Адсорбционное понижение прочности

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 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]

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]

Вместе с тем понижение поверхностной энергии твердого тела происходит не только при адсорбции паров в такой же или еще в большей мере оно имеет место и ири капиллярной конденсации с непрерывным переходом к контакту твердого тела с объемной жидкой фазой соответственно эффекты снижения прочности твердых тел в результате понижения их поверхностной энергии при контакте с жидкой фазой также обычно включаются в обобщенное понятие адсорбционного понижения прочности. [c.336]

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]

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]

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]

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]

Колоссальные затраты работы на диспергирование в промышленных масштабах могут быть в значительной степени уменьшены путем адсорбционного понижения прочности диспергируемых тел. Этот путь, открытый Ребиндером, рассматривается в гл. XIV- [c.23]

Важную роль в интенсификации процессов диспергирования и уменьшении энергетических затрат на эти процессы играет введение различных по природе и механизму действия поверхностно-активных сред. Подобные среды способны, с одной стороны, облегчить измельчение за счет действия эффекта адсорбционного понижения прочности (эффект Ребиндера см. 4 гл. XI), а с другой — предотвратить сцепление (агрегирование) образующихся при измельчении частиц (см. гл. IX и X). [c.138]

Влияние химической природы твердого тела и среды на проявление адсорбционного понижения прочности [c.333]

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]

Очень часто рост макроскопических трещин разрушения определяется кинетикой поступления жидкой фазы в их вершину, в частности закономерностями ее вязкого течения в трещине. Очевидно, что затвердевание жидкой фазы должно практически полностью предотвращать проявление эффекта адсорбционного понижения прочности. Вместе с тем и повышение температуры может приводить к существенному уменьшению интенсивности его проявления. Это обусловлено облегчением пластического течения с повышением температуры под действием термических флуктуаций идет рассасывание деформационных микронеоднородностей вследствие этого при повышенных температурах локальные концентрации напряжений оказываются слишком малы, чтобы инициировать развитие зародышевых микротрещин. В результате при повышении температуры происходит переход от хрупкого разрушения твердого тела в присутствии адсорбционно-активной среды к его пластическому деформированию. Аналогичным образом может влиять и уменьшение скорости деформирования твердого тела при медленном деформировании также увеличивается вероятность рассасывания локальных концентраций деформаций и напряжений. [c.341]

Вместе с тем адсорбционно-активные компоненты повсеместно применяются в составе смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) для облегчения разнообразных процессов механической обработки резанием (сверления, точения, фрезерования), шлифования, полирования, по скольку все эти процессы связаны с диспергированием обрабатываемо го материала. Иллюстрацией возможностей использования сильны эффектов адсорбционного понижения прочности в этих процессах яв ляется применение малых количеств легкоплавких поверхностно-актив ных металлов при обработке закаленных сталей и твердых сплавов Так, в полимерную связку шлифовальных кругов вместе с алмазным порошком вводится порошок легкоплавкого металла. При работе круга за счет повышения температуры при трении происходит выплавление микроколичеств активного металла, который снижает прочность обрабатываемых инструментальных материалов, в том числе твердых сплавов (спеченных порошковых композиций карбидов вольфрама и титана с кобальтом). Резкое понижение прочности обрабатываемого материала позволяет в несколько раз увеличить скорость обработки с одновременным увеличением долговечности самих шлифовальных кругов. [c.343]

По отношению к металлам и некоторым ковалентным кристаллам весьма активными средами являются жидкие металлы. Эффекты адсорбционного понижения прочности могут быть выражены здесь очень ярко характерным примером служит влияние тоН кой пленки ртути на механические свойства монокристаллов цинкг (рис. XI—30). Чистые монокристаллы способны растягиваться нь сотни процентов, превращаясь при этом в тонкую ленту. По мере деформации растет усилие, которое необходимо прикладывать к образцу для обеспечения дальнейшего деформирования (этот рост напряжения пластического течения по мере увеличения деформации, связанный с увеличением плотности дефектов в кристалле, называется механическим упрочнением, или наклепом, — ср. замечание о зависимости т =т (у) в 2). Лишь при значительных напряжениях порядка нескольких килограммов на квадратный миллиметр (10 Н/м ) и удлинении кристаллов в несколько раз они разрываются. Нанесение ртути резко изменяет поведение монокристаллов уже после деформации около 107о происходит разрыв образцов с хорошо выраженным хрупким сколом по плоскости спайности (плотности базиса (0001)), и напряжение разрушения составляет лишь сотни граммов на квадратный миллиметр (10 Н/м2). [c.338]

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]

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

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]

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]

Взаимодействие со средой, изменяя ст, 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 и разрушения вследствие снижения ст. Акт адсорбции должен происходить одновременно с актом разрыва связи в момент образования новой элементарной ячейки поверхности. Таким образом, для адсорбционного понижения прочности (в отличие от коррозии) характерно обязательное сочетание действия среды и механических напряжений . [c.273]

Рассмотрим преимущественно роль факторов первой группы в связи с самой яркой формой проявления эффекта Р ебиндера — резким адсорбционным понижением прочности — и лишь кратко остановимся на роли структуры твердых тел и условий их деформирования, а также на возможных путях использования этих эффектов и способах предотвращения их вредного влияния [c.333]

Наконец, еще одной особенностью дефектов структуры, определяющей их роль в проявлении адсорбционного понижения прочности, является то, что в большинстве случаев распространение жидкой фазы именно вдоль дефектов способствует поступлению активной среды в зону предразрушения, обеспечивая тем самым возможность воздействия среды на процесс развития трещин. В этом отношении роль дефектов структуры ( факторов II группы ) тесно смыкается с ролью условий деформирования и разрушения ( факторов III группы ), в данном случае — условий поступления среды в зону зарождения и развития трещин. [c.341]

Способность адсорбционно-активных сред заметно облегчать разрушение твердых тел издавна используется при измельчении (см. 5 гл. IV) при помоле руды перед флотационным обогащением, цемен та и в других процессах диспергирования. Ребиндер указывал, что тонкое измельчение не может быть достигнуто чисто механическим путем развитие огромной поверхности требует вмешательства физико-химических факторов для управления явлениями на возникающих поверхностях. Роль адсорбционного понижения прочности состоит при этом не только в облегчении разрушения твердого тела, но и в предотвращении агрегации, в разрушении коагуляционных контактов, возникающих между частицами. [c.343]

Характерным примером проявления адсорбционного понижения прочности может служить эксплуатация разнообразных адсорбентов и катализаторов адсорбция (хемосорбция) на поверхности твердой фазы, а следовательно понижение поверхностной энергии и прочности, являются неотъемлемым условием их функционирования. Здесь проявляется взаимное влияние поверхности твердого тела и молекул среды , к01нта1кт с твердой фазой облегчает раарыв и перестройку межатомных связей в адсорбируемых молекулах в свою очередь, эти процессы адсорбции и перестройки молекул адсорбата приводят к ослаблению связей в поверхностных слоях катализатора. Внутренних напряжений, возникших на той или иной стадии приготовления гранул (см. [c.344]

Курс коллоидной химии 1974 (1974) -- [ c.22 ]

Курс коллоидной химии 1984 (1984) -- [ c.273 ]

Курс коллоидной химии 1995 (1995) -- [ c.301 ]

Курс коллоидной химии (1984) -- [ c.273 ]

Краткая химическая энциклопедия Том 1 (1961) -- [ c.0 ]

Краткая химическая энциклопедия Том 1 (1961) -- [ c.0 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология