Анизотропия преимущественной ориентации

При конструировании важно установить распределение деформаций конструкции, возникающих в процессе эксплуатации под влиянием приложенных напряжений. Напряжения могут возникать из-за давления, создаваемого жидкостью или газом, течением жидкости или неоднородным температурным расширением при изменениях температуры. Упругие свойства часто считают не зависящими от структуры, но существуют ситуации, когда такое утверждение становится неверным. Отдельные зерна металлических кристаллов в отношении упругих свойств анизотропны. Таким образом, упругие постоянные зависят от ориентации зерна по отношению к ориентации приложенных напряжений. В процессе производства деталей может возникнуть преимущественная ориентация отдельных зерен, что и создает упругую анизотропию. Весьма вероятно, что различные степени преимущественной ориентации приводят к довольно широкому разбросу данных по упругим свойствам металлов и сплавов. Вследствие того что этот разброс может вызывать появление погрешности, достигающей в некоторых случаях при расчетах деформаций 20 %, эта тема детально рассматривается в настоящем параграфе. Таблица 3, 4.5,8 — лишь пример того типа информации, которая встречается в литературе. Можно полагать, например, что стали с 5—9 %-ным содержанием хрома должны иметь примерно те же значения модуля Юнга, что и стали, содержание хрома в которых близко к указанному. [c.196]

Возможность существования макромолекул в вытянутой конформации приводит к появлению в полимерных кристаллах выделенного направления — кристаллографической оси с, совпадающей с направлением вытянутых конформаций или, как чаще говорят, с главным, направлением полимерных цепей. Структурная анизотропия, характеризующаяся одним выделенным направлением, существует не только, когда цепи полностью вытянуты, но и тогда, когда под влиянием растягивающего напряжения или других сил клубки хотя бы частично разворачиваются и звенья макромолекул приобретают преимущественную ориентацию. Это приводит не только к механической и оптической, но и к термодинамической анизотропии (именно ее и обнаружил в свое время Джоуль в опытах с растягиванием каучуков). Специфичность свойств полимеров с ориентированными макромолекулами (к ним относятся все полимерные волокна, и природные, и синтетические) потребовало рассмотрения особого ориентированного состояния полимеров, которому в книге посвящена гл. XVI. [c.20]

Если используемые материалы имеют мелкозернистую структуру, в которой отдельные кристаллиты ориентированы хаотически, но материал является в макроскопическом отношении псевдоизотропным. Технологические процессы, такие, как протяжка труб или проволоки, вносят какую-то степень преимущественной ориентации и, следовательно, упругую анизотропию. [c.199]

Резонансные частоты V, отличны от частот, которые наблюдаются в изотропной фазе, что вызвано влиянием анизотропии констант экранирования. Кроме того, Iц в матрице гамильтониана нужно заменить в диагональных элементах на / / - -а в недиагональных элементах — на /,-/ — О,-,-. В принципе скалярные взаимодействия могут определяться непосредственно из анализа, основанного на уравнении (IX. 31). Однако можно упростить задачу, если использовать данные анализа спектров в изотропной фазе. Важно отметить, что с помощью спектров ЯМР частично ориентированных молекул можно определить абсолютные знаки скалярных констант спин-спинового взаимодействия, если ввести предположение о преимущественной ориентации на основании известной молекулярной структуры. Наконец, следует подчеркнуть, что относительно простая форма оператора Гамильтона появляется только в том случае, если межмолекулярные диполь-дипольные взаимодействия могут быть исключены как следствие быстрых процессов диффузии в жидком кристалле. Заметим, что эти процессы отсутствуют в твердом теле. Кроме того, спектр самой жидкокристаллической фазы не наблюдается, или, точнее говоря, ои исчезает в шумах. Это объясняется относительно высокой степенью упорядоченности, которую обнаруживают сами жидкие кристаллы во внешнем поле Во, и большим числом протонов в этих молекулах. В результате тонкая структура спектров исчезает. [c.364]

В табл. 1 и 2 (см. с. 258) приведены коэффициенты упругости монокристаллов соответственно гексагональных и кубических структур [1,2 . Эти данные приведены для того, чтобы дать представление о диапазоне, в котором может проявиться упругая анизотропия в поли-кристаллических материалах с преимущественной ориентацией зерен. [c.255]

Углеграфитовые материалы изготовляются из шихты — механической смеси, содержащей приблизительно 75% полидисперсного кокса-наполнителя и 25% каменноугольного пека-связующего . Свойства углеграфитовых материалов характеризуются анизотропией, которая обусловлена, с одной стороны, гексагональной поли-кристаллической структурой искусственного графита, и, с другой, анизометрией частиц кокса-наполнителя. При формовании исходной массы путем выдавливания (прошивные заготовки) продолговатые частицы ориентируются наибольшими осями параллельно оси прессования, а при формовании в пресс-форме (прессованные заготовки) частицы ориентируются длинной осью перпендикулярно движению плунжера. В результате формования развивается преимущественная ориентация частиц наполнителя, приводящая после термической обработки к образованию определенной структуры и в конечном счете к различию свойств в направлении, параллельном и перпендикулярном оси прессования. В связи с этим для свойств углеграфитовых материалов обычно приводят два значения, одно из которых характеризует то или иное свойство в направлении, перпендикулярном оси прессования, а второе — в параллельном. Следует указать, что материалы, формуемые выдавливанием, показывают большую степень анизотропии, чем прессованные в пресс-форму. [c.14]

Из всех молекулярных характеристик наиболее непосредственной и чувствительной мерой осевой упорядоченности структурных элементов молекулы является ее оптическая анизотропия. Действительно, если в какой-либо системе, состоящей из Р оптически анизотропных элементов (каждый из которых характеризуется разностью двух главных поляризуемостей а —аг=Аа), возникает преимущественная ориентация этих элементов относительно некоторой оси, то такая система становится оптически анизотропной как целое и разность ее поляризуемостей в направлении оси и перпендикулярно ей равна [c.62]

Целлюлозные волокна обладают значительной анизотропией свойств, что доказывается большим значением двойного лучепреломления. Анизотропия свойств является следствием преимущественной ориентацией кристаллических участков, а также цепей, находящихся в аморфных областях, вдоль оси волокон. [c.22]

Анизотропия свойств кристаллов обычно исчезает при исследовании поведения поликристаллического тела. Правда, зависимость свойств от направления, характерная для монокристаллов, сохраняется в отдельных кристаллических зернах. У большинства зерен, которые в самом общем случае не имеют преимущественной ориентации, свойства усредняются и образец в целом оказывается изотропным. Поэтому измеренные свойства представляют собой усредненные значения (не в математическом смысле) по всем направлениям. В одном поликристалле отдельные зерна могут приобретать определенную преимущественную ориентацию, например, благодаря доминирующему направлению кристаллизации или вследствие прокатки. В таком случае говорят [c.32]

В [425, с. 358/308] предложено использовать структурные шумы, полученные приемо-передающим преобразователем, как индикатор анизотропии изделия и рассчитывать по шумам коэффициент затухания. Поле, возникающее в результате рассеяния УЗ на кристаллитах (зернах) металла, зависит от величины зерен и их преимущественной ориентации. Исследуется многопроходная дуговая сварка аустенитных материалов. [c.782]

Для литьевых изделий из аморфных полимеров характерно наличие ориентированного (следовательно, эластичного) поверхностного слоя и неориентированной хрупкой сердцевины. Кроме того, вследствие преимущественной ориентации в направлении распространения потока механические свойства изделия анизотропны. Придав литьевому изделию форму чашки, можно избавиться от анизотропии. В процессе заполнения формующей полости можно вращать вкладыш, составляющий внутреннюю часть пресс-формы, что приводит к появлению дополнительной ориентации в 0-направлении. Клирман [41], предложивший этот способ литья под давлением, назвал такую двойную ориентацию круговой . На рис. 14.14 приведены результаты определения ударной вязкости полученных таким методом литьевых изделий. [c.540]

Существенное значение в анализе этой упорядоченности имеет знак оптической анизотропии молекулы. Отрицательная анизотропия изолированных молекул полистирола есть следствие преимущественной ориентации плоскостей фенильных колец перпендикулярно основной цепи молекулы полистирола. [c.100]

Положительная анизотропия молекулы привитого сополимера означает, что корреляция в ориентациях фенильных колец, входящих в боковые группы, распространяется по всей молекуле (рис. 26). Плоскости колец имеют преимущественную ориентацию параллельно вектору Ь (рис. 25) и потому вносят большой вклад в положительную анизотропию молекулы привитого сополимера. [c.100]

ПИЯ мономерных звеньев пе проявляется макроскопически у неориентированных полимеров вследствие неупорядоченного статистического распределения макромолекул или надмолекулярных структур. При таких процессах переработки полимеров в изделия, как ориентационная вытяжка, экструзия, а также в некоторой степени и прессование, возникает преимущественная ориентация макромолекул. Это должно привести к анизотропии диэлектрических свойств ориентированных полимеров, которая зависит как от электрической анизотропии мономерного звена, так й от степени ориентации макромолекул. Поскольку степень ориентации макромолекул у кристаллических полимеров может быть значительно выше, чем у аморфных полимеров, то, естественно, можно ожидать большего влияния ориентации на диэлектрические свойства у кристаллизующихся полимеров. [c.139]

Полная разность главных поляризуемостей гибкой цепной макромолекулы равна сумме трех слагаемых анизотропии макроформы [/г] анизотропии микроформы [ 1 5, вызванной близкодействием в цепи, и собственной анизотропии п]г, вызванной преимущественной ориентацией сегментов внутри клубка. В области малых напряжений сдвига справедливо уравнение [c.140]

В движущемся растворе силы вязкого трения деформируют макромолекулы и заставляют их вращаться. Это вращение не равномерно. Большую часть периода вращения оси макромолекул направлены вдоль направления, определяемого ориентирующим действием сил трения и дезориентирующим действием броуновских сил. Если при этом макромолекулы (Задают оптической анизотропией, то раствор становится оптически анизотропным его оптическая поляризуемость в направлении преимущественной ориентации макромолекул отличается от оптической поляризуемости в поперечном направлении. Поэтому скорости распространения световых лучей, поляризованных в этих двух взаимно перпендикулярных направлениях, различны, и это различие может быть выявлено измерением разности показателей преломления. [c.192]

Если разность энергии AI7 при различных взаимных ориентациях соседних молекул больше kT (т. е. средней энергии тепловых движений молекул), то в жидкости должны наблюдаться некоторые преимущественные взаимные ориентации близко расположенных друг к другу молекул — ближняя ориентационная упорядоченность молекул. Появление в жидкости некоторых преимущественных ориентаций соседних молекул связано с тенденцией к возникновению так называемых ассоциированных групп, т. е. относительно устойчивых молекулярных образований, имеющих определенное внутреннее строение. В этих случаях проявляется сильное влияние анизотропии молекулярного поля на свойства жидкости. [c.8]

Уменьщение начальной магнитной проницаемости в результате ТМО обусловлено увеличением энергии магнитной анизотропии благодаря возникновению наведенной магнитной анизотропии. Да термомагнитной обработки в размагниченном состоянии имело место равновероятное распределение векторов спонтанной намагниченности различных доменов по всем направлениям. После ТМО векторы намагниченности различных доменов получают преимущественную ориентацию вдоль направления поля отжига, т. е. вдоль оси тороида. Это приведет к увеличению числа 180° соседств доменов и, следовательно, к изменению характера зависимости /=/(Я) и ц=/(Я), и, в частности, к уменьщению начальной магнитной проницаемости и увеличению максимальной. [c.181]

Общая анизотропия — анизотропия всего полимерного тела присуща гл. обр. ориентированным полимерам (см. Ориентированное состояние), когда по всему объему тела имеется нек-рая преимущественная ориентация осей полимерных молекул. Простейший и наиболее важный случай общей анизотропии — анизотропия одноосноориентированных полимеров. Преимущественная ориентация осей макромолекул вдоль одного направления (оси ориентации полимера) приводит к зна- [c.70]

Оптическая анизотропия (О. а.) и анизотропия тензора поляризуемости (А. т. п.). Вектор г, соединяющий концы макромолекулы, является направлением преимущественной ориентации составляющих ее статистич. сегментов. Если поляризуемость сегмента вдоль его оси ос не равна поляризуемости в поперечных направлениях а2, то это приводит к различию поляризуемостей и Рг всей макромолекулы соответственно вдоль [c.246]

Спектроскопия НПВО, как уже отмечалось, — весьма удобный метод исследования анизотропии поверхностных слоев полимеров. При этом оказывается возможным использовать и неполяризован-ное излучение (с учетом поляризующей способности прибора и приставок), изменяя ориентацию образца относительно поверхности элемента внутреннего отражения. Такие эксперименты были проведены [58] при изучении поверхностных слоев полиэтилентерефта-латной пленки, полученной экструзией. Они показали, что этот метод изготовления пленки приводит к преимущественной ориентации макромолекул в направлении нормали к ее поверхности. [c.230]

Аналогично другим физическим свойствам механические свойства, как, например, модули упругости и сдвига, будут изменяться в зависимости от направления формовки или выдавливания. Это связано с ориентировкой отдельных кристаллитов в направлении выдавливания или перпендикулярно направлению обжимающей силы при формовке. При этом наблюдается только частичная преимущественная ориентация в зернах. Анизотропия свойств в монокристаллах, по-видимому, будет выражена более отчетливо. [c.54]

Исследование электрической прочности модельных образцов ориентированных блоков полимеров показало, что пробивное напряжение в том случае, когда электрическое поле направлено перпендикулярно оси ориентации оказывается больше, чем когда электрическое поле совпадает по направлению с осью вытяжки ц [173, 174]. Для неориентированных блоков полимеров t7 p занимает промежуточное значение (табл. 5). Анизотропия высоковольтных характеристик, возникающая в результате вытяжки, вызвана, по-видимому, преимущественной ориентацией макромолекул вдоль оси вытяжки. [c.109]

ТЕКСТУРА МЕТАЛЛА — преимущественная ориентация кристаллитов (кристаллических зерен) вдоль оси или плоскости симметрии поликристалла. Раз.тичают Т. м. аксиальную, при к-рой кристаллиты ориентируются относительно центра (оси) симметрии, и плоскую — с ориентацией кристаллов относительно особой плоскости и особого в ней направления. Аксиальная текстура наблюдается, нанр., в металлической проволоке после пластического деформирования (текстура деформации) или рекристаллизационного отжига (текстура рекристаллизации). Возникает она при кристаллизации металлов из жидкой или газовой фазы и при их взаимодействии с химически активными средами, напр, при коррозии металлов. Плоская текстура характерна для прокатанных металлов, нри ее описании учитывают пе только плоскость, но и направление прокатки, т. е. оперируют понятием полной Т. м., к-рую часто называют текстурой прокатки. Полная Т. м. образуется прн гомогенном распаде пересыщенных твердых растворов (см. Старение металлов), а также при мартенситных превращениях. Наличие текстуры в поликристаллических металлах с кубической решеткой приводит к анизотропии гл. обр. мех. и магн. свойств, а в металлах с гексагональной или тетрагональной ре- [c.509]

Большинство природных и используемых в технике искусственных твердых веществ находится в по-ликристаллическом состоянии, т. е. структура их представляет собой совокупность беспорядочно ориентированных мелких кристаллов (зерен), размер которых зависит от условий кристаллизации. В по-ликристаллическом состоянии анизотропия проявляется только при преимущественной ориентации отдельных зерен. При росте кристаллов вследствие изменения условий кристаллизации и наличия примесей возможны нарушения кристаллической решетки — дефекты в кристаллах. [c.31]

Для монокристалла графита характерна вьюокая анизотропия свойств, обусловленная слоистой структурой кристаллической решетки. Свойства монокристалла принято рассматривать относительно главных кристаллографических направлений - параллельно гексагональной оси и перпендикулярно к ней (параллельно базисной плоскости). Анизотропия свойств присуща и поликристаллическим искусственным графитам Ее величина определяется способом получения материала. Поэтому свойства искусственных графитов рассматривают либо относительно преимущественной ориентации кристаллографических осей, либо относительно направления приложенного давления при формовании заготовок. Анизотропия (для анизотропных материалов) учитывается как сумма [c.56]

Это объясняется высокой текстурированностью структурных элементов в коксе и вследствие этого - анизометричностью получающихся при дроблении частиц кокса. Такая особенность структуры кокса обусловливает снижение плотности после графитации и определяет повышенную анизотропию свойств материалов вследствие преимущественной ориентации анизометричных и анизотропных по свойствам частиц в результате прессования. [c.148]

Парседжиан и Вейс [64] на примере одноосного сильноанизотропного кристалла Hg l ( 1 = 1,973 ш п = 2,656) показали, что изменение энергии молекулярного притяжения в вакууме не превышает 1% во всем интервале возможных углов поворота. Добавка к энергии взаимодействия, связанная с эффектом анизотропии, одинакова по абсолютной величине как в вакууме, так и при взаимодействии через жидкие прослойки. Поэтому ее вклад может становиться заметным, когда малы сами пО себе силы молекулярного взаимодействия, например при близости диэлектрических свойста кристалла и жидкой прослойки. Эффекты анизотропии диэлектрических свойств могут играть заметную роль в жидких кристаллах, определяя их преимущественную ориентацию вблизи поверхностей раздела [63, 65, 66], а также для кристаллов в собственном расплаве. [c.95]

Известно, что некоторые жидкости обладают способностью к образованию ориентированных структур типа жидких кристаллов . В этом отношении особенно примечательно такое соединение, как п-азоанизол. Жидкий /г-азоанизол характеризуется двойным лучепреломлением или, другими словами, определенно является анизотропным. Интересно, что направление анизотропии жидкости в очень большой степени зависит от природы стенок содержащего ее сосуда. Пленка жидкости л-азоани-зола, размазанная по стеклянной пластинке и затем прогретая выше температуры перехода изотропной жадкости в анизотропную, при охлаждении приобретает некоторую преимущественную ориентацию. При температуре, превышающей на несколько градусов точку плавления, толстые пленки длинноцепочечных жирных кислот глубиной в несколько сотен молекул также проявляют свойства анизотропной жидкости. Большой интерес представляют данные Шерешевского и соавторов (см. разд. П-1В) по упругости паров жидкостей в капиллярах. Судя по этим данным, можно предполагать, что на расстояниях порядка микрона стенки капилляра способны индуцировать в структуре жидкости какие-то изменения. К сожалению, история аномальной воды (разд. У1-4В) показывает, что необычно низкая упругость паров в капиллярах может быть обусловлена и загрязнениями. [c.251]

В ламинарном потоке под действием гидродинамических сил цепная молекула как целое совершает вращательное движение. Поскольку средняя статистическая форма полимерной молекулы несферична [26, 27], ее вращение в потоке неравномерно, что приводит к преимущественной ориентации продольных геометрических осей молекул под углом а (угол ориентации) к направлению потока. Направление преимущественной ориентации является осью оптической анизотропии, возникающей в растворе в результате ориентации полимерных молекул. При этом знак двойного лучепреломления в потоке (ДЛП) раствора совпадает со знаком анизотропии цепной молекулы, так как ее наибольшая геометрическая ось в среднем совпадает с ее оптической осью (т. е. направлением /г). Последнее правило выполняется и для низкомолекулярных жидкостей, в которых ДЛП всегда положительно, поскольку у низкомолекулярных веществ направление наибольшей геометрической протяженности молекулы совпадает с направлением ее наибольшей оптической поляризуемости [28]. Однако ДЛП в растворе полимера может быть как положительным, так и отрицательным, т. е. направлению к в молекуле может соответствовать [c.63]

Отрицательный знак анизотропии е у поливинилхлорида согласуется с представлением о том,, что у полимеров с диполями, жестко связанными с цепью, ориентация диполей происходит в плоскости, церпендикулярной оси цепи. Соответственно, нри преимущественной ориентации цепей вдоль оси вытяжки е > е ц и >> е д. У полиметилметакрилата зцак анизотропии е положительный, т. е. [c.140]

Последние исследования , проведенные в Физико-химическом институте им. Л. Я. Карпова, показали, что при релаксации напряжения в процессе деформации ориентация цепей (в смысле среднего положения цепи) и их отдельных звеньев не совпадают. Релаксация напряжения, по нашему мнению, мо жет быть выражена следующей схемой приложенное (вызывающее деформацию) напряжение распределяется вдоль находящихся в состоянии хаотического расположения цепей неравномерно. Это обстоятельство является следствием того, что цепная молекула взаимодействует со своими соседями и, кроме того, не имеет прямолинейной формы. Первоначальная деформация достигается тем, что звенья на наиболее напряженных участках цепей перестраиваются таким образом, чтобы по возможности ослабить действие внешней силы, т. е. создают удлинение. С течением времени напряжение вдоль цепи выравнивается за счет перегруппировки звеньев на менее напряженных участках, принимающих на себя часть деформации и позволяюпз,их слегка дезориентироваться ранее выпрямленным участкам цепей. Этот процесс перегруппировки звеньев па отдельных участках, естественно, приводит к некоторому выпрямлению всей цепи в целом, соответствующему равномерному распределению напряжения по цепи, и появлению в ней избранного направления ориентации звеньев, могущего не совпадать с направлением деформации. В среднем же для всей совокупности цепей появляется анизотропия, т. е. преимущественная ориентация в направлении деформации. Таким образом, согласно изложенному представлению, скорость процесса релаксации определяется энергией взаимодействия звеньев цепной молекулы. [c.216]

Существенным следствием изложенного является то, что процесс взаимной ориентации асимметричных молекул приводит к различию сил взаимодействия вдоль общего направления цепей и поперечно к нему. Это значит, что появляется анизотропия вязких свойств, хорошо известная для этого случая экспериментально . Попытки использования этого свойства для получения особо прочных (в продольном направлении) искусственных волокон широко известны (так называемые ориентированные волокна ). Однако, как следует из развитых представлений, такая ориентация может иметь различное происхождение. Преимущественная ориентация цепей может получиться вследствие процесса релаксации и вследствие процесса вязкого течения. Оба процесса протекают с различными скоростями. Поэтому при эриентации, создаваемой непродолжительной деформацией, как это обычно целается, заметно развивается только релаксационный процесс и достигнутое упрочнение после снятия нагрузки постепенно исчезает вместе с ориентацией (напомним известное явление усадки искусственного шелка). [c.217]

Двухосная ориентация возникает в том случае, когда нленка полимера растягивается в двух направлениях, перпендикулярных друг другу. Сегменты полимерных цепочек стремятся расположиться параллельно плоскости пленки, но в самой этой плоскости ориентируются в более или менее случайных направлениях. В общем случае пленки, подвергнутые двухосной вытяжке, все еще обладают некоторым направлением преимущественной ориентации, хотя степень анизотропии пленки сущестйенно меньше по сравнению с одноосно вытянутым образцом. [c.333]

При смешении полимеров па обглчном механическом оборудовании практически невозможно образование сферических частиц дисперсной фазы. Ма.тое новерхностное натяжение иа границе полимер — полимер, высокая вязкость смеси, большие сдвиговые условия приводят к тому, что возникают анизометричиые частицы, и если при переработке происходит преимущественная ориентация материала в одном направлении, то в смеси полимеров возникает анизотропия свойств, во много раз бо.льшая, чем у индивидуального полимера, перерабатываемого в таких же условиях. Это было показано на смесях каучуков, смесях каучука и пластмассы и на смесях пластмасса—пластмасса. Одип из примеров приведен на рис. 2 116]. [c.212]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология