ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы СТРУКТУРЫ С ФАЗОВЫМИ КОНТАКТАМИ, ВОЗНИКАЮЩИМИ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВЫДЕЛЕНИЯ НОВОЙ ФАЗЫ ПРИ УДАЛЕНИИ ЖИДКОИ СРЕДЫ ИЛИ ВСЛЕДСТВИЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ЧАСТИЦ из "Высококонцентрированные дисперсные системы" Как отмечалось во введении и в гл. I, формирование структур дисперсных материалов есть результат химических и фазовых превращений в дисперсных системах, сопровождающийся переходом структур с обратимыми по прочности атомными или коагуляционными контактами в структуры с прочными, необратимо разрушающимися фазовыми контактами или контактами переплетения (см. рис. 1). Естественно, что для этого перехода характерна тесная взаимосвязь между закономерностями образования однородных структур с обратимыми (в дисперсных системах) и необратимо разрушающимися (в дисперсных материалах) контактами. [c.258] Все виды дефектов и неоднородностей, имеющие место в структурах дисперсных систем, передаются по наследству в процессе формирования структур дисперсных материалов и необратимо фиксируются в них, приводя к снижению их мгновенной и длительной прочности и ряда эксплуатационных свойств. [c.258] Следовательно, синтез прочности, связанный с образованием структур с обратимыми контактами и их переходом в структуры с истинными фазовыми контактами в случае получения реальных дисперсных материалов, сопровождается также и синтезом дефектов и неоднородностей их структуры. Вид и концентрация этих дефектов и неоднородностей определяют степень понижения структурно-механических характеристик плотности, прочности, модулей упругости, долговечности в условиях знакопеременных динамических нагрузок и особенно в условиях сочетания механических воздействий с воздействиями агрессивной внешней среды (в первую очередь коррозия материалов). [c.258] Эти примеры образования дисперсных материалов по существу охватывают большинство возмол ных случаев получения структур с различными видами фазовых контактов между частицами дисперсных фаз. [c.259] В большинстве своем дисперсные материалы представляют собой высоконаполненные обычно относительно инертным (в химическом отношении) дисперсным наполнителем отвержденные системы, в которых связующее образует склеивающую зерна наполнителя прослойку. Именно контактная зона на границе раздела наполнитель — склеивающая прослойка и ее объемные свойства оказывают решающее влияние на структурно-механические характеристики дисперсных материалов. Поэтому основные условия получения высокопрочных материалов определяются высокой прочностью сцепления в контакте между наполнителем и связующим, а также когезионной прочностью склеивающей прослойки. [c.259] Зависимость прочности Н дисперсных материалов от концентрации ф дисперсной фазы в дисперсионной среде (а) и от ее дисперсности 3 (б) на начальных стадиях структурообразования. [c.260] И действительно, это соотношение оказывается справедливым до тех пор, пока и поскольку дисперсность твердой фазы (или ее концентрация) не достигнут критических значений фс или 6с. Попытка перейти в область более высоких концентраций или дисперсностей обычно сопровождается резким падением прочности из-за появления и скопления в материале неоднородностей и дефектов структуры (рис. 97). [c.260] Эти дефекты и неоднородности — следствие невозможности в рамках традиционной технологии управлять свойствами высокодисперсных и высококонцентрированных систем на начальных стадиях из-за резко возрастающих прочности и вязкости возникающих в них структур такие дисперсные системы становятся трудно перемешиваемыми, уплотнение их связано с необходимостью создания высоких давлений прессования. [c.260] Все это приводит к возникновению локальных неоднородностей, неравномерности в плотности и прочности по высоте формуемого изделия, появлению внутренних напряжений, т. е. к дефектности структуры материалов. [c.260] Самые разнообразные композиционные дисперсные материалы, часто резко различные по химической природе, механическим характеристикам и, главным образом, по прочности и упруго-вязкопластичным свойствам, с позиции физики твердого тела [66] являются реальными твердыми телами. [c.260] Общеизвестно, что в отличие от идеальных бездефектных твердых тел, прочность которых соответствует прочности межатомных связей [69, 92], а разрушение при критическом напряжении сопровождается необратимой диссоциацией, в реальных твердых телах дефекты и неоднородности структуры определяют иной характер разрушения с разделением тела на части (блоки) при напряжениях, на несколько порядков меньших теоретической прочности идеального тела. Поэтому устранение всех видов дефектов и неоднородностей — основная проблема материаловедения. [c.260] В основе этой классификации лежит разделение дефектов и неоднородностей по трем признакам масштабу (размеру), виду и природе ( происхождению ) (табл. VIII.1). [c.261] Неоднородность в химическом составе дисперсных фаз и участков поверхности частиц, их лиофильно-лиофобная мозаичность Неоднородность напряженного состояния в объеме структуры. [c.261] При реализации этого условия необходимо исходить из того, что в большинстве своем, как мы уже неоднократно отмечали, композиционные дисперсные материалы образуются в результате распределения различных твердых дисперсных фаз между собой без жидкой среды, а чаще в сочетании с ней с последующим отверждением структуры в результате фазовых превращений или удаления дисперсионной среды. Обычно такие материалы содержат также и некоторое количество пор, являющихся важным элементом их структуры. [c.262] Однако эти условия являются необходимыми, но еще не достаточными для получения дисперсных материалов с оптимальной структурой. [c.262] Эти условия могут быть сформулированы и в иной форме. Сила сцепления в фазовых контактах между различными дисперсными фазами на межфазных границах (наполнитель — связующее) далее Fk Pkh, АРц 0, A-Fkh— 0, Л/ кс— 0. [c.263] Особое значение процессов, сопутствующих формированию контактной зоны на межфазной границе между связующим и наполнителем в композиционных дисперсных материалах, определяется тем, что именно на межфазной границе и в непосредственной близости от нее кинетика формирования структуры прослойки и ее свойства отличны от кинетики процессов формирования структуры в объеме и ее объемных свойств [105, 150J. [c.263] Следует полагать, что процессы, протекающие на межфазных границах, оказывают влияние не только на BOii TBa формирующейся структуры прослойки между частицами наполнителя, но и на тончайшую зону (от нескольких нм до сотен нм) в поверхностном слое самих частиц дисперсных фаз, т. е. частиц наполнителя. Сложная совокупность процессов, происходящих в контактной зоне и в непосредственно примыкающих в ней слоях, есть следствие проявления избыточной энергии Гиббса на межфазных границах. [c.263] До последнего времени эти процессы изучены недостаточно, но роль и значение их в формировании структуры дисперсных материалов, а также в гетерогенных химико-технологических процессах, осуществляемых в дисперсных системах, весьма велика. Чем совершеннее технологический процесс получения того или иного материала, тем меньше вероятность образования опасного дефекта или неоднородности как в объеме прослойки связующего, так и в зоне его контакта с наполнителем и тем в большей степени реализуются указанные выше условия. [c.263] Вернуться к основной статье