрезать, то можно расколоть, так как чем тверже материал, тем он обычно более хрупок. Задача ювелира — правильно найти плоскость скола и точно нанести удар. И тогда обнажившаяся грань алмаза будет сиять, как вечные снега Кавказа, поверхность которых, отшлифованная ветром времени, хорошо отражает солнечные лучи.

153
§ 5. Сверхпрочность

Теперь, когда читатель знает, в чем причина низкой реальной прочности металлов, у него может возникнуть вопрос о возможности ее резкого увеличения. Действительно, известно, чем обычно ограничена величина предельной упругой или пластической деформации, но ведь есть сверхупругость и сверхпластичность. Почему бы не быть сверхпрочности?

Разговор об этом уже был и сейчас нам предстоит его продолжить. Вначале наметим пути получения сверхпрочных материалов и вернемся для этого к опытам А. Гриффитса. До своего «изгнания» из лаборатории (а позже Гриффитс стал известным конструктором авиационных двигателей) он успел установить интересную закономерность: чем тоньше стеклянные волокна, тем выше их прочность на разрыв, т. е. напряжение (конечно, не нагрузка), которое они могутвыдержать. Гриф-фитс утонял волокна, нагревая их той самой злополучной горелкой и оттягивая их концы. В результате ему удалось получить образцы диаметром 2,5 мкм, и их прочность составила 3500 МПа, тогда как прочность обычного стекла («оконной толщины») — около 100 МПа. Поскольку довольно строго соблюдалась обратно пропорциональная зависимость между прочностью н диаметром образцов, Гриффитс посчитал, что он вправе экстраполировать эту зависимость в область очень малых диаметров волокон. Получилось, что такая «паутина» должна была бы иметь прочность более IO4 МПа. Эта экспериментальная оценка хорошо совпадает с теоретической, так как модуль Юнга стекла 7-Ю4 МПа.

В дальнейшем удалось получить волокна диаметром 1 мкм и менее, и значения их прочности хорошо укладывались на продолжение экспериментальной кривой Гриффитса. Пример показан на рис. 87. Взяв циркуль и линейку, можно легко убедиться в том, что деформация наружных слоев этой стеклянной нити превышает 7 %, причем эта деформация упругая. Нить полностью рас-
Предыдущая << 1 .. 36 37 38 39 40 41 < 42 > 43 44 45 46 47 48 .. 52 >> Следующая