Механические свойства твердых тел

Чисто эластическое деформирование механически полностью обратимо и не связано с разрывом цепи или ползучестью. Однако в реальном каучуке, как и в любом вязкоупругом твердом теле, энергетическое и энтропийное упругое деформирование представляет собой вязкое течение. Отсюда следуют релаксация напряжения при постоянной деформации, ползучесть при постоянной нагрузке и диссипация энергии при динамическом воздействии. Поэтому при моделировании макроскопических механических свойств вязкоупругих твердых тел даже в области деформации, где отсутствует сильная переориентация цепей, следует использовать упругие элементы с демпфированием, содержащие пружины (модуль G) и элементы, учитывающие потери в зависимости от скорости деформирования (демпфер, характеризующийся вязкостью ti). Простейшими моделями служат модель Максвелла с пружиной (G) и демпфером (ti), соединенными последовательно, и Фохта—Кельвина с пружиной (С) и демпфером, соединенными параллельно. В модели Максвелла время релаксации равно t = t]/G, а в модели Фохта—Кельвина то же самое время релаксации более точно называется временем запаздывания. В феноменологической теории вязкоупругости [55] механические свойства твердого тела описываются распределением основных вязко-упругих элементов, характеризуемых в основном временами релаксации т,-. Если известны спектры молекулярных времен релаксации Н(1пт), то с их помощью в принципе можно получить модули вязкоупругости [14Ь, 14d, 55]. Зависимый от времени релаксационный модуль сдвига G t) выражается [c.39]

Механические свойства твердых тел непосредственно зависят от свойств структуры, которая определяется как характером атомного и молекулярного строения отдельных зерен, так и их размерами, взаимным расположением, качеством связей между ними, наличием дефектов, пористости и др. [c.382]

Механические свойства твердых тел — прочность, упругость, эластичность, пластичность, вязкость — определяют их способность сопротивляться деформациям и разрушению под действием внешних сил. Это наиболее характерные общие их свойства. Совокупность механических свойств предопределяет условия и области использования данного материала или изделия. Вместе с тем механические свойства твердых тел непосредственно связаны с их строением, силами сцепления между частицами и особенностями их хаотического теплового движения. Вследствие тесной связи механических свойств со структурой тела их называют структурномеханическими [2—4]. [c.7]

Механические свойства твердых тел (например, твердость, прочность, ковкость) сильно зависят от текстуры. Наличие текстуры приводит к увеличению интенсивности в отдельных местах дебаевских дифракционных колец на рентгенограммах (рис. XXX. 14). [c.365]

Наличие дислокаций и плоских дефектов в реальных кристаллах сильно сказывается на механических свойствах твердых тел. Однако это отнюдь не означает, что монокристаллы вещества по прочности всегда будут превосходить его поликристалличе-ские конгломераты. Все будет зависеть от степени взаимодействия дислокаций и плоских дефектов с другими дефектами твердого тела. Так, монокристаллы чистого железа очень пластичны, в то время как стали, имеющие блочную структуру, проявляют прочность в сотни раз большую за счет взаимодействия дислокаций с примесными дефектами. Междоузельные примесные дефекты, как правило, затрудняют движение дислокаций, осложняя механическую обработку металлов. В связи с этим при механической обработке высокопрочных металлов, таких, как титан, молибден, бериллий, вольфрам, обычно проводят их тщательную очистку от примесей азота и кислорода. [c.82]

Механические свойства твердых тел обусловливаются их структурой и химическими свойствами. Под твердостью (Н) подразумевается поверхностная энергия, которая определяется как работа А поверхностного диспергирования, приходящаяся на единицу вновь образованной поверхности раздела 5 для хрупких тел [c.164]

Стеклами называются переохлажденные расплавы смесей оксидов и бескислородных соединений с высокой вязкостью, обладающие после охлаждения механическими свойствами твердого тела. [c.315]

При изменении параметров состояния температуры и давления твердые вещества индивидуального состава могут переходить из одной структурной формы в другую без изменения стехиометрического состава. Примеры таких переходов — обратимые (энантиотропные) и необратимые (монотропные) превращения модификаций ряда простых веществ и соединений (разд. 33.2.2). Предпосылкой таких процессов является подвижность элементов решетки и перенос вещества, вызванный несовершенством строения твердой фазы. Некоторые свойства твердых веществ определяются не только их структурой и характером дефектов, но и строением микрокристаллитов, в том числе их формой, размерами и составом. Особенно большое влияние строение микрокристаллитов оказывает на механические свойства твердого тела, такие, как твердость, пределы пластической деформации. Проведением специально подобранной твердофазной реакции можно добиться направленного изменения структуры. В результате повышения температуры в достаточно длительного нагревания при постоянной температуре (отжига) можно ускорить рост отдельных кристаллических зерен до больших кристаллов и рекристаллизацию, что обеспечивает улучшение некоторых свойств материала. В отдельных случаях рекристаллизация играет отрицательную роль, например приводит к понижению активности некоторых катализаторов. [c.432]

Если передвинуть стрелку действия по оси времен релаксации и температур в сторону больших т и, соответственно, меньЩих температур, поскольку г = В ехр(и/кТ), то тело, сохраняя жидкую структуру , станет твердым уже в обычных, а не в исключительных условиях. Помня об этом, мы можем определить стеклование как процесс затвердевания вещества без изменения геометрической структуры отправного состояния, а стек л ооб р а 3 н о е с о с т о я н и е — к а к состояние, имеющее геометрическую структуру жидкости и механические свойства твердого тела. [c.77]

К наиболее приемлемым формулировкам понятия неорганического стекла относятся две — комиссии по терминологии АН СССР (1939) и американского общества испытания материалов США (1950). Определение комиссии АН СССР Стеклом называются все аморфные тела, получаемые путем переохлаждения расплава независимо от химического состава и температурной области затвердевания и обладающие в результате постепенного увеличения вязкости механическими свойствами твердых тел процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное должен быть обязательно обратимым . Определение американского общества испытания материалов Стекло—это неорганический продукт плавления, охлажденный до твердого состояния без кристаллизации. Стеклу присущи такие характерные свойства, как твердость, хрупкость и раковистый излом. Оно может быть бесцветно или окрашено, прозрачно или непрозрачно . [c.188]

Следовательно, задача физико-химической механики как самостоятельной науки представлена двумя самостоятельными и в то же время взаимосвязанными направлениями выяснение закономерностей и механизма физико-химических процессов получения различного рода твердых тел, структурированных дисперсных систем, строительных и конструкционных материалов с заданными механическими свойствами и структурой, т. е. разработка оптимальных технологий превращения существующих и новых веществ в конечные материалы и изделия с необходимыми по технологическому режиму показателями , установление зависимостей механических свойств твердых тел и структурированных систем т. е. особенностей протекающих в них процессов деформации и разрушения, от совокупности механических факторов, температуры, состава и структуры исследуемого тела и его физико-химического взаимодействия с окружающей средой. [c.13]

Стеклом называют все аморфные тела, полученные путем переохлаждения расплава, независимо от их химического состава и температурной области обратимого перехода из жидкого состояния в стеклообразное (затвердевания). Стекла обладают механическими свойствами твердых тел. [c.642]

Теоретические основы процесса механоактивации твердой фазы мы связываем, в первую очередь, с исследованием и математическим описанием явления накопления и релаксации энергии твердым телом нри наложении Fia него механического воздействия с разной скоростью деформации, а, во вторых, с изменением физико-химико-механических свойств твердых тел при мощном механическом воздействии на них, [c.38]

Механические свойства твердых тел непосредственно связаны с их строением —структурой тела, действующими в нем молекулярными силами сцепления и особенностями хаотического теплового движения. Именно из-за тесной связи со структурой тел механические свойства часто называют структурно-механическими. При этом под структурой твердого тела следует понимать не только строение кристаллической решетки, но и дисперсную структуру обычно мелкозернистого — поли-кристаллического твердого тела, представляющего собой сросток отдельных, беспорядочно расположенных кристалликов различных размеров. [c.170]

Можно полагать, что даже обычные истинно вязкие жидкости обладают некоторыми характерными механическими свойствами твердых тел не только при меньшем времени действия силы, чем период релаксации, но и в условиях длительного действия сил, однако при достаточно малых напряжениях. Это проявляется в наличии пространственной структуры, обратимо восстанавливающейся со сравнительно малой прочностью, после разрушения так называемой тиксотропной структуры. [c.179]

Изучая связь механических свойств дисперсных систем и материалов с их структурой и явлениями, происходящими на границах раздела фаз, физико-химическая механика разрабатывает на этой основе новые пути управления структурой и механическими свойствами твердых тел и материалов. П. А. Ребиндер так определял главные задачи физико-химической механики Они сводятся к изучению фи-зико-химических закономерностей и механизма деформационных процессов и разрушения твердого тела (в зависимости от его состава и структуры, влияния температуры и внешней среды) и процессов структурообразования (развитие -пространственных структур, образующих твердое тело с заданными механическими свойствами) . [c.307]

В зависимости от природы среды и твердого тела, а также от условий воздействия среды (см. ниже) рассматриваемые эффекты обратимого физико-химического (адсорбционного) влияния среды могут проявляться в различной степени и разных формах в понижении прочности (вплоть до условий, приближающихся к самопроизвольному диспергированию) или же в облегчении пластического деформирования твердого тела (адсорбционное пластифицирование). Возможность, форма и интенсивность протекания процессов адсорбционного воздействия среды на механические свойства твердых тел определяются рядом факторов, которые можно разделить на три группы. [c.333]

Принципиальные различия в механических свойствах твердых тел и жидкостей показаны Максвеллом почти сто лет назад. В основе этого представления лежит явление релаксации — постепенного рассеивания упругой энергии, запасенной в деформированном теле путем перехода ее в тепло. Процессы релаксации неразрывно связаны с хаотическим тепловым движением молекул тела. Как и тепловое движение, релаксация является универсальным самопроизвольным процессом, протекающим во всех реальных телах без внешнего воздействия. Период релаксации, или время, в течение которого упругое напряжение спадает на определенную величину, отличен у разных тел. Так, у твердых тел по сравнению с обычным временем наблюдения или опыта он очень велик, а у жидкостей, наоборот, мал. [c.8]

Изучение физико-химических факторов, определяющих механические свойства твердых тел и их структуру, и использование этих факторов для управления механическими показателями и процессами обработки твердых тел, а также процессами образования тел с заданной структурой и свойствами составляет основную задачу новой пограничной области науки — физико-химической механики. Эта область знания, как мы уже указывали, объединяет пути методы молекулярной физики твердых тел, механики материалов и физической химии, а особенно современной коллоидной химии — физико-химии поверхностных явлений и дисперсных систем. [c.13]

Говоря о механизме гелеобразования, следует уточнить само понятие гелей [48]. Гели происходят от латинского слова е1о (застываю). Это, как правило, системы с жидкой или газообразной дисперсной средой и образуемой частицами дисперсной фазы пространственной структурой (сеткой). Такая сетка придает гелям механические свойства твердых тел. Типичные гели обладают пластичностью, некоторой эластичностью и также тиксотропными свойствами, т. е. способностью обратимо во времени восстанавливать свою пространственную структуру после ее механического разрушения. [c.59]

Стеклом называются все аморфные тела, получаемые переохлаждением расплава, независимо от их химического состава и температурной области затвердевания, и обладающие в результате постепенного увеличения вязкости механическими свойствами твердых тел, причем процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное должен быть обратимым. [c.363]

Комиссией по терминологии при Академии наук СССР дается определение, которое может быть отнесено к любой стекловидной системе Стеклом называются все аморфные тела, получаемые путем переохлаждения расплава, независимо от их химического состава и температурной области затвердевания, и обладающие (в результате постепенного увеличения вязкости) механическими свойствами твердых тел, причем процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное должен быть обратимым . [c.7]

Поскольку при диффузии и растворении происходит перегруппировка молекул, то поведение системы тесно связано с реологическими и механическими свойствами твердого тела. В большинстве случаев релаксационные процессы могут влиять на скорость приближения к равновесной конформации, а следовательно, на растворение и диффузию. [c.226]

Рассказ о современных материалах и о роли химии в их разработке и получении можно существенно расширить и дополнить, если рассматривать и классифицировать их по структурному признаку. В твердофазном материаловедении понятие структуры — собирательное название характеристик материалов. Оно может означать как пространственное взаимное расположение атомов или ионов относительно друг друга (кристаллическая или рентгенографическая структура), так и взаимное расположение структурных элементов и фаз в поликристаллическом материале (микроструктура или керамическая структура). Иногда еще говорят о тонкой (реальной) кристаллической структуре, или субструктуре, имея в виду поверхностные и объемные несовершенства типа областей когерентного рассеяния, остаточных микроискажений и дефектов упаковки. Обычно твердые тела делят на две большие группы — кристаллические и некристаллические (аморфные или стеклообразные). Первые характеризуются наличием дальнего порядка в расположении атомов, ионов или молекул, а вторые — отсутствием такового. Согласно современной терминологии стеклом называют все аморфные тела, полученные путем переохлаждения расплава независимо от их химического состава и температурной области затвердевания, обладающие в результате постоянного увеличения вязкости механическими свойствами твердых тел. При этом процесс перехода из жидкого в стеклообразное состояние обратим. Промежуточную группу образуют стеклокристаллические материалы, многие из которых уже рассматривались. Это ситаллы, в том числе и шлакоситалл. В группу некристаллических материалов, помимо хорошо всем известных стекол, в последнее время входят аморфные металлы и сплавы переходных металлов с неметаллами. Аморфные металлы можно получать различными методами, но среди них лишь способ быстрой закалки из жидкого состояния имеет пока практическое значение, В настоящее время применяют два основных метода 1) расплющивание капель 2) быстрая закалка расплава на вращающемся металлическом диске или барабане, охлаждаемом до очень низких температур (чаще всего до температуры жидкого азота—196 " С). Аморфные металлические материалы, полученные в виде ленты, называют металлическими стеклами. Для изготовления массовых изделий из аморфных металлов чаще всего применяют метод ударного сжатия при прессовании аморфных порошков. Среди металлических стекол, находящих практическое применение, в первую очередь интересны материалы, сочетающие свойства сверхпроводников с удовлетворительными механическими свойствами, в частности высокой прочностью и определенной степенью деформируемости. Интересно, что и в этой области используют приемы частичной кристаллизации металлических стекол. По сути дела так получают стеклокристаллические материалы с требуемыми меха- [c.157]

Механические свойства твердых тел в течение длительного времеии изучались Главным образом на поликристаллических объектах (металлах), ярм иса гедовапии которых были усгагговлены основные закономерности разрушения твердого тела. [c.208]

Мы видим, что смола в набухшем состоянии совмещает в себе свойства одновременно твердого и жидкого тела. Обладая определенными механическими свойствами твердого тела, зерно набухшей смолы представляет собой однофазную (гомогенную) систему — своеобразный истинный раствор полимера, в котором молекуляр.чо-дисперсная часть образует жесткую пространственную сетку, а катионы водорода дают такой же раствор, как в обычной жидкости. Такие системы называют квазитвердыми. [c.259]

П. А. Ребиндеру принадлежит важная роль в формировании комплекса ведущи идей современной коллоидной химии о механизмах действия ПАВ, об образуемо ими структурно-механическом барьере как факторе стабили ации дисперсных систел о возникновении пространственных структур в дисперсных системах в результат, сцепления частиц, о влиянии среды на механические свойства твердых тел (эффек, Ребиндера). Одним из итогов развития этих идей было выделение новой области физико-химической механики дисперсных систем и твердых тел — науки об управлении структурно-механическими свойствами материалов и течением химико-технологн-чсских процессов в гетерогенных системах с помощью оптимального сочетания механических воздействий и физико-химических факторов (явлений на границах раздела фаз). Результаты исследований Ребиндера и его многочисленных учеников и последователей в различных направлениях коллоидной химии и физико-химической механики, отраженные в соответствующих гла.нах кил.ги, имели большое значение в стаи-ов-лении коллоидной химии как современной науки о дисперсном состоянии вещества и поверхностных явлениях в дисперсных системах. [c.11]

Значительно труднее исследовать электрокапиллярные явления на границе раздела твердой и жидкой фаз. Ребиндером и Венстрем б1>1ло показано, что аналогичные электрокапиллярным кривым зависимости можно в этом случае получить при изучении влияния заряда поверхности на механические свойства твердых тел (см. с. 341). [c.216]

Эта глава начинается с краткого изложения способов описания механических (реологических) свойств различных жидко- и твердообразных тел н материалов. Далее будут рассмотрены закономерности возникновения, природа и основные характеристики контактов -между частицами в структурированных системах затем, на основе двух подходов — макрореологического описания механических свойств и микрокартины взаимодействия частиц — характерные механические свойства ряда реальных дисперсных систем и пути управления ими. Заключительный параграф главы посвящен эффекту Ребиндера — адсорбционному влиянию среды на механические свойства твердых тел. Так как полное количественное рассмотрение ряда затрагиваемых вопросов существенно выходит за пределы данной книги, будем ограничиваться в таких случаях приближенным или качественным описанием . [c.307]

Исследование механических свойств твердых тел и жидкостей, т. е. их способности сопротивляться деформации и разрушению под действием приложенной извне механической нагрузки, показывает, что существует общность законов, описывающих механическое поведение тел различной природы. Можно выделить несколько простейших, вместе с тем основных, видов механического поведения и, комбинируя их, приближенно описать более сложные механические свойства реальных тел. Наука, формулирующая правила и законы обобщенного рассмотрения механического поведения твердо- и жидкообразных тел, называется реологией (от греческих слов ресоа — течение и А-оуса — учение). Основным методом реологии является рассмотрение механических свойств на определенных идеализированных моделях, поведение которых описывается небольшим числом парамет- [c.307]

В данной главе описание механических свойств различных жидко- и твердообразных тел и (.материалов ведется с позиции реологии. Рассматриваются закономерности возникновения, природа и основные характеристики контактов между частицами в структурированных системах. И[а основе этих двух подходов анализируются характерные механические свойства реальных дисперсных систем и пути управления ими. Значительное внимание уделено эффекту Ребиндера — адсюрбционному влиянию ср>еды на механические свойства твердых тел [11]. [c.366]

Исследование механических свойств твердых тел и жидкостей показывает, что существует общ1аость законов, описывающих механическое поведение тел различной природы. Обычно выделяют несколько простейших видов механического поведения, комбинируя которые, можно приб шженно описать более сложные механические свойства реальных тел. Науку, формулирующую правила и законы обобщенного рассмотрения механического по-366 [c.366]

Роль реальной структуры твердого тела н внешних условий в проявлении эффжтов адсорбционного влияния на механические свойства твердых тел [c.404]

Выше мы отмечали, что реологическая модель Зинера (см. рис. 80) качественно правильно описывает механические свойства твердых тел. Применим ее для рассматриваемого случая. С целью достижения большей наглядности в сравнении получаемых результатов перепишем уравнение (297), вводя в него постоянные и т<, с помощью (298а) и (299а), в следующем виде [c.195]

Гели (от лат. gelo — застываю) —дисперсные системы, характеризуются структурой, придающей им механические свойства твердых тел. Г. образуются при коагуляции золей. При высушивании Г. необратимо разрушаются. [c.36]

К настоящему времени накоплено множество данных по проявлению золотого сечения в физических и биологических системах. Установлены ранее неизвестные связи золотого сечения со свойствами различных объектов, проявляющихся в физических свойствах воды, громкости, частоты звука, спектре видимого света, физико-механических свойствах твердых тел, физиологических функциях организма и т.п. Последние исследования фрактальных структур показали, что самоподобие фуллеренов, как геометрических, так и природных, контролируется золотой пропорцией или ее производными, связанными с обобщенной золотой пропорцией. Закон обобщенной золотой пропорции отвечает уравнению [c.164]

Стекло представляет собой переохлажденный аморфный сплав смеси силикатов и окислов металлов, обладающий механическими свойствами твердых тел. В состав стекла входят различные окислы Si02, являющийся его основой, а также В2О3, AI2O3, КагО, К2О, СаО, ВаО, МпО, MgO, РегОз и др. Эти окислы содержатся в стекле в различных количествах и соотношениях, определяя его термическую устойчивость (устойчивость к резкому нагреванию и охлаждению), химическую устойчивость (способность в минимальной степени реагировать с помещенными в тару растворами), прозрачность и др. Химическая устойчивость тарного стекла для аптечных учреждений имеет важное значение в отличие от стекла, применяемого в пищевой промышленности. От того, насколько химически устойчива аптечная стеклянная тара, определяется химическая и зависящая от нее физическая устойчивость (сохранность) лекарств, помещенных в эту тару. [c.77]

Гели (лат. gelo — застываю) — твердообразные дисперсные системы, структура которых придает им механические свойства твердых тел. [c.7]

Механические свойства твердых тел в течение длительного вре меии изучались главным образом на поликристаллических объек тах (мета.тлах), при исс. гедоваггии которых были усгагговлены ос новцые закономерности разрушения твердого тела. [c.208]

Механические свойства твердых тел при прочих равных условиях зависят от среды, в которой они находятся. Природа этого весьма общего физико-химического явления, открытого Ребин-дером " состоит в следующем. Поверхностно-актив- [c.38]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология