Адсорбционное понижение

Первая работа, которая впоследствии послужила рождению физико-химической механики, относится к 1928 г. и связана с адсорбционным понижением прочности твердых тел. П. А. Ребиндер установил, что раскалывание небольших кристаллов кальцита и каменной соли облегчается при смачивании их различными жидкостями, в ряде случаев с добавками поверхностно-активных веществ. В основе этого явления лежит понижение свободной поверхностной энергии, т. е. работы образования новых поверхностей — плоскостей спайности кристалла, возникающих при расклинивании его в данной среде. [c.7]

Подбирая соответствующим образом совокупность условий, удается предотвратить адсорбционное понижение прочности там, где это нежелательно (пайка, сварка, применение жидких теплоносителей и т. п.), и, наоборот, использовать его для повышения эффективности процессов диспергирования, помола, обработки разных материалов как резанием, так и давлением. [c.314]

Сейчас наиболее крупным центром по развитию физикохимической механики является Москва. Московские ученые развивают теорию прочности твердых тел, физико-химию поверхностно-ак-тивных веществ, ведут исследования по поверхностным явлениям и поверхностным силам, адсорбционному понижению прочности твердых тел, гидрофобным взаимодействиям, агрегативной и кинетической устойчивости дисперсных систем, реологии и деформационным свойствам при высоких давлениях, механохимическим процессам. [c.12]

В этих опыта с можно наблюдать так называемый период релаксации [68] и малое сопротивление разрушению [92]. Эти данные показывают ошибочность мнений многих авторов о существовании особых механических свойств глин, проявляющихся при создании на них нагрузки, будь то горное давление или моделирование его в лабораторных условиях. Здесь наблюдается типичное проявление адсорбционных свойств глин. В результате набухания частиц глин под действием паров воды (капиллярная конденсация), находящихся в воздухе, образцы глин снижают свою механическую прочность, и при соответствующем сочетании набухания частиц глин и внешней нагрузки на образец последний разрушается. При этом наблюдается адсорбционное понижение твердости, а не какие-либо особые механические свойства глин. Поскольку глина из СКВ. 9 обладает значительно меньшей удельной поверхностью, чем глин из СКВ. 32, то для снижения ее прочности до разрушения требуемся значительно меньшее количество воды для образования равновесных гидратных слоев. Но нагрузка на эту глину была почти вдвое меньше, чем на глину скв. 32, вследствие чего разрушение последней произошло раньше. [c.91]

В отличие ОТ усталостных, коррозионно-усталостные трещины обычно возникают в самом начале циклического нагружения, и мелкозернистая зона поверхности излома имеет более темную окраску и обычно покрыта продуктами коррозии. Процесс коррозионно-усталостного разрушения металла облегчается адсорбционным понижением прочности и расклинивающим эффектом поверхностно-активными компонентами внешней среды. В кислых средах поверхностно-активным веществом служит водород, который, адсорбируясь на вершине трещины, уменьшает поверхностную энергию атомов металла, находящихся под действием растягивающих сил. Наличие в электролите растворенного сероводорода [c.122]

Рио. 26. Схема адсорбционного понижения твердости [c.58]

Эффект адсорбционного понижения прочности и облегчения деформации твердых тел нашел широкое применение при совершенствовании разнообразных технологических процессов. Используя этот эффект, удалось достигнуть значительного повышения скоростей при бурении и проходке скважин в горных породах, облегчить обработку металлов резанием, давлением и волочением, повысить чистоту поверхностей при шлифовании и полировании, создать более совершенные смазки, облегчившие приработку деталей машин. [c.315]

Наиболее важным и своеобразным является адсорбционное понижение прочности твердых тел, т. е. облегчение их диспергирования под действием внешних сил влиянием адсорбирующихся веществ. При этом новые поверхности развиваются иа основе разных поверхностных дефектов — изъянов структуры, развитие поверхностей облегчается адсорбцией. Предельным случаем является адсорбционное самопроизвольное диспергирование вследствие понижения поверхностной энергии до очень малых значений под влиянием поверхностно-активной среды. Именно такова природа самопроизвольного эмульгирования под влиянием больших добавок поверхностно-активных веществ и распускания (коллоидного растворения) бентонитовых глин в воде. Пептизация является диспергированием коагуляционных агрегатов, которые слабо связаны силами Ван дер-Ваальса и поэтому легко распадаются на отдельные первичные частички под влиянием адсорбции. [c.67]

Обычная трактовка эффекта адсорбционного понижения прочности является энергетической. Эффект характеризуется снижением работы образования новых поверхностей твердого тела в процессе деформации и разрушения под влиянием возникновения на них адсорбционного слоя. Однако, очевидно, что возможна и силовая трактовка этих дефектов проникновение адсорбционного слоя по поверхностям развивающегося дефекта (микротрещины) связано с возникновением раздвигающего усилия, пропорционально двухмерному давлению, т. е. понижению поверхностной энергии вдоль границы слоя (стерического препятствия). После разгрузки (снятия напряженного состояния) адсорбционный слой, попавший в микротрещину, развивающуюся под напряжением, вновь вытесняется из нее под влиянием молекулярных сил сцепления, которые действуют в тупиковой области по линейной границе трещины. Именно клиновидный характер сечения трещины в ее тупиковой части неразрывно связан с возможностью обратного смыкания трещины после разгрузки. Трещины же в представлении Гриффитса имеют эллиптическое сечение с поверхностной энергией постоянной вдоль всего контура, кривизна которого повсюду конечна и сохраняет постоянный знак. [c.219]

Иногда пытаются противопоставлять эффекту адсорбционного понижения прочности и облегчения деформации обыкновенное смазочное действие, т. е. понижение внешнего трения сопряженных поверхностей металлов. Такое противопоставление, как показали работы Ребиндера, неправильно, хотя действительно адсорбционно-активная смазка всегда пластифицирует тонкие слои более мягкого металла. Это пластифицирующее действие и лежит в основе механизма понижения внешнего трения, т. е. смазочного действия, особенно при высоких местных напряжениях. Поэтому при низких давлениях (при нормальной работе узлов трения) активные смазки всегда понижают износ, разделяя сопряженные поверхности и тем самым препятствуя возникновению высоких напряжений. В процессах же начальной приработки (обкатки) машины, вследствие значительной микрошероховатости поверхностей и возникновения местных высоких напряжений, адсорбционно-активная смазка, пластифицируя поверхностные слои, ускоряет полезный износ (сглаживание поверхностных неровностей), а следовательно, ускоряет и сам процесс приработки. [c.219]

Эксперименты с растяжением монокристаллов цинка вместе с тем поставили и новые вопросы. Например, влияет ли на проявление эффекта агрегатное состояние наносимой металлической пленки Чтобы ответить на этот вопрос, опыты проводили при температуре ниже температуры плавления металлопокрытия. При замораживании ртутной пленки нанесенной на монокристаллический цинк, снижения прочности и хрупкости цинка уже не наблюдалось. Следовательно, для проявления адсорбционного понижения прочности твердого [c.221]

Таким образом, разнообразие факторов, влияющих на проявление эффекта Ребиндера, позволяет надеяться, что глубоко изучив природу и механизм этого интересного явления, можно научиться им управлять в соответствии с требованиями, выдвигаемыми наукой и промышленностью. Регулируя свойства поверхностно-активных веществ, температуру, характер напряженного состояния, состав жидкого и твердого металла, можно будет максимально усиливать или ослаблять адсорбционное понижение прочности. [c.231]

Разрушение твердого тела начинается с образования микротрещин, где оно особенно эффективно облегчается адсорбцией веществ из окружающей среды. Кроме того, адсорбированные вещества относительно быстро диффундируют по поверхности микротрещин, которые непрерывно расширяются под влиянием приложенных напряжений. Адсорбционное понижение твердости исполь- [c.206]

П. А. Ребиндер установил явление понижения сопротивления твердых тел упругим и пластическим деформациям, а также механическому разрушению под влиянием адсорбции поверхностноактивных веществ окружающей среды. Явления адсорбционного облегчения деформаций или адсорбционного понижения твердости твердых поверхностей обусловлены облегчением развития микрощелей в поверхностных слоях деформируемого или разрушаемого тела. Адсорбционные слои из поверхностно-активных молекул, возникающие на поверхности микрощелей, отличаются способностью к миграции по поверхности в глубь микрощелей, способствуя, таким образом, их развитию и нарастанию деформации, а вблизи предела прочности — и разрушению твердого тела (эффект расклинивающего давления). К адсорбции чувствительны только те микрощели, устья которых выходят на поверхность кристалла, а тупиковые части остаются внутри тела. В процессах измельчения твердых тел адсорбционные слои облегчают диспергирование и способствуют значительному повышению степени дисперсности. [c.295]

Введение 197 2. Физико-химические явления при обогащении горных пород 201 3. Адсорбционное понижение прочности твердых тел. [c.6]

Адсорбционное понижение прочности твердых тел. [c.206]

Академик П. А. Ребиндер указал Разрушение твердого тела всегда состоит в постепенном развитии новых поверхностей раздела с окружающей средой . П. А. Ребиндером развиты основы одного из новых научных направлений— физико-химической механики, в котором выводятся зависимости прочности твердых тел от протекающих в них поверхностных явлений. В частности, им открыто явление адсорбционного понижения прочности твердых тел, которое получило название эффекта Ребиндера. Оно заключается в том, что при адсорбции поверхностно-активных веществ на твердом теле уменьшается его сопротивление деформации и разрушению. Адсорбция, так же как и в случае жидкостей, понижает поверхностное натяжение твердых тел и поэтому уменьшает энергетические затраты, необходимые для разрушения. [c.206]

Адсорбционное понижение твердых тел может быть использовано и при механической обработке металлов (сверление, фрезеровка, полировка и т. п.). [c.208]

Важнейшее значение имеют работы Ребиндера и его сотрудников, изучавших влияние адсорбционных слоев на свойства и поведение коллоидных и грубодисперсных систем, а также исследовавших их структурно-механические свойства. Результаты этих работ позволили найти пути и методы управления свойствами коллоидных систем, открыть явление адсорбционного понижения твердости. Они получили широкое практическое применение в самых различных областях промышленности Советского Союза. [c.9]

Все диспергационные методы характеризуются необходимостью совершения внешней работы над системой. Колоссальные затраты работы на диспергирование в промышленных масштабах могут быть в значительной степени уменьшены путем адсорбционного понижения прочности диспергируемых тел. Этот путь, открытый Ребиндером, будет рассмотрен далее (глава XIV). [c.22]

Для металлов поверхностно-активной средой служат жидкие металлы. Адсорбционное понижение предела прочности может сделать его значительно меньшим, чем предел текучести это приводит к хрупкому разрыву тел, пластичных в обычных условиях. Например, стальные оси иногда ломаются при расплавлении баббита в подшипниках. Разрушающее действие среды особенно проявляется в условиях усталости металлов под действием многократных нагрузок. [c.280]

В коагуляционных структурах, например в коагелях глин, адсорбционное понижение прочности сил сцепления в контактах приводит к сильному разжижению структуры, повышению текучести при той же объемной доле дисперсной фазы. Так, концентрированные глинистые растворы, используемые при бурении, содержат всего 30% воды, однако обладают текучестью, вследствие введения ПАВ — (обычно щелочных вытяжек из бурого угля, содержащих высокомолекулярные ПАВ — гуматы). Этот эффект адсорбционной пластификации характерен и для других структурированных систем. [c.280]

Третья группа факторов, влияющих на адсорбционное понижение прочности твердых тел, включает особенности их реальной структуры, т. е. вид и распределение дефектов. Наиболее грубые дефекты — трещины, открытые поры, пустоты— облегчают транспорт жидких сред и создают концентраторы напряжений, что усиливает их действие [301]. Однако более универсальным дефектом, всегда присутствующим даже в сплошных породах, являются межзеренные границы. Известно, что переход от транскристаллитного разрушения к интеркри- [c.98]

Наибольшим разнообразием факторов устойчивости и методов коагуляции отличаются дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой. Для них характерны все ранее рассмотренные как термодинамические, так и кинетические факторы устойчивости, поскольку только в жидких средах наблюдается диссоциация электролитов, вызывающая образование двойных электрических слоев, и сольватация, при которой возможно резкое снил ение межфазного натяжения. В жидких средах можно наблюдать адсорбционное понижение поверхностной энергии до минимальных значений, компенсирующихся энтропийным расталкиванием. В результате этого становится возможным самопроизвольное диспергирование нли образование гетерогенных дисперсных систем, устойчивых практически неограниченное время. В жидких средах возможно изменение плотности фаз в широких пределах, что, например, позволяет значительно легче достигать термодинамической устойчивости по отношению к седиментации (седиментацион-по-диффузионное равновесие). Для дисперсных систем с л<идкой дисперсионной средой, безусловно, возможно регулирование и кинетических факторов устойчивости к коагуляции и седиментации (изменение вязкости среды). [c.342]

Противоизносные и шротивозадирные присадки (полярные группы их молекул) химически взаимодействуют с металлом с образованием на трущихся поверхностях граничных слоев. Наряду с этим на поверхности металла возможно и адсорбционное понижение твердости металла, вызванное пластифицирующим действием присадки. При тяжелых режимах трения (высоких температурах и контактных нагрузках) молекулы присадки разлагаются с образование(М соединений, химически реагирующих с металлом. [c.305]

Взаимодействие со средой, изменяя о, может привести к значительному уменьшению прочности. На этом основан так называемый эффект Ребиндера , заключающийся в адсорбционном понижении прочности при воздействии ПАВ. Проникая, вследствие поверхностной подвижности, к зоне предразрушения (например, вершине трещины), молекулы ПАВ снижают ст, уменьшая работу образования новой поверхности. Следовательно, сущность эффекта Ребиндера заключается в облегчении деформации [c.279]

Внутри образца обеспечивалась постоянная циркуляция воды. Деформация известняка увеличилась незначительно, тогда как разрушение глин произошло быстро (1—3 ч). Разрушение глин произошло, как и во втором опыте, нри относительной деформации 7—9%. Причиной разрушения образцов глин, по мнению автора, является адсорбционное понижение твердости. Известняк также испытывает действие адсорбционного понижения твердости, но в небольшой области (вокруг внутреннего отверстия), соприкасающейся с па])ами воды или с водой. Эта область по отношению к объему образца невелика, что обеспечивает неизменность характера двформав,ии известняка в указанных условиях. В образцах глин эта область велика и постепенно с течением времени распространяется на весь объем образцов. При этом силы сцепления между частицами глин экранируются, что, как известно, может привести и при отсутствии нагрузки к самопроизвольному диспергированию глин, а при наличии нагрузки — к значительным деформациям. [c.91]

Адсорбционное понижение прочности твердых тел используют при механической обработке различных ыатериалов-розании, фрезе-poEAd, сверленяк и т.д. [c.59]

Облегчение диспергирования под влиянием адсорбции получило название эффекта Ребиндера или адсорбционного понижения твердости, а вещества, повышающие эффективность диспергирования, называются понизителями твеойо ти. [c.233]

Адсорбционное понижение твердости имеет большое практическое значение. Оно используется не только при получении дисперсных систем, но и при достаточно грубом разрушении и деформи-pJOвaнии различных материалов, например при бурении горных лород, при обработке металлов на металлорежущих станках и т. д. Благодаря адсорбционному понижению твердости эти процессы ускоря10тся, снижаются энергетические затраты и- удлиняется срок работы режущего инструмента. [c.233]

В 1928 Г. П. А. Ребиндер обнаружил, что прочность кристаллов каменной соли Na l и кальцита СаСОз значительно понижается в водных растворах ПАВ по сравнению с их прочностью на воздухе. Так был открыт эффект адсорбционного понижения прочности и облегчения деформации твердых тел, названный эффектом Ребиндера . [c.315]

В 1934 г. П. А. Ребиндер и Б. В. Дерягин провели исследования по физико-химии поверхностных явлений и свойствам тонких полимо-лекулярных слоев жидких пленок. В 1935 г. П. А. Ребиндер, К. Ф. Жи-гач, Л. А. Шрейнер использовали явление адсорбционного понижения твердости для уменьшения прочности горных пород при бурении. Исходя из теплот смачивания порошков полярными и неполярными жидкостями (гидрофильности), п. А. Ребиндер решает ряд практических задач действие моющих средств, объяснение процессов флотации, которые были сформулированы в сборниках Физико-химия флотационных процессов (М., ОНТИ, 1933), Физико-химические исследования технических суспензий (М.,Металлургиздат, 1933) и Физико-химия моющего действия (М., Пищепромиздат, 1935). [c.7]

На основании изучения структурно-механических свойств наполненных кремнийорганических высокополимеров сформулированы принципы получения электроизоляционных покрытий оптимального состава (А. А. Пащенко, В. Я. Круглицкая), исследованы процессы получения тонкокерамических масс (М. С. Комская), явления износа, адсорбционного понижения прочности и трения в присутствии химически активных сред (А. В. Карлашов, Л. Ф. Колесниченко и др.), процессы порошковой металлургии и формирования металлокерамических тел (И. М. Федорченко, И. Н. Францевич, Г. В. Самсонов). [c.11]

Чтобы найти закономерности адсорбционного понижения прочности металлов, надо начинать с простых экспериментов. Поликрис-таллические образцы для этих целей непригодны влияние границ зерен могло оказаться настолько большим, что замаскировало бы основные характерные особенности адсорбционного эффекта. Поэтому берут монокристаллы очень чистых металлов, которые позволяют выяснить главные закономерности и механизм адсорбционного понижения прочности металлов. [c.220]

Примером адсорбционного понижения прочности могут служить листочки слюды, обладающие легкой расщепляемостью по кристаллохимическим определенным плоскостям и проявляющие на воздухе до разрыва тo jькo упругие деформации, как идеально упругое тело. В воде, особенно содержащей адсорбирующиеся слюдой вещества (спирты или соЛи), ее листочки обнаруживают значительное, медленно нарастающее упругое последействие, развивающееся в течение нескольких суток, и так же медленно, но полностью исчезающее после разгрузки. Полная обратимость этих замедленно-упругих деформаций свидетельствует об отсутствии заметного влияния коррозии — химического разрушения или растворения слюды. Аналогичные закономерности характерны и для кристаллов гипса и силикатных стекол. [c.227]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология