Неоднородность структуры и механических свойств

Изучение сплавов и металлов сложно еще в том отношении, что его следует производить на разных масштабных уровнях. До сих пор мы сталкивались с рассмотрением кристаллической структуры, определяемой в масштабах атомных размеров с помощью дифракции рентгеновских лучей. В этом диапазоне (2-10 - 10-10 " см) исследуются межатомные расстояния и относительное расположение атомов в кристаллической решетке. При наблюдении металлов в обычный микроскоп, позволяющий различать объекты величиной порядка 10 "" см, обнаруживается бесчисленное множество структурных неоднородностей, которые объясняют различные механические свойства металлов и сплавов. Особенности металлов, обусловленные структурами промежуточного размера (от 10 до 10 см), пока еще мало изучены. Все это показывает, насколько сложно строение металлов и сплавов и почему мы вынуждены ограничиться здесь лишь самыми общими сведениями о нем. [c.393]

В последнее время были развиты методы растворной полимеризации для получения чередующихся (альтернантных) сополимеров [16]. Такой подход к проблеме сополимеризации позволяет получить полимеры принципиально новой структуры и, возможно, избежать проблем, связанных с композиционной неоднородностью сополимера. Альтернантные сополимеры бутадиена с нитрилом акриловой кислоты уже выпускаются в промышленном масштабе. Показано, что в том случае, когда эти сополимеры содержат звенья бутадиена в гране-конфигурации, полимерные цепи способны к ориентационной кристаллизации [17, 18]. Для получения резин с оптимальными физико-механическими свойствами необходимо получение альтернантных сополимеров с достаточно высокой молекулярной массой ([г)] = 2—2,5). [c.63]

Одноосное ориентирование является одним из основных способов получения высокопрочных полимерных материалов, когда создается упрочнение в направлении ориентации и, как правило, разупрочнение в поперечном направлении. Это связано с тем, что для полимеров характерно наличие двух резко различных типов взаимодействий между атомами больших внутримолекулярных сил химического взаимодействия вдоль цепных макромолекул и малых сил межмолекулярного взаимодействия. Наличие двух типов взаимодействий приводит к крайней неоднородности распределения механических напряжений в полимерном материале, что существенно влияет на такие важные для практики свойства, как упругость и прочность. При ориентировании эта неоднородность уменьшается в направлении ориентации, и как следствие повышается прочность в этом же направлении. Кроме того, при ориентации происходит концентрирование более прочных элементов структуры в одном направлении, что приводит к практически одновременному и согласованному их разрыву. [c.185]

Для понимания природы прочности твердых тел важно знать, что представляют собой начальные дефекты в исходном ненапряженном материале. Это могут быть либо микроскопические трещины, возникающие (особенно на поверхности—наиболее уязвимом месте образца) в результате тепловых, механических и других воздействий, либо дефекты и несовершенства структуры. Трещины возникают на включениях или неоднородностях, обладающих отличными от основного материала механическими свойствами модулем упругости, пределом текучести . У металлов роль дефектов играют участки неплотного контакта между зер-нами . У монокристаллов- ослаблены места выхода пластических сдвигов на поверхность. Дефектами могут быть также места концентрации остаточных напряжений, всегда имеющихся в материале, и т. д. Согласно Волкову в поликристалле даже при идеальном строении отдельных зерен имеется неравномерное распределение напряжений, что снижает прочность отдельных участков структуры. [c.20]

Акустические методы основаны на регистрации параметров упругих колебаний, возбужденных в исследуемом объекте. Эти методы применяют для обнаружения поверхностных и внутренних дефектов (нарушений сплошности, неоднородности структуры, межкристаллитной коррозии, дефектов сварки, пайки, склейки) в изделиях, изготовленных из разнообразных материалов, а также для наблюдения за динамикой их развития. Они позволяют измерять геометрические параметры при одностороннем доступе к объекту, а также физико-механические свойства материалов без их разрушения. Применение акустических методов регламентировано следующими стандартами [35-44. [c.26]

Коррозионные и механические свойства изделий, изготовленных из листового цинка, существенно определяются степенью неоднородности его структуры по длине проката. Поэтому в технических требованиях принимается во внимание направление проката. [c.63]

Напряжение возникает во внутренних слоях стекла при нагревании до размягчения какого-либо отдельного участка стеклянного изделия с последующим охлаждением всего изделия. Напряжение объясняется образованием структурно неоднородных участков, обладающих физико-химическими и механическими свойствами, отличными от тех же свойств материала соседних участков. Напряжение в стекле можно полностью снять отжигом, так как при этом происходит выравнивание структуры материала. Натяжение же полностью снять отжигом в печи ие всегда удается, поэтому в приборах, которые имеют большое число внутренних спаев и часто используются при нагревании, в наиболее подверженных натяжению местах устанавливают компенсаторы снятия натяжений. [c.92]

Все эти нарушения и беспорядки в структуре поверхности, бесспорно должны оказывать непосредственное влияние на силовое поле поверхности, искажая последнее и вызывая отклонения от строгой периодичности, характерной для идеального кристалла. В настоящее время бесспорно, что нарушения структуры оказывают глубокое, подчас определяющее, влияние на многие физические свойства твердого тела (электропроводность, работа выхода электронов, механические свойства и т. д.). Вполне естественно предположить, что взаимодействие адсорбированных молекул с такой неоднородной поверхностью будет различным [c.206]

Пористая структура и механические свойства носителя. Влияние мелких и крупных пор носителя (катализатора) на его механические свойства обычно не учитывается раздельно. А между тем прочность носителей с неоднородной пористой структурой, содержащей наряду [c.91]

Корреляция распределения количества фуллеренов и микротвердости в неоднородных зонах сталей, подвергшихся диффузионному насыщению углеродом при сварке и цементации, указывает на возможность влияния фуллеренов на механические свойства сплавов и на их участие в создании структур адаптации при первичной кристаллизации. [c.42]

Характерной особенностью электрических методов НК является то, что значения используемых информативных параметров определяются совместным влиянием целого ряда факторов, характеризующих как ОК и условия его эксплуатации, так и внешние воздействия и технические характеристики средств контроля. К числу указанных факторов относятся, например конструктивное исполнение и геометрические размеры ОК вид, химический состав, структура, технологические условия изготовления и физические свойства используемых материалов температура ОК наличие различных по природе дефектов в материалах (неоднородность структуры, трещины, раковины и др.) тепловые и механические воздействия на ОК воздействия электромагнитных полей и т.п. [c.396]

На основании вышеизложенных принципов разработан ряд термоэлектрических устройств для контроля химического состава и структуры материалов, их тепловых и механических свойств для сортировки материалов по физикохимическим свойствам, по маркам для контроля толщины покрытий и слоев, качества поверхностных слоев, термоэлектрической неоднородности проволок и т.п. Примеры наиболее широко используемых термоэлектрических средств НК приведены в табл. 9.19. [c.644]

При литье толстостенных деталей наружные слои пластмассы затвердевают быстрее, при этом возникают внутренние напряжения, структура по сечению становится неоднородной и может быть как аморфной, так и кристаллической. Для снятия поверхностных ориентационных и внутренних напряжений и обеспечения в деталях равномерной мелкокристаллической структуры их подвергают термической обработке (отжигу). Режим ее зависит от структуры и физико-механических свойств пластика. [c.24]

Другим фактором, влияющим на распределение материальных и тепловых потоков в зернистом слое, являются внутренние неоднородности, порождаемые собственно слоем [16, 17]. Причины возникновения внутренних неоднородностей связаны с тем, что свойства зернистых материалов с одной стороны определяются дискретностью — геометрической структурой упаковки частиц, с другой — характером взаимодействия частиц, подчиняющихся действию законов механики зернистых сред (см. 2.7.1). Состояние засыпки слоя в промышленном аппарате, определяемое геометрическими и структурно-механическими свойствами зернистых материалов, обусловливает появление радиальных составляющих скорости, температуры и концентрации (рис. 6.9.4.1, 6.9.4.2) [13, 16]. Кроме того, при протекании экзо- или эндотермических процессов экспериментально обнаружено появление в реакционной зоне локальных областей, в которых значение параметров процесса резко отличается от средних показателей — т. н. горячих или холодных пятен [16, 17]. [c.566]

Важной при эксплуатации является проблема усталости изделий из резины. Известно, что при многократных деформациях таких изделий они в конце концов разрушаются. В тех случаях, где случайно или из-за неоднородной гомогенизации появились более сильные деформации при утомлении резиновой смеси, было установлено недостаточное количество ингибиторов, которое способствует изменению структуры. Неоднородность механических свойств приводит к концентрации напряжений в отдельных точках и в конечном счете к образованию микродефекта, который непрерывно растет, приводя к разрушению изделия. В этом заключается механохимическая сущность старения и действия ингибиторов. Изучение этих явлений позволяет регулировать старение изделий из резины путем точного дозирования необходимого количества ингибиторов в исходных смесях. Следует отметить также и то, что разрушение многослойных резиновых [c.64]

Физико-химические свойства систем, которые мы рассматриваем, существенно зависят от наличия переходного слоя на межфазной границе. Эти свойства определяются также характером распределения компонентов друг в друге и условиями получения композиции, определяющими ее структуру. Вследствие неоднородности смесей зависимости их механических свойств от состава имеют сложный характер [426, 427]. Раздельная. кристаллизация компонентов в смесях кристаллических полимеров, приводящая к возникновению четких границ между сферолитами, определяет легкость разрушения системы и невозможность создания в ней напряжений, необходимых для развития вынужденной высокоэластической деформации. На свойствах смесей сказываются также различия температурных зависимостей слагающих деформации. [c.214]

Процесс формирования надмолекулярных структур протекает по-разному в зависимости от расстояния до поверхности и связан с энергией когезии полимера. Влияние поверхности на формирование структур обусловливает возникновение неоднородностей в наполненной или армированной системе на. надмолекулярном уровне. Так как возникновение молекулярной структурной и химической неоднородности является следствием формирования полимерного материала в присутствии наполнителя, то механические свойства связующего в такой наполненной системе всегда хуже свойств связующего, отвержденного в отсутствие наполнителя. Ухудшение свойств полимерной фазы компенсируется ее взаимодействием с наполнителем и существованием структуры наполнителя, играющей важную роль в свойствах композиционного материала. [c.284]

Природа нарушений сплошности тела может быть различна.. В низкомолекулярных твердых телах нарушение сплошности может быть вызвано внутренними напряжениями, возникшими при неравномерном охлаждении или в процессе обработки образца, наличием пор и т. д. Дефектные места в полимерах, кроме того, — результат их структурной неоднородности, т. е. свойства, заложенного в самой природе полимерного вещества. Это делает прочность полимеров структурно чувствительным свойством, реагирующим на любое изменение структуры и нарушение ее однородности. Однако неправильно будет из сказанного сделать вывод, что каждому полимеру соответствует определенная структура, обеспечивающая оптимум его механических свойств. На самом деле структура, оптимальная в одних условиях испытания, оказывается неудовлетворительной в других. Следовательно, прочность полимеров зависит от их структуры и условий испытания. [c.212]

Жесткие условия формования — быстрое разделение поли.мера и растворителя — приводят к неоднородности структуры внешних и внутренних слоев волокна. Образовавшийся поверхностный ориентационный слой обычно замедляет крашение и уменьшает общую прочность волокна. При медленном испарении ра-створителя обеспечиваются более мягкие условия формования и, следовательно, более однородная структура волокна (по сечению). Если скорость испарения достаточно высока, волокно становится пористым и, естественно, хрупким. Таким образом, скорость испарения растворителя влияет на физико-механические свойства и на накрашивае-мость волокна. [c.240]

Интерес к стабилизации этих свойств вызван тем, что фольга из цинка марки ЦО применяется в источниках тока. Электроды, изготовленные из различных партий цинковой фольги, имеют, по данным потребителей, нестабильные механические и электрохимические свойства, что может быть объяснено неоднородностью распределения примесей в цинке и неоднородностью структуры. [c.3]

Количественная оценка жесткости, несущей способности и напряженного состояния конструкций и изделий невозможна без знания упругих характеристик материалов. Существующие механические методы контроля упругих характеристик связаны с необходимостью вырезания образца из изделия или его специального изготовления. При этом значения упругих свойств образца и какого-либо участка могут различаться в связи с неоднородностью-структуры материала изделия или колебаниями технологического режима изготовления изделия. Кроме того, определение упругих характеристик существующими методами (в соответствии с ГОСТом или инструкциями) является весьма трудоемкой операцией (особенно определение модуля сдвига). Точность определения упругих характеристик этими методами довольно низка, так как зависит от способа крепления образца в захватах испытательной машины, точности и правильности установки измерительных датчиков, вязкоупругих свойств исследуемого материала, опытности и навыка испытателя и др. [c.129]

Испытания на коррозионную усталость, как известно, характеризуются неизбежным разбросом результатов эксперимента. Разброс вызывается погрешностью машин, условиями проведения опыта, точностью и технологией изготовления образцов и др., а также неоднородностью структуры и химического состава испытываемого материала. (наличие неметаллических включений, микротрещин, химическая неоднородность, анизЬтррпность механических свойств и пр.). Если влияние первой группы факторов можно значительно уменьшить усовершенствованием оборудования и методики испытаний, то рассеяние экспериментальных данных, вызванное неоднородностью материала, связано со статистической природой коррозионно-усталостного разрушения и его нельзя полностью устранить. Его необходимо учитывать при испытаниях достаточно большого числа образцов, а результаты опыта желательно обрабатывать с помощью методов математической статистики. [c.32]

Процессы релаксации оказывают существенное влияние на самые разные физические свойства полимеров. При этом различие надмолекулярной организации полимеров наиболее существенно сказывается на характере изменения их вязкоупругих механических свойств. Существование в полимерах надмолекулярных структур разного вида и степени соверщенства определяет сложный характер протекания релаксационных процессов, что связано с неоднородностью молекулярной упорядоченности. Процессы молекулярной подвижности в неупорядоченной (аморфной) части полимера характеризуются меньшими временами и более узким релаксационным спектром, тогда как для кристаллической части они затруднены (велико время релаксации и широк спектр). На границе аморфных и кристаллических областей и в местах дефектов структуры соответствующие релаксационные характеристики имеют промежуточное значение. [c.138]

Металлизационное цинковое покрытие значительно отличается от исходного цинка как по своей структуре, так и по физико-механическим свойствам. В металли-зационном цинковом покрытии содержится большое количество окислов, которые ухудшают его физико-механические свойства. Одновременно с этим оно обладает большой пористостью и повышенной твердостью, имеет неоднородную структуру и меньшую эластичность. Прочность металлизациониого цинка более чем в 3 раза ниже прочности исходного металла. Однако при эксплуатации покрытие обладает достаточной прочностью и разрушается, как правило, за пределами упругих деформаций основного металла. Цинковое покрытие является анодом по отношению к стали, поэтому нет необходимости в получении непроницаемого покрытия, а следовательно, и в увеличении его толщины. При контакте пористого цинкового покрытия с влагой (электролит) в силу неоднородности металла в его порах возникают гальванические пары, приводящие к разрушению цинка. Разрушение цинка продолжается недолго, при этом образуются продукты коррозии, которые быстро заполняют поры покрытия, в результате чего оно становится непроницаемым, и электрохимическая коррозия цинкового покрытия прекращается. Уплотнение цинкового покрытия (пор) происходит и вследствие химических реакций с образованием окислов, гидратов и карбонатов цинка. [c.156]

Для успешного решения сложной проблемы повышения нефтеизвлечения пластов необходимо детальное изучение влияния различных геолого-промысловых факторов на эффективность разработки нефтяных месторождений. К числу основных природных факторов следует отнести неоднородность пластов, соотношение вязкостей нефти и вытесняющей жидкости в пластовых условиях, структурно-механические свойства нефтей, смачиваемость породы насыщающими ее жидкостями, структуру пористой среды и др. Последние два параметра характеризуют величину капиллярного давления и относительные проницаемости. [c.9]

На разделение поступают неоднородные смеси твердых и жидких компонентов сырья сыпучие вещества, эмульсии, суспензии, сложные гетерогенные структуры. Составные части этих смесей имеют различные физико-механические свойства, обусловленные фазовым состоянием, геометрическими размерами, плотностью, щеро-ховатостью поверхности, температурами плавления и кипения, электромагнитными характеристиками и др. Благодаря этим различиям возникает возможность разделить неоднородные вещества на жидкие и твердые, газообразные и жидкие (или твердые), тяжелые и легкие, крупные и мелкие, длинные и короткие, легко- и тугоплавкие, магнитные и немагнитные материалы и т.д. [c.30]

Высота насыпного Слоя недостаточна (рис. 46). В этом случае композиция в процессе эспенивания не поднимается на высоту канала. Поверхность пенопластовой плиты шероховатая, имеют место участки со впадинами до 1/2 наибольшей высоты вспенивания. На поверхности пенопластовой плиты образуется плотная корочка мелкопористиги материала с объемной массой, превышающей иногда в 2 раза объемную массу пенопласта, полученного при правильно выбранной высоте насыпного слоя. Изготовленные в данном случае пенопластовые плиты имеют неоднородную структуру и обладают пониженными физико-механическими свойствами. [c.33]

Разброс механических свойств материалов является одним из следствий статистической природы прочности . В свою очередь, статистическая природа прочности материалов обусловлена их неоднородной структурой. Случайный характер расположения макроструктурных элементов стеклопластиков приводит к существенному разбросу значений показателей прочностных и упругих свойств. Коэффициент вариации пределов прочности и [c.88]

Данные о неоднородности вулканизационной сетки реальных ненаполненных резин получены при изучении кинетических кривых набухания при избыточном давлении [111], по закономерностям светорассеяния набух-щих вулканизатов [112]. Сведения об образовании гетерогенных вулканизационных структур при серной вулканизации получены методами электронной микроскопии [113- 115], МУРР [53 116 117] и ЯМР [117 118]. К выводу о микрогетерогенном распределении сшивок приводит рассмотрение механических свойств вулканизатов [119 120]. Изменение надмолекулярной структуры каучука при серной вулканизации отмечено в работах [68 121]. [c.58]

Проведенный в данной монографии анализ структурных изменений, происходящих при взаимодействии полимеров и наполнителей, показывает возможность возникновения в многокомпонентных системах различных уровней микрогетерогенности. В настоящее время еще не установлена роль дополпительной гетерогенности, связанной с присутствием наполнителя, и не исследовано ее влияние на ряд характеристик наполненных полимеров. Можно допустить, например, что уменьшение плотности сетки в граничном слое повышает его эластичность и способствует снижению внутренних напряжений на границе раздела, создавая промежуточный слой между поверхностью и полимерной матрицей. Но гетерогенность может ухудшать другие свойства композиции, например водостойкость. Увеличение дефектности структуры ухудшает механические свойства. Следовательно, задача состоит в более подробном исследовании структурных изменений в граничных слоях и путей их регулирования, что открывает перспективу для устранения слабых граничных слоев, определяющих условия адгезионного разрушения связи полимер — наполнитель. Структурная неоднородность приводит также и к изменению релаксационного спектра. [c.281]

Направленное изменение надмолекулярной структуры полимеров мо/ксг осуществляться различными путями. Во-первых, структуру можно изменять нод воздействием соответствующей температуры и деформационной обработки [7—9]. В качестве примера можно привести ориентацию полимерных нленок, закалку экструзионных и литьевых изделий. В ряде случаев быстроохлаи, даемое изделие обладает высокой механической прочностью. Однако этот метод регулирования механических свойств используется лишь для тонкостенных изделий. В толстостенных изделиях часто наблюдается неоднородность структурных образований, что ведет к появлению разного рода микродефектов, вызывающих значительный разброс показателей физико-механических свойств готовых изделий и снижающих их надежность. Второй путь изменения надмолекулярной структуры материала в изделии — введение в полимер перед переработкой или в процессе переработки небольших количеств различных веществ, которые могут иметь самую разнообразную природу. Вследствие этого различается механизм их воздействия на полимерный материал [10]. [c.416]

Паровые котлы, сосуды, -работающие твдд давлением, трубопроводы пара и го-.рячей воды эксплуатируются сложных условиях, и на надежность их может повлиять множество факторов напряже гаое состояние отдельных узлов м деталей характер. расположение, ориентация и количество дефектов сварных соединений и основного металла механические свойства материала, неоднородность его структуры наличие и характер остаточных напряжений масштабный фактор конструктивное оформление элементов агрессивность среды, температура, длительность эксплуатации, цикличвость нагрузок и т. п. [c.223]

Углеродистые стали в зависимости от состава и состояния могут иметь различную структуру и свойства, которые в той или иной степени отражают их способность сопротивляться гидроэрозин. Однако при разрушении металла в микрообъемах наблюдается большая неоднородность, и усредненные механические характеристики оказываются непригодными для оценки эрозионной стойкости. Поэтому для правильного выбора конструкционного материала необходимо проводить испытания на гидроэрозионную стойкость. На практике иногда при одних условиях испытания металлов с одинаковыми химическим составом и структурой, равными усредненными механическими характеристиками показатели эрозионной стойкости образцов оказываются различными. Это объясняется неоднородным строением микрообъемов металла и наличием на отдельных участках большого количества микроскопических дефектов, которые недостаточно выявляются обычными механическими испытаниями, а при микроударном нагружении оказывают отрицательное влияние на сопротивляемость металла разрушению. [c.123]

Открытие явления высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП) 1 обострило 1 мание к изучению структурных свойств и неупругах деформаций сверхпроводящих материалов, Дело в том, что большинство высоко-температурш.1Х сверхпроводящих материалов при обычных способах их получения являются керамиками они получаются в результате прессовки и последующего отжига (спекания) мелкодисперсных порошков. Структура керамики явно неоднородна, включает различные границы контактирующих крупинок (зерен) и часто представима как совокуп-I ность нескольких фаз. Поскольку в настоящее время нет полной ясности, какие фазы заведомо сверхпроводящие и как стабильность высокотемпературной сверхпроводимости зависит от структуры соответствующих материалов, изучение и описание разных структурных особенностей и, механических свойств подобных материалов становится одной из цент-I ральных задач в проблеме высокотемпературной сверхпроводимости. [c.233]

Основаны на регистрации параметров упругих колебаний, возбужденных в контролируемом объектеПрименяются для обнаружения поверхностных и внутренних дефектов (нарушений сплошности, неоднородности структуры, межкристаллитной коррозии, дефектов склейки, пайки, сварки и т. д.) в заготовках и изделиях, изготовленных из различных материалов. Они позволяют измерять геометрические параметры при одностороннем доступе к изделию, а также физико-механические свойства металлов и металлоизделий без их разрушения. [c.33]

Так как при элоксировании речь идет о более или менее прозрачных слоях, то обработка поверхности, ее свойства [135], а также однородность основного металла, особенно в случае сплавов [136], имеют первостепенное значение. При злоксировании выявляются все механические и структурные неоднородности поверхности, так что этот процесс может служить своего рода металлографическим испытанием. В некоторых случаях неоднородные структуры непригодны для элоксирования [137]. [c.718]

Таким образом, комтозиционные материалы представляют собой системы с четко выраженной неоднородностью структуры. Их упругие, реологические и прочностные характеристики определяются, как отмечалось выше, не только механическими свойствами и тополо гией компонентов, но и условиями взаимодействия на границе раздела фаз и взаимодействия между элементами неоднородностей. Поэтому построение адекватной модели наполненной системы и расчет ее механических характеристик до сих пор остаются актуальными задачами механики композиционных материалов. [c.57]

Как видно из примеров, приведенных на рис. 5, оптический метод позволяет обнаружить неоднородность деформации кристаллических полимеров. Следует различать два типа неоднородности — негомо-генность деформации образца в целом и неодинаковость деформации отдельных областей сферолита. Неоднородность деформации образца обусловлена различием механических свойств крупных структурных образований и слабоструктурированной матрицы. При исследовании внутренней неоднородности деформации сферолитов оптические методы могут характеризовать лишь внешнюю картину этого явления изучение же его природы и механизма должно проводиться на более глубоких структурных уровнях. Предварительный вывод сводится к объяснению неоднородности деформации сферолитов различием ориентации молекулярных ценей и образованных ими структур по отношению к действующей силе (так как эти структуры обладают центральной симметрией и напряжения действуют под различными углами к радиусам сферолита). Наглядно это проявляется в отчетливом разделении сферолита на четыре сектора деформации в пределах которых осуществляются различным образом границы секторов образуются лучами, наклоненными под 30—45° к направлению вытяжки. Характерным для экваториальных секторов является формирование шейки в работах [c.174]