Хрупкие тела, определение

В связи с развитием исследований в области экстрагирования из твердых материалов капиллярно-пористые тела типа хрупких гелей начинают успешно применяться в качестве моделей для изучения диффузии в твердых телах [47]. Определение коэффициента диффузии в капиллярно-пористых телах необходимо также для исследования других стадий процесса экстрагирования [55). [c.176]

Если твердое тело может поглощать влагу или находится во влажном состоянии, то, как правило, оно является пористым. Большинство пористых, особенно высокопористых тел, можно представить как более или менее жесткие пространственные структуры — сетки или каркасы. Их в коллоидной химии называют гелями. Это уголь, торф, древесина, картон, бумага, ткани, зерно, кожа, глина, почвы, грунты, слабообожженные керамические материалы и т. д. Пористые тела могут быть хрупкими или обладать эластическими свойствами. Их часто классифицируют по этим свойствам. Пористые материалы обладают значительной и разной адсорбционной способностью по отношению к влаге, которая придает им определенные свойства. На практике в качестве адсорбентов. предназначенных для извлечения, разделения и очистки веществ, применяют специально синтезируемые высокопористые тела. Эти тела кроме большой удельной поверхности должны обладать механической прочностью, избирательностью и рядом других специфических свойств. Наиболее широкое применение находят активные угли, силикагели, алюмогели, цеолиты. [c.129]

Таким образом, анализ неустойчивости трещины в хрупком теле на основе силового и энергетического критерия дает один и тот же результат, поскольку величина у считается постоянной материала при заданных условиях (среда, температура и др.). Приближенно у = 0,01 Его (го - межатомное расстояние). Из уравнения Гриффитса следует, что д/2Еу = а- [п1. Выражение <тл/тг называют коэффициентом интенсивности напряжений (КИН) и обозначают для трещины отрыва через Кь Условие неустойчивости представляется в виде К( = К с, (или Кс), где Кс и К1с - критический КИН при плоском напряженном состоянии и плоской деформации соответственно. Критерий Кс (Кк) впервые предложен Ирвиным. Достоинством этого подхода является то, что величина К1 определяет поле напряжений и деформаций в области верщины трещины и поддается расчетному определению. Например, нормальное напряжение Оу, действующее в направлении действия силы, выражается через К1 по [c.121]

При царапании хрупких тел затрачиваемая энергия расходуется в основном на упругие деформации и создание новых поверхностей при сколе. Для пластических тел главная, часть энергии царапания затрачивается на пластические деформации и роль поверхностной энергии отступает на задний план. В связи с этим В. Д. Кузнецов (1954 г.) предлагал определять твердость хрупких тел различными методами царапанья и неопределенное понятие твердость заменить определенным физическим понятием поверхностная энергия . В этом случае известную десятибалльную шкалу твердости Мооса (см. табл. 6) можно было бы рас- [c.171]

В рассматриваемом случае затрата энергии на создание новых поверхностей разрыва (энергия разрушения) фактически определяется работой пластической деформации 6Wp, т. е. 8Г = 6Wp. Эта энергия разрушения отличается от энергии разрушения упругого тела тем, что здесь 5Г целиком определяется затратой энергии на работу пластической деформации. Для идеально упругого хрупкого тела по определению d = О и величина бГ есть часть внутренней энергии, причем плотность энергии разрушения постоянна. В рассматриваемой модели величину у нельзя считать постоянной материала в этом случае [c.215]

Чем и отличается по нашему определению идеально хрупкое тело от идеально упругого, которое не обладает внутренним трением и способностью рассеивать энергию упругих волн. [c.24]

Показатель абсолютной твердости по Герцу может быть определен только для хрупких тел, у которых, при внедрении индентора образуется хрупкая трещина. [c.258]

В существующих определениях ударной вязкости и вязкости разрушения материала существует некоторая нечеткость. В общем случае при ударных нагрузках материалы разрушаются хрупко, т. е. с небольшими пластическими (неупругими) деформациями до разрушения или при их полном отсутствии. Наиболее просто при высокоскоростных испытаниях, таких как ударные испытания по Шарпи или по Изоду, измеряется энергия маятника, затрачиваемая на разрушение, или общая площадь под кривой нагрузка —время, если испытательный прибор снабжен приспособлением для записи усилий в маятнике. Хорошо известно, что маятниковые методы дают результаты, очень чувствительные к форме и размерам образца и обычно трудно коррелируемые с поведением материала в реальных условиях. В принципе, эти методы являются первой попыткой измерения стойкости материала к росту трещины, а нанесение острого надреза в образце — попыткой исключения энергии инициирования трещин из общей энергии разрушения. Надрез в образце также обусловливает разрушение по наибольшему дефекту известных размеров и исключает влияние статистически распределенных дефектов в хрупком теле. Развитие механики разрушения поставило методы оценки вязкости разрушения хрупких тел на научную основу, однако ударные маятниковые методы все еще широко используются и при соблюдении определенных условий могут давать для композиционных и гомогенных материалов результаты, сравнимые с по- [c.124]

Так как сопротивляемость хрупких тел растяжению по определению значительно ниже сопротивляемости сжатию, то излом, следующий по поверхности ВВ, всегда происходит значительно раньше действительного излома от сжатия в части ВВ НК (без надреза). [c.61]

При высушивании неорганических лиогелей (например, студня кремниевой кислоты), начиная с некоторого момента, соответствующего определенному влагосодержанию, объем системы перестает уменьшаться. Студень постепенно превращается в твердое хрупкое тело (легко растирается в порошок). Такие ксерогели получили название хрупких. В отличие от них лиогели органических коллоидов (лиофилов) по мере отдачи жидкости все время уменьшаются в объеме, превращаясь при высушивании в небольшой бесформенный роговидный комок, и не теряют своих эластических свойств. Такие ксерогели получили название эластичных или упругих. [c.388]

При изучении процессов разрушения для оценки трещиностойкости стали в настоящее время пришли к созданию определенного научного направления - механики разрушения. Она состоит в следующем разрушение стали обусловлено имеющимися в теле трещина.ми или трещиноподобными дефектами, развитие которых и определяет весь процесс разрушения. Способом оценки склонности к хрупкому разрушению являются испытания серии образцов с У-образным надрезом на ударный изгиб при различных температурах. Применительно к испытанию сварных соединений V- [c.6]

Как известно, при достаточно низкой температуре все вещества переходят в твердое состояние. При этом скорость движения атомов, молекул или ионов, из которых состоит данное вещество, настолько уменьшается, что силы взаимного притяжения, силы сцепления между ними становятся соизмеримыми с силами отталкивания. Тело в результате этого приобретает определенную форму, которая не изменяется. Кроме того, твердые вещества обладают способностью восстанавливать прежнюю форму после снятия действия сил, направленных на ее изменение, т. е. для твердых веществ характерно явление деформации. По способности к деформации все твердые тела подразделяются на упругие, пластичные и хрупкие. [c.28]

При определенных условиях (низкие температуры, большие скорости разрушения) тепловые флуктуации не играют существенной роли, и разрыв хрупких тел идет по атермическому механизму. В этом случае только при напряжениях выше критического (ок) растут микротрещииы и твердое тело разрушается. Если пренебречь механическими потерями, то стартовая скорость микротрещин при переходе напряжения через значение 0к сразу стано вится большой, приблизительно равной скорости распространения поперечных упругих колебаний в твердом теле. Если же учесть рассеяние упругой энергии, зависящее от скорости роста трещины, то предельная критическая [c.95]

Анализ интенсивностей напряжений (по Ирвину Ki = = EG n) показывает, что разрушение наступит в момент достижения критического распределения напряжений, которое устанавливается уравнениями линейной теории упругости. Введенное Ирвином понятие критического коэффициента интенсивности напряжений (Kid Кпс Km ) является в настоящее время одним из критериев сопротивления металлических материалов хрупкому разрушению. В зависимости от формы и размеров тела и трещины, а также от способа нагружения тела этот коэффициент имеет различные значения. При этом решение целого ряда краевых задач, которые представляют собой самостоятельную область теории упругости, сводится к определению коэффициента интенсивности напряжений. [c.25]

Цинк. Он очень нужен для изготовления электродов гальванических элементов. Паяется, режется, сгибается легко. Поверхность его нельзя отделать до зеркального блеска, так как она мгновенно окисляется и тускнеет. При покрывании ртутью (амальгамировании) становится хрупким. Для поделок, если только цинк не обязателен как таковой (электроды, тела для определения плотности и т. п.) применять не имеет смысла. [c.121]

Опыты по определению коэффициента массоотдачи от капиллярно-пористых тел с хрупким скелетом проводились аналогичным образом. [c.180]

Из уравнения Инглиса следует, что при одном и том же внешнем напряжении у вершины трещины будут возникать напряжения, тем большие, чем она длиннее и острее. При определенных значениях 5, с кг напряжение превзойдет теоретическое сопротивление отрьгеу от, межатомные связи у вершины трешины разорвутся, и трещина начнет развиваться. Если рассматривать, как Гриффитс, идеально хрупкое тело, в котором пластическая деформация у вершяны трешины не происходит, то при распространении [c.42]

Стекло — аморфный материал, приобретающий после охлаждения определенного минерального расплава механические свойства твердого хрупкого тела. В зависимости от основы стеклообразующих компонентов стекла классифицируют по химическому составу на оксидные (силикатные, боросиликатные, алюминосиликатные, бороалю-мосиликатные, алюмофосфатные, фосфорнованадиевые и др.), халь-когенидные и галогенидные. В состав многих стекол вводят оксиды щелочных и щелочноземельных металлов, железа, свинца и кадмия. Для изготовления стеклянных химически стойких изделий (труб, арматуры, емкостей) используют в основном алюмосиликатное и кварцевое стекло. [c.81]

Определение твердости способом вдавливания стального закаленного шарика или алмазной пирамиды применяется в основном для микроскопических препаратов. В том и другом случаях для пластичных веществ получается удовлетворительная сходимость результатов. На хрупких телах (большая часть минералов) при вдавливании в результате хрупких деформаций образуется выбоина неправильной формы, что приводит к грубым ошибкам определения. В лабораторных условиях минералоги чаще всего пользуются микротвердометром ПМТ-3, в котором наконечник представляет собой четырехгранную алмазную пирамиду с углом а между гранями 136 . Эта пирамида вдавливается в зеркальную поверхность минерала под действием переменной нагрузки Р. В результате на поверхности образца получается отпечаток, диагональ которого I измеряют и выражают в миллиметрах. Твердость Я можно найти по формуле [c.111]

Мотт и Батесон при расчете скорости роста гриффитовой трещины в хрупком теле учитывали кинетическую энергию раз-движения стенок трещины, которая определенным образом связана со скоростью ее роста. Формула Батесона для скорости роста трещины имеет следующий вид [c.25]

Из всего сказанного следует сделать вывод, что характеристическая энергия является весьма сложной функцией многих факторов. В отличие от твердых хрупких тел резины обладают ярко выраженными релаксационными свойствами и большими механическими потерями. Отсюда характеристическая энергия, определенная экспериментально, включает следующие составляющие 1) свободная энергия поверхности (примерно 10 эрг1см-)] 2) рассеянная энергия, приходящаяся на 1 см- новой поверхности [c.239]

Даже при наиболее высоких значениях вязкости и хрупком состоянии можно найти, согласно Гельхоф-фу указания на деформацию стекла под влиянием очень медленно действующих напряжений. Зальманг и Кернер продемонстрировали это, подвесив свободно стеклянный стержень за оба конца и нагрузив его в средней точке через год они обнаружили прогиб стержня в несколько миллиметров. Стекла ведут себя как типично хрупкие тела только под действием мгновенных сил (импульсов). Этот факт чрезвычайно важен для изучения механизма разлома и для определения энергии активации, свойственной ориентировке всей структуры стекла в целом. Тейлор показал, что нет единого характерного напряжения разлома для хрупких твердых тел, но что механизм разлома этих тел приноравливается к любому приложенному одностороннему давлению. Сед-дон , исследуя очень медленные изменения физического состояния стекла, выражавшиеся в микродеформациях, с достоверностью показал, что такие изменения представляют собой явления старения он показал изменения электропроводности, обусловленные старением. [c.112]

Попытки применить фрактометрические методы определения поверхностного натяжения твердых тел по величине разрушающего напряжения при растяжении или энергии разрушения хрупкого тела не привели к желаемым результатам ввиду больших механических потерь [1], а из-за молекулярной ориентации и различных структурных изменений в образце оказался неприменим и метод нулевой ползучести [1] [c.152]

При испытаниях металлов на твердость широко используются методы Роквелла и Виккерса метод Виккерса применяют также для определения твердости различных хрупких тел (минералы и др.). [c.294]

По своим свойствам гели подразделяются иа хрупкие и эластичные. Хрупкие гели отличаются тем, что если выделить из них дис-персионнуго среду, то они сохраняют свою первоначальную форму и объем и могут вновь поглотить ту или иную жидкость подобно пористым телам. Эластичные гели, называемые обычно студнями, при выделении дисперсионной среды значительно уменьшаются в обтзсме и могут вновь поглощать жидкость только определенного химического состава, причем поглощение такого специфического вещества, называемое набуханием, сопровождается увеличением объема. [c.198]

Таким образом, как термодинамический, так и кинетический подходы к процессу разрушения и термофлуктуационная теория прочности хрупких твердых тел приводят к выводу о сушествова-нии безопасного напряжения, для расчета которого при одноосном растяжении предложены уравнения (11.42) и (11.43), а для сложнонапряженного состояния — уравнение (11.44), а также к диаграмме механизмов разрушения, показанной на рис. 11.11, где приводятся границы существования безопасных напряжений, термофлуктуационного и атермического разрушения в зависимости от размеров начальных микротрещин в материале. На основании этих уравнений может быть определен критерий оценки безопасных микротрещин в хрупких твердых телах. Порог разрушения по Гриффиту аа ° соответствует безопасному напряженую оо, а не критическому (Тк, как это считалось до сих пор общепринятым. [c.314]

Полимеры в стеклообразном состоянии обладают прочностью твердых тел если прилолсить значительную силу (при сжатии, растял ении, изгибе), они деформируются незначительно. Это объясняется тем, что в стеклообразном состоянии молекулы связаны наиболее прочно и наименее гибки. В сравнении с низко-молекулярными стеклами полимерные стекла могут несколько изменять свою форму под действием деформирующих усилий. Объясняется это тем, что часть звеньев сохраняет подвил<ность при наличии прочной связи на многих других участках макромолекулы. Низкомолекулярные стекла разрушаются без деформации или претерпевая едва заметную деформацию. В этом легко убедиться, если сравнить свойства органического стекла (поли-метилметакрилата) с обыкновенным (силикатным) стеклом. Чем нил<е температура в области стеклообразного состояния, тем меньшее число звеньев обладает подвилсностью, и при определенной температуре, называемой температурой хрупкости, полимерные стекла разрушаются без деформации, подобно низкомолекулярным стеклам. Более хрупки в равных температурных условиях стеклообразные полимеры, построенные из глобулярных частиц. Глобулярные молекулы теряют подвижность в целом, подобно молекулам низкомолекулярных соединений, и полимеры глобулярного строения раскалываются по линии раздела глобулярных частиц. Весьма валено поэтому в процессе переработки полимеров преобразовать глобулярную структуру в фибриллярную, что удается, например, при переработке поливинилхлорида. [c.17]

Эксперим. измерение П. э. в твердых телах представляет собой трудную задачу нз-за медленного (по сравнению с жидкостью) протекания релаксац. процессов и большой диссипации энергии при разрушении и образовании новой пов-сти, что обычно затрудняет проведение этого процесса как изотермического обратимого. Существует неск. методов измерения П. э. твердых тел, из к-рых наиб, достоверные результаты дает метод нулевой ползучести (Таммана-Удина), основанный на наличии у тела вязкой ползучести, т. е. способности при достаточно высокой т-ре медленно течь под действием приложенной силы. Графич. интерполяция величины этой силы к значению, при к-ром вязкая ползучесть уравновешивается поверхностным натяжением ст, позволяет определить П. э. Для упругих тел с хрупким разрушением П. э. можно определить лишь в случаях совершенной спайности, напр, при обратимом расщеплении листочка слюлД , путем измерения работы образования пов-сти (метод Обреимова) последний применим также для определения. межфазной энергии на границе твердое тело-жидкость. [c.585]

Химически активные среды влияют на прочностные свойства. материалов еще сильнее, чем физически активные. Эффект бывает настолько значительным, что разрущение напряженных материалов при одиовременнэд 1 воздействии химически активной среды часто рассматривалось как явление, не связанное с прочностными свойствами тел,—как качественно иной процесс. Так, например, при действии озоиа на растянутую резину скорость процесса разрушения может при определенной концентрации О , увеличиваться в сотни тысяч раз пэ сравнению со скоростью разрушения в отсутствие озона. Не раз высказывавшаяся одним из авторов и пpэвэдчмi л в этой книге идея о сходстве процессов коррозионного разрушения и статической усталости в последнее время начинает получать все более широкое распространение. Так, например, высказывается мнение, что существует аналогия между озонным растрескиванием резин и растрескиванием пластиков иод влиянием механических напряжений . В одной из японских работ процесс развития озонных трещин в растянутой резине описывается с помощью такого же метода и аналогично тому, как это делается при рассмотрении развития трещин в процессе хрупкого разрыва твердых тел . [c.250]

Для объяснения различий расчетных и опытных значений разрывных напряжений Гриффит [75] предположил, что в испытываемых кристаллах всегда имеются трещины, и вычислил, при каком значении напряжения, перпендикулярного трещине, равновесие нарушится и начнется ее разрастание. Физическая картина разрыва хрупкого однородного материала, нарисованная Гриффитом, основана на предположении о существовании критического разрывного напряжения. Временные эффекты не учитывались. Согласно Гриффиту разрыв может наступить лишь тогда, когда перенапряжение у вершины хотя бы одной из трещин достигнет теоретического значения, определяемого межатомными силами сцепления. Пока напряжение в вершине трещины не достигло предельного значения, трещина не растет. 1Лосле того, как определенное напряжение у вершины трещины достигнуто, последняя начинает расти со скоростью, близкой к скорости распространения упругих волн, рассекая тело на части. [c.52]

Твердое тело, обладающее совершенной упругостью до предела течения (идеальный пластический материал) или вплбть до разрыва (идеальный хрупкий материал), разрушается в первом случае по пластическому механизму, а во втором случае разрывается, когда напряжение или деформация достигают некоторых определенных пределов. Для таких материалов указанный критерий сводится соответственно к критериям Генки и Губера. [c.262]

Таким образом, двухуровневая модель разрушения и термофлуктуационная теория привели к важному понятию о нижней 1 ранице применимости уравнения Журкова. Этот вопрос обсулс-дается также в работах Разумовской [6.31] и Тулииова [6.32]. Существование безопасного папрял<ения может быть обусловлено различными причинами. Так, в гл. 4 было показано, что безопасное напряжение появляется в результате протекания определенных процессов вязкоупругости. Следовательно, понятие безопасного напряжения различно для механизмов хрупкого и нехрупкого разрушения. Принципиально различны понятия безопасного напряжения для атермического, термофлуктуационного и вязкоупругого механизмов разрушения. Существенное влияние на Оо оказывает реальная структура (микронеоднородность) и дефектность твердого тела (микротрещины). Внешние факторы, например, поверхностно-активные среды, такн<е влияют на Оо- Отличительной особенностью безопасного напряжения (6.36), определенного из термофлуктуационной теории, является его практическая независимость от температуры при сохранении состояния полимера, когда 3 не меняется (Кт - молекулярная константа для данного тина химической связи, а свободная поверхностная энергия слабо зависит от температуры). [c.170]

Представление о повышенной поверхностной вязкости возникает не только на основании повышения затухания диска при колебании, прикотором происходят сравнительно быстрые перемены направлений скорости движения диска, но также и на основании формы кривых деформаций пленок при медленном закручивании диска, как это было показано нами ранее [1]. Ряд пленок дает кривые деформации, указывающие на их хрупко-твердое состояние. По этим кривым можно достаточно определенно вычислить модули сдвига. Другие же пленки дают кривые дeфopмaциIJ с непрерывным нарастанием деформации при увеличении крутящего момента. Эти кривые проходят через начало координат и не показывают определенного предельного напряжения сдвига, характерного для классических пластичных тел, подчиняющихря уравнению Бингама Поэтому эти пленки следует считать высоковязкими. В соответствии с этим, скорость деформации в них растет почти линейно с увеличением крутящего момента, отклоняясь от линейности лишь при сильно повышенных скоростях. Это указывает на постоянство момента сопротивления пленки — постоянство коэффициента вязкости — до сравнительно больших скоростей деформации, при которых начинается частичное разрушение структуры. Однако, скорости деформации в этом случае намного меньше, чем при колебании диска, поэтому эффект увлечения подкладки должен быть совсем незначительным. При закручивании диска в таких высоковязких пленках разность углов верхнего и нижнего концов нити может достигать 1000°, т. е. трех полных оборотов. Мало вероятно, чтобы такое сдерживающее диск усилие могло каким-либо образом зависеть от легко текучей подкладки (вода), в которой до нанесения пленки диск свобод- [c.60]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология