Прочность нитевидных кристалло

Одна из возможных форм роста кристаллов асбестов—нитевидная. Под нитевидными подразумевают кристаллы с большим отношением длины к диаметру, составляющему не более 25 мкм. Нитевидные кристаллы достаточно широко распространены в природе. Прочность нитевидных кристаллов в сотни раз больше прочности соответствующих крупнокристаллических веществ и приближается к теоретической, рассчитанной на основе сил межатомного взаимодействия. [c.103]

Изменяя тем или иным образом число и свойства дислокаций, можно влиять на прочность кристаллических тел. Прежде всего можно предполагать, что кристаллы, имеющие минимальное число дислокаций, будут обладать повышенной прочностью. Действительно, так называемые нитевидные кристаллы ( усы ) некоторых веществ, свободные от дислокаций, испытывают при нагрузках лишь упругие деформации и в сотни, даже тысячи раз прочнее обычных кристаллов. Даже при повышенных температурах кристаллы без дислокаций не испытывают пластических деформаций. Прочность нитевидных кристаллов приближается к теоретической прочности порядка десятков тысяч МПа. Так, например, получены нитевидные кристаллы MgO диаметром 1...3 мкм с пределом прочности, приближающейся к 25-10 МПа. В настоящее время получены нитевидные кристаллы разнообразных соединений металлов, графита, сульфидов, карборунда, оксидов (MgO, ВеО, АЬОз и пр.) и т. д. Получение сверхпрочных нитевидных кристаллов имеет большое промышленное значение. Армирование этими кристаллами других материалов позволяет получать высокопрочные конструкционные материалы, обладающие часто высокой огнеупорностью и химической стойкостью. [c.98]

Прочность нитевидных кристаллов в зависимости от ориентации [c.341]

Рис. 6. Прочность нитевидных кристаллов сапфира в зависимости от их диаметра

Как видно из рис. 94, прочность усов в значительной степени зависит от их диаметра. Это важнейшее свойство усов не обусловлено способом их получения. Если предел прочности при растяжении поликристаллического железа в виде чугуна равен 14—25, в виде конструкционной стали 38—42, в виде углеродистой стали 32—80 и в виде рельсовой стали 70—80 кгс/мм , то предел прочности нитевидных кристаллов железа составляет 1340 кгс/мм [412, 427]. [c.229]

В качестве основы (матрицы) используются металлы и сплавы, полимеры, керамика. Они обеспечивают связь между составляющими компонентами, прочность и пластичность под действием нагрузок. Значительно разнообразнее применяемые наполнители, особенно для композитов на основе пластмасс, от которых зависит прочность и жесткость композитов. Из наполнителей следует выделить металлические и углеродные волокна, дисперсные тугоплавкие металлы с размером частиц от 0,01 до 0,06 мкм, нитевидные кристаллы карбида и нитрида кремния. Созданы также упрочняющие нити и волокна с нанесенными барьерными слоями карбид бора — бор на вольфраме, карбид бора на боре, углеродные волокна, покрытые карбидом кремния, бором, бор на оксиде кремния (IV) и т. д. [c.177]

Нитевидные кристаллы ( усы ) рассматривают как перспективный материал для армирования матриц из металлов, полимеров и керамики. Сверхвысокая прочность в широком диапазоне температур при малой плотности, химическая инертность по отношению ко многим матричным материалам, высокая жаростойкость и коррозионная стойкость нитевидных кристаллов оксидов алюминия и магния, карбида кремния делают их незаменимыми армирующими элементами. К сожалению, пока на пути их практического применения стоит много трудностей. Предстоит решить проблемы получения их в промышленном масштабе, отбора годных усов , ориентации их в матрице, методов формирования композиций с усами . [c.69]

Обычно все виды дефектов кристаллической решетки уменьшают прочность металла. Под прочностью понимают свойство материала в определенных условиях воспринимать приложенные нагрузки не разрушаясь. Металлические кристаллы, лишенные дислокаций, обладают весьма высокой прочностью. Такими кристаллами являются выраш иваемые в особых условиях нитевидные кристаллы или усы . Их прочность во много раз превышает прочность обычных образ- [c.325]

Ввиду большой ценности алмазов их получают искусственным путем из графита. Для этого применяют очень высокое давление (порядка 10 ° Па) и длительный нагрев при температуре около 3000 °С. Нитевидные кристаллы алмаза получают при обычном давлении. Нитевидные кристаллы, или усы , имеют структуру, практически лишенную дефектов, и обладают очень высокой прочностью. [c.406]

Композиционные материалы (композиты)—состоят из полимерной основы, армированной наполнителем в виде высокопрочных волокон или нитевидных кристаллов. Армирующие волокна и кристаллы могут быть металлическими, полимерными, неорганическими (например, стеклянными, карбидными, нитридными, борными). Армирующие наполнители в значительной степени определяют механические, теплофизические и электрические свойства полимеров. Многие композиционные полимерные материалы по прочности не уступают металлам. Композиты 364 [c.364]

Композиты , или металлы, армированные высокопрочными нитевидными кристаллами (углерода, бора, силицида бора), являются очень ценными материалами в машиностроении и их выпуск непрерывно увеличивается. Они позволяют при сохранении прочности конструкции снизить ее массу на 30—40%, что очень важно для летательных аппаратов. [c.288]

В ТОНКИХ стеклянных волокнах высокая прочность достигается, по-видимому, благодаря удалению наиболее опасных поверхностных дефектов (трещин Гриффитса). В нитевидных кристаллах (см. гл. X) дислокаций мало и расположены они, как правило, вдоль оси уса, что препятствует размножению дислокаций, необходимому для появления заметной пластической деформации. Тя нутая проволока из высокоуглеродистой стали, наоборот, имеет большую плотность дислокаций дислокации, межфазные границы и другие дефекты расположены так густо, ч го почти полностью исключают пластическую деформацию. [c.214]

Нитевидные кристаллы. Наиболее примечательное свойство НК — их высокая прочность и малое внутреннее трение. Высокие прочностные свойства НК обнаруживаются при всех видах нагружения (изгиб, растяжение, кручение), хотя иногда характер напряженного состояния может существенно изменить предел текучести. Так, Хирс (1958 г.) показал, что НК олова, самопроизвольно выросшие на электропокрытии, обладают большой прочностью на изгиб и малой — на растяжение. [c.486]

Относительно низкое значение прочности углеграфитовых материалов обусловливается наличием в них значительного количества дефектов кристаллической структуры (примеси, дислокации, границы зерен, поры и т. п.). Кроме того, на поверхности углеграфитовых материалов образуется некоторое количество микротрещин, которые являются концентраторами напряжений и при наложении напряжений приводят к полному разрущению материала. Поверхностные микротрещины возникают в процессе производства углеграфитовых материалов. В тех случаях, когда удается в значительной мере уменьшить образование дефектов решетки и поверхностных трещин, например при получении нитевидных кристаллов, прочность приближается к теоретическому пределу. [c.22]

Эти недостатки устраняют, вводя в матрицу хром, титан или алюминий. Наиболее перспективными уплотнителями композиционных материалов являются монокристаллические нитевидные кристаллы тугоплавких оксидов, нитридов, карбидов и боридов. Последние характеризуются уникально высокой прочностью, обусловленной совершенством их структуры и поверхности. В настоящее время разработаны волокнистые композиционные материалы с непрерывными поликристаллическими волокнами бора, углерода и тугоплавких соединений. Оказалось, что у этих волокон модуль упругости, плотность и температура плавления мало отличаются от таковых у нитевидных кристаллов. Однако они значительно уступают им в прочности. Например, прочность одного из наиболее жаропрочных алюминиевых сплавов САП-3 составляет при 500 С 6,4-10 Н/м , а алюминия, упрочненного борным волокном, достигает 1,2-10 Н/м . [c.155]

Многообразие армирующих волокон и полимерных связующих, а также схем армирования позволяет направленно регулировать прочность, жесткость, уровень рабочих температур и другие свойства ПКМ. Эффективными средствами регулирования являются сочетание в одном материале волокон с различными упруго-прочностными свойствами (например, борных и стеклянных, углеродных и органических), введение нитевидных кристаллов и дискретных волокон в полимерную мат-ри1 . Это определяет одно из важнейших достоинств ПКМ - возможность создавать элементы конструкций с заранее заданными свойствами, наиболее полно отвечающими характеру и условиям их работы. [c.132]

Наличие даже небольшого числа дислокаций в металлах, пронизывающих в нем значительные участки, часто бывает достаточным, чтобы снизить его теоретическую прочность на несколько порядков. Эта идея нашла свое подтверждение после открытия того факта, что нитевидные кристаллы, так называемые усы , обладают почти идеально правильным бездефектным атомным строением и по своей прочности приближаются к наивысшей теоретически возможной прочности. [c.263]

Рис. 22. Зависимость прочности на разрыв нитевидных кристаллов графита от диаметра

Литературные данные о физико-механических свойствах амфиболовых асбестов ограничены. В то же время в связи с использованием асбестов в качестве упрочняющих, армирующих наполнителей в различных композиционных материалах сведения об их прочностных характеристиках имеют важное практическое значение. Не меньший интерес представляют данные о физикомеханических свойствах этих минералов и для сравнения со свойствами нитевидных кристаллов, которые по морфологическим особенностям близки к асбестам. Анализ результатов исследований, выполненных за последние годы, показал, что нитевидные кристаллы обладают прочностью, приближающейся к теоретической. Это обусловлено высоким совершенством их структуры и минимальным количеством поверхностных дефектов. Поэтому изучение физико-механических свойств нитевидных кристаллов амфиболов, исследование взаимосвязи между их структурой, условиями образования и прочностными характеристиками могут 128 [c.128]

Из данных табл. 36 видно, что волокнистые фторамфиболы по прочности сопоставимы с нитевидными кристаллами. В то же время наблюдаются значительный разброс значений прочности от образца к образцу и резкая зависимость прочности от диаметра. [c.130]

Хорощо известно, что анизотропия упругих постоянных приводит к значительной анизотропии прочности вдоль различных кристаллографических направлений. Особенно это заметно в гексагональных, рещетках, к которым принадлежит сапфир. Прочность нитевидных кристаллов сапфира в зависимости от ориентации приведена в табл. 3. [c.340]

С увеличением размеров удельная прочность нитевидных кристаллов значительно уменьшается. Но несколько лет назад советским ученым И. А. Одингу и И. М. Копьевой удалось получить усы диаметром около 100 микронов из сплава железа и меди при восстановлении смеси ГеС12 и СиС1. [c.82]

Усами, вискерсами или нитевидными кристаллами называются монокристаллы диаметром от 0,05 до 50 мм, естественные или выращиваемые искусственно (рис. 331). Свойства нитевидных кристаллов резко зависят от их толщины. Самыми замечательными их свойствами являются очень высокая упругость и большая прочность, приближающаяся к теоретическим значениям прочности, рассчитанным для идеальных, бездислокационных кристаллов. Прочность нитевидных кристаллов в десятки и даже сотни раз превосходит прочность обычных кристаллов тех же веществ. Причина столь высокой прочности заключается в том, что нитевидные кристаллы либо являются бездислокационными, либо дислокации в них расположены вдоль оси роста, так что в основном имеются винтовые компоненты дислокаций поэтому нитевидный кристалл может деформироваться лишь вдоль своей оси. Нитевидный кристалл толщиной в несколько микрометров, по-видимому, содержит единственную винтовую дислокацию, ось которой расположена вдоль оси роста. [c.367]

Показана стойкость нитевидных кристаллов к воздействию растворов едкого кали различных концентраций. Получены формулы для расчета средней прочности нитевидных кристаллов, обработанных при температурах 120, 500, 700 и 900° С. Уменьщение прочности после термообработки объясняется превращением нитевидных монокристаллов гексатитаната калия в поликристаллический рутил. [c.104]

Рис. 28. Прочность нитевидных кристаллов 2) в сравнении с теоретической (/) н реальной -(3) прочкйсгью различных материалов.

При высоких температурах (Г > 1273 К) наблюдаются полосы сдвига в матрице, которые пересекают нитевидные кристаллы. Необходимо подчеркнуть, что экспериментально установленные предельные значения деформации ползучести 1,5. .. 1,8 %, при которых на первичных кривьгх ползучести имеет место переход к третьей стадии ползучести, соответствуют предельным значениям упругой деформации при разрушении такого рода нитевидных кристаллов [10]. Тогда можно сделать вывод [53] о том, что переход к третьей стадии обусловлен массовым дроблением нитевидных кристаллов на фрагменты. Поскольку прочность нитевидных кристаллов имеет довольно большой разброс, то не исключена вероятность дробления низкопрочных волокон на второй стадии, однако эта вероятность невелика и экспериментально такие фрагменты трудно обнаружить. [c.194]

Ввиду большой ценности алмазов было предпринято много попыток получить их нскусственным путем пз графита. Однако доЛ гое время эти попытки кончались неудачей. Только в 1955 г., применив очень высокое давление (порядка 10 Па) и длительный нагрев нри температуре около 3000 С, американским, а одновременно н шведским ученым удалось получить синтетические алмазы. В Советском Союзе также разработан метод получения син-тетическик алмазов, а в 1961 г. начато их П()омышленное произ- водство Кроме того, в 1969 г, в СССР синтезированы нитевидные кристаллы алмаза, причем их получают при обычном давлении. Нитевидные кристаллы илн усы нмеют структуру, практически лишенную дефектов, и обладают очень высокой прочностью. [c.433]

Введение нитевидных кристаллов (вискерсов) до 2,6-3% (объем.) в связующее увеличивает у однонаправленных пластиков прочность на сжатие, сдвиг, разрыв в трансверсаль-ном направлении [9-55]. Это объясняется снижением уровня концентрации напряжений в КМУП за счет увеличения числа дефектов при нагружении и торможения развития трещин. [c.552]

Дислокации оказывают значительное влияние на прочность и пластические свойства кристаллов. Наличие даже небольшого числа дислокаций в металлах может снижать их прочность по сравнению с теоретической на несколько порядков. Поэтому одним из путей повышения прочности кристаллических веществ является получение кристаллов с почти идеально правильным бездефектным строением. Это направление осуществлено при получении так называемых нитевидных кристаллов, или усов . Прочность их приб-лилоется к наиболее высокой, теоретически возможной и дости- [c.176]

До сих нор, рассматривая различные физико-химические свойства твердых тел (главы П1—VIII), мы предполагали, что эти свойства не зависят от формы и размеров образца. Опыт показывает, что это предположение в известной мере справедливо только для массивных образцов и перестает быть справедливым для нитевидных кристаллов (НК) и тонких пленок. Так, висмут в тонкопленочном состоянии может оказаться не полуметаллом, а полупроводником либо диэлектриком или же стать сверхпроводником. Монокристаллы нитевидной формы (диаметром 1—2 мкм) обладают" прочностью, приближающейся к теоретической (см. гл. IV). [c.479]

Наряду с упомянутыми выше применяют.также композиционные материалы, представляющие собой металлическую или неметаллическую мягкую основу (матрицу) с расположенными в ней упрочните-лями в виде высокопрочных волокон илп дисперсных частиц, что позволяет получить требуемые значения прочности, модуля упру-.гости, абразивной стойкости, термостойкости или других специальных свойств. Такие материалы отличаются малой чувствительностью к концентрации напряжений. В зависимости от вида упрочнителя различают волокнистые (упрочнены непрерывным волокном, нитевидными кристаллами), дисперсионно упрочненные и слоистые композиционные материалы. К материалам этого рода относятся стеклопласты, изделия порошковой металлургии, металлопластмасса, резинотканевые материалы их используют для изготовления корпусов машин и аппаратов, в качестве несущих конструкций, подшипников, виброгасителей и т. д. В принципе композиционным материалом [c.103]

Перспективное направление создания высокопрочных К.м.-армирование материалов нитевидными кристаллами ( усами ), к-рые вследствие малого диаметра практически лишены дефектов, имеющихся в более крупных кристаллах, и обладают высокой прочностью. Наиб, практич. интерес представляют кристаллы AljOj, ВеО, Si , В4С, SijN , AIN и графита диаметром 1-30 мкм и длиной 0,3-15 мм. Используют такие наполнители в виде ориентированной пряжи или изотропных слоистых материалов наподобие бумаги, картона, войлока. К. м. на основе эпоксидной матрицы и нитевидных кристаллов ThOj (30% по массе) имеют 0,6 ГПа, модуль упругости 70 ГПа. Введение в композицию нитевидных кристаллов может придавать ей необычные сочетания электрич. и магн. св-в. [c.444]

При комнатной температуре прочность композита никель - нитевидные кристаллы АЬОз, полученного элекфоосаждением никеля на волокна, существенно превышает прочность матрицы, [c.116]

Для эвтектического сплава Ni-Nb (11% об.) средняя прочность волокон - 586 кгс/мм . Эти же волокна, выделенные путем растворения мафицы, и,мели прочность 1030 кгс/мм , что свидетельствует о высоком совершенстве нитевидных кристаллов, формирующихся в процессе направленной кристаллизации эвтектики (рис. 10.1). [c.129]

Нитевидные кристаллы иногда называют материалом будущего, имея в виду их уникальные свойства высокую, близкую к теоретической, прочность, вырокий модуль Юнга и т. д. Эти свойства ните- [c.44]

Прочность на разрыв нитевидных кристаллов графита определялась на сконструированной простой установке, позволяющей постепенно повышать приложенную нагрузку. Нитевидные кристаллы крепились цеокриновым клеем к более толстым волокнам, которые в свою очередь приклеивались к кварцевым нитя м. Результаты измерения прочности графитовых усов приведены на рис. 22. Как [c.48]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология