Градиент концентрации напряжений

С помощью метода фотоупругости было установлено, что градиент концентрации напряжений в соединении возникает вблизи границы раздела фаз и равен приблизительно 3. В клее относительно высокий градиент напряжений находится на краю и снижается к центру соединения. Многое зависит от соотношения толщины клеевого шва и общей поверхности соединения (рис. 1.13). [c.35]

Для процесса набухания оказалось характерным наличие релаксационной волны менее значительных по величине напряжений по сравнению с напряжениями, возникающими в поверхностном слое гранулы сополимера. Эта волна продвигается в материале сополимера одновременно с фронтом диффузии низкомолекулярного компонента в сополимер (см. рис. 4.15). Релаксационная волна напряжений может быть объяснена нестационарным распределением вещества растворителя в системе. Наиболее резкий перепад концентраций, который локализован на фронте движения оптической границы, обусловливает, в свою очередь, наиболее крутой подъем напряжений релаксационной волны. Здесь же наблюдается и резкий спад напряжений до нулевых значений. Таким образом, область оптической границы, продвигающаяся в глубь образца сополимера, характеризуется не только большим градиентом концентраций растворителя, но и всплеском напряжений, развиваемых в системе при ограниченном набухании последней. [c.326]

Заметим, что циклическая повреждаемость зависит не только от теоретического коэффициента концентрации напряжений а , но и от градиента напряжений [c.37]

При частичном проникновении жидкости или пара в матрицу возникают градиенты концентраций, которые действительно оказывают прямое механическое действие вследствие неоднородного набухания или косвенное действие вследствие неоднородной релаксации или распределения напряжений. Подобные действия даже усиливаются в присутствии температурных градиентов и могут вызвать быстрое образование обычных трещин и трещин серебра. В случае медленного проникновения окружающей среды в однородную матрицу с достаточно перепутанными цепями вынужденные напряжения обычно снимаются упругими или вязкоупругими силами. Например, в листах поликарбоната после проведения искусственных погодных испытаний не обнаруживаются трещины даже после воздействия суровых температурно-влажностных циклов [212]. Однако за относительно короткий период, 30—32 мес, естественных погодных испытаний на стороне, обращенной к солнечным лучам, возникала сетка поверхностных микротрещин. Путем сравнения с искусственным ультрафиолетовым облучением образцов авторы работы [212] смогли показать, что фотохимическая деградация поверхностных слоев вносит дефекты в материал и снижает прочность полимера в такой степени, что вызванные физически неоднородные напряжения стимулировали образование микротрещин, а не рассасывание неоднородностей. Влияние жидкой среды на образование обычной трещины и трещины серебра будет рассмотрено в разд. 9.2.4 (гл. 9). [c.319]

Т. е. Евн должно превышать эл на величину // , чтобы преодолеть омическое падение напряжения в ячейке. В действительности, наложенное внешнее напряжение должно быть больше напряжения, необходимого для преодоления омического падения напряжения, так как существует градиент концентраций у поверхности электродов, а процессы переноса электронов протекают с конечной скоростью из-за энергетического барьера, который нужно преодолеть при переносе электрона на поверхность электрода. [c.179]

Наиболее сложным из концентрационных преобразователей является интегратор-тетрод (рис. 119, б), который отличается от триода дополнительным экранирующим электродом, расположенным вблизи электрода считывания. Напряжение в цепи экранирующего электрода подбирается такое, чтобы в ней протекал предельный диффузионный ток. В таких условиях градиент концентрации в пространстве между электродом считывания и экранирующим электродом отсутствует, а потому незначительна и ди узия реагирующего вещества из интегрального отсека, которая приводит к потере информации. Если [c.220]

Вначале через электролизер будет протекать очень слабый, почти не меняющийся с ростом напряжения остаточный ток. По достижении потенциала восстановления (выделения), характерного для данного вещества-деполяризатора, начинается электролиз, и сила тока резко возрастает. Вследствие восстановления деполяризатора на катоде слой раствора, непосредственно прилегающий к катоду, будет все более и более обедняться по отношению к молекулам деполяризатора. Между объемом раствора и поверхностью катода устанавливается градиент концентрации, который вызывает диффузию молекул деполяризатора из объема раство- [c.233]

Диффузия относится к процессам переноса, подобно тепло- и электропроводности, в данном случае переноса массы. Перенос приобретает направленность, если есть градиенты соответствующих параметров. Для диффузии направленность и ускорение процесса возникают, если в зоне диффузии есть градиенты концентраций, температуры, внутренних механических напряжений или если через зону протекает электрический ток. [c.14]

Поведение сплошной среды описывается уравнениями, следующими из законов сохранения массы, заряда, количества движения, момента количества движения и энергии. Эти уравнения должны быть дополнены соотношениями, отражающими принятую модель сплошной среды, которые называются определяющими уравнениями или феноменологическими соотношениями. Примерами определяющих уравнений являются закон Навье — Стокса, который устанавливает линейную зависимость тензора напряжений от тензора скоростей деформаций закон Фурье, согласно которому поток тепла пропорционален градиенту температуры закон Фика, в соответствии с которым поток массы пропорционален градиенту концентрации вещества закон Ома, который гласит, что сила тока в проводящей среде пропорциональна напряженности приложенного электрического поля или градиенту потенциала. Эти определяющие уравнения были получены экспериментально. Коэффициенты пропорциональности — коэффициенты вязкости, теплопроводности, диффузии, электропроводности, называемые коэффициентами переноса, могут быть получены экспериментально, а в некоторых случаях и теоретически с использованием кинетической теории [1]. [c.45]

Уравнения движения вязкой жидкости можно применять и к многокомпонентным смесям до тех пор, пока массовые силы действуют одинаково на все компоненты смеси. Такой силой, например, является сила тяжести. Электрическая сила может действовать избирательно на некоторые компоненты, например, на электролит, смешанный с электрически нейтральной жидкостью. Основная причина этого факта состоит в том, что феноменологическое уравнение вязкой жидкости (4.13), определяющее вид тензора напряжений, не зависит от градиентов концентраций компонент. Поскольку уравнение (4.13) тензорное, в которое входят тензоры второго ранга, то если бы такая зависимость и существовала, то только от Vp, Vpy, так как эта комбинация является тензором второго ранга. Однако члены Vp, Vpy имеют второй порядок малости по сравнению с тензором скоростей деформации. Напомним, что закон (4.13) справедлив для малых скоростей деформаций. Следовательно, в этом приближении тензор напряжений не зависит от градиентов концентраций. [c.62]

Феноменологические соотношения, определенные в подразделе 1.1, играют важную роль в термодинамике необратимых процессов. Общую основу макроскопического описания необратимых процессов составляет неравновесная термодинамика, которая строится как теория сплошной среды и параметры которой, в отличие от равновесной термодинамики, являются функциями пространственных координат и времени. Центральное место в неравновесной термодинамике играет уравнение баланса энтропии [10]. Это уравнение выражает тот факт, что энтропия некоторого элемента объема сплошной среды изменяется со временем за счет потока энтропии в рассматриваемый объем извне и за счет положительного источника энтропии, обусловленного необходимыми процессами внутри объема. При обратимых процессах источники энтропии отсутствуют. В этом состоит локальная формулировка второго закона термодинамики. Поэтому основной задачей в теории необратимых процессов является получение выражения для источника энтропии. Для этого необходимо использовать законы сохранения массы, количества движения и энергии в дифференциальной форме, полученные в разделе 1. В уравнения сохранения входят потоки диффузии, тепла и тензор напряжений, которые характеризуют перенос массы, энергии и импульса. Важную роль играет термодинамическое уравнение Гиббса (5.49), которое связывает скорость изменения энтропии со скоростями изменения энергии и состава смеси. Оказывается, что выражение для интенсивности источника энтропии представляет собой сумму членов, каждый из которых является произведением потока, характеризующего необратимый процесс, и величины, называемой термодинамической силой. Термодинамическая сила связана с неоднородностью системы или с отклонением параметра от его равновесного значения. Потоки, в свою очередь, в первом приближении линейно зависят от термодинамических сил в соответствии с феноменологическими соотношениями. Эти линейные законы отражают зависимость потока от всех термодинамических сил, т. е. учитывают перекрестные эффекты. Так, поток вещества зависит не только от градиента концентрации, но и от градиентов давления, температуры, электрического потенциала и т. д. Неравновесная термодинамика ограничивается в основном изучением линейных феноменологических соотношений. [c.83]

Решение уравнения движения является результатом учета трех функций функции расстояния по нормали к поверхности раздела фаз, периодической (волновой) функции.расстояния в направлении, параллельном поверхности раздела фаз, и экспоненциальной функции времени. Смысл этого приема основан на существовании бесконечно малого возмущения, периодического но характеру, изменение которого во времени (усиление или спад) будет зависеть от знака константы в экспоненциальном члене. Решение затем комбинируется с уравнениями движения, что приводит к форме возмущенного уравнения скорости. Последнее решается с использованием всех граничных условий, кроме того единственного, которое связывает течение и диффузию, в результате все константы кроме одной исключаются. Исключение этой последней константы с учетом значений тангенциальных напряжений на границе раздела фаз требуют знания градиента концентраций на поверхности раздела. Для этого необходимо решить уравнение диффузии. [c.214]

Значительные градиенты концентрации структурной примеси железа отмечаются и в нетрещиноватых кристаллах аметиста различного происхождения. Синтетические аметисты характеризуются неоднородным зональным распределением структурного железа. В пределах слоя концентрация этой примеси также скачкообразно может изменяться благодаря интенсивному развитию дофинейских двойников. Природные кристаллы кварца, особенно аметисты, постоянно проявляют секториальное распределение примесей, в частности, центров аметистовой окраски, которые сосредоточены главным образом в пирамидах роста / . На границах секторов и <г> из-за значительных различий в содержании структурного железа должны возникать напряжения. Подавляющая масса товарных г-кристаллов аметиста выращивается на затравках, полученных при распиловке кристаллов пьезокварца, образованных, как известно, материалом пирамиды пинакоида, свободным от структурного алюминия и железа. [c.186]

Физическая сущность данного явления состоит в следующем. Резонансные колебания характеризуются вполне определенным распределением динамических механических напряжений в объекте контроля. Концентрация напряжений вблизи вершины трещины искажает это распределение и сдвигает резонансную частоту по сравнению с бездефектным объектом. Если подогреть объект, то в нем возникнет градиент температуры и, следовательно, поле термоупругих напряжений. У вершины трещины, где напряжения концентрируются, может произойти существенное изменение поля напряжений и даже обратимое подрастание трещин уже при слабом нагреве. [c.255]

В случае наложения на электрод импульса с постоянным напряжением (рис. 250, е) создаются условия, при которых можно изучать подачу деполяризатора к электроду и от электрода на кривых непосредственно видно изменение градиента концентрации деполяризатора у поверхности электрода в зависимости от времени [26]. [c.480]

Геометрия, состояние поверхности, номинальные напряжения и градиенты местных напряжений в зоне концентрации испытываемого элемента, модели или образца, их материал и термообработка, условия нагружения (температура, среда) должны соответствовать натурному элементу конструкции. [c.63]

Автоматически записанные кривые изменения напряжения во времени дают наглядное представление о ходе концентрационной поляризации мембран при различных плотностях тока. При малых плотностях тока электрический перенос электролита невелик, и градиенты концентраций почти целиком нивелируются диффузионными процессами. Возникающие при этом поляризационные явления незначительны, и напряжение пропорционально приложенной силе тока (кривые 1 и 2 на рис. 2а и б). С увеличением плотности тока электрический перенос значительно возрастает и не компенсируется диффузией электролита. [c.87]

Как показано в гл. 2—5, местные напряжения и деформации в элементах ВВЭР, обусловленные наличием конструктивной (отверстия, патрубки, галтели, изменения толщин, резьба) и технологической (сварные швы с полным и неполным про плавлением) концентраций напряжений, могут существенно (в 2—3 раза) превосходить номинальные. При зтом с учетом дополнительных температурных напряжений (обусловленных градиентами температур по толщине, по образующей, а также неоднородностью физико-механических свойств в зонах наплавок и присоединения патрубков) местные напряжения и деформации могут оказаться еще выще. [c.217]

Неоднородность отдельных слоев пленки, вызванная изменением скорости удаления растворителей и нарастанием градиента концентрации в поверхностных и глубинных слоях, приводит лишь к возникновению в пленке неравномерных напряжений. [c.239]

Воздействие на скорость процессов может восприниматься различными морфологическими элементами обрабатываемого материала. С формально-кинетических представлений можно выделить создание градиентов концентраций, непосредственное воздействие на кинетические коэффициенты, управление распределением источников и стоков субстанции. Чаще всего воздействия на эти процессы осуществляются через упорядочение поля скоростей и напряжений в соответствующих хро-нопространственных масштабах. [c.153]

В соответствии с первым законом диффузии Фика (1885 г.) количество вещества, диффундирующего в единицу времени через единицу поверхности, пропорционально градиенту концентрации г = —0 -дС 1дх, где О,-— коэффициент диффузии ионов 1. Из сравнения двух последних уравнений для /,- видно, что /),= В то же время движение ионов со скоростью гу в электрическом поле с напряженностью Е определяется подвижностью ионов иг = Ш 1Е. Таким образом, движущая сила I для 1 моля ПОПОВ с зарядом 2, в поле Е равна 1 = 2гРЕ. Отсюда х0 ггРЕ=щ1г Р. Сравнение этих выражений показывает, что Ь1 = иг1ггР, т. е. между подвижностью и коэффициентом диффузии существует следующее соотнощение (В. Нернст, 1888 г.) [c.329]

Предложено много конструкций э лектродиа тизаторов. Схема относительно простого электродиализатора, применявшегося Паули, изображена на рис. VHI, 13. Этот диализатор состоит из трех стеклянных камер, отделенных друг от друга полупроницаемыми перегородками. В боковых камерах установлены электроды. Кроме того, в эти камеры по специальным трубкам непрерывно вводится дистиллированная вода, являющаяся внешней жидкостью, и по другим трубкам вода отводится после того, как в нее продиффундировали электролиты из средней камеры. В средней камере, в которую помещается13Ч1Гщаемый з(эль,- находится мешалка, обеспечивающая перемешивание золя при электродиализе. САедует заметить, что электродиализ особенно эффективен только после предварительной очистки путем обычного диализа, когда скорость диффузии из-за падения градиента концентрации электролитов между золем и водой мала и можно применять электрические поля большого напряжения, не боясь сильного разогревания золя. [c.256]

Осциллографическая полярограмма, полученная для одного иона, изображена на рис. 142. При малых напряжениях электрохимический процесс отсутствует и ток близок к нулю (остаточный ток). Начиная с напряжений, достаточных для протекания реакции, градиент концентрации вблизи поверхности электрода увеличивается, что сопровождается возрастанием тока через ячейку. Одновременно с этим идет продвижение фр01нта диффузии в глубь раствора, противодействующее увеличению тока. Начиная с определен- [c.209]

С этого момента рост потенциала электрода как бы отстает от роста налагаемого внешнего напряжения - электрод деполяризуется. Вещество, участвующее в электрохимической реакции и вызьшающее деполяризацию электрода, назьшают деполяризатором. Па участке БВ сила тока растет, а потом достигает некоторой постоянной величины, назьшаемой предельной силой тока (участок ВГ). Па этом участке сила тока практически не зависит от потенциала электрода. В этот момент электрод обладает энергией, достаточной для восстановления всех находящихся вблизи его поверхности ионов кадмия (II). Возникает слой, назьшаемый приэлектродным, где концентрация деполяризатора падает практически до нуля за счет высокой скорости переноса электронов с электрода и быстрого восстановления ионов кадмия (II). В результате обеднения ириэлектродного слоя по сравнению с объемом раствора, где концентрация кадмия (II) равна исходной величине, возникает градиент концентраций, вызывающий диффузию ионов кадмия (II) в обедненный слой. Диффундирующие к поверхности электрода ионы кадмия (II) восстанавливаются, а поскольку разность концентраций между электродным слоем и объемом раствора за счет протекания ничтожно малых (микроамперных) токов практически не меняется, предельный ток на участке ВГ остается постоянным. Он остается постоянным до потенциала, когда на электроде начинается новая электрохимическая реакция (восстановление другого деполяризатора или разряд катиона фонового электролита) и наблюдается новый подъем тока. Ток, обусловленный электрохимической реакцией на электроде, назьшают фарадеевским, подчеркивая его связь с процессом электролиза. [c.167]

Течение жидкости под действием градиента концентрации, когда на ее поверхности действует напряжение сдвига т = да дх = да 1дС) дС1дх), носит название эффекта Марангони—Гиббса. Величина да дС, необходимая для расчетов этого течения, может быть определена из уравнения Гиббса и изотермы Ленгмюра [c.322]

Приведенное выше рассмотрение выполнено без учета влгания на диффузию точечных дефектов мехаштческих напряжений, возникающих в зоне реакции. Эти напряжения могут возникать, во-первых, из-за разницы суммарных дилатационных объемов реагирующих дефектов и продуктов реакции, а во-вторых, из-за градиента концентрации реагирующих компонентов и продуктов реакции. При этих условиях уравнение диффузии (4.7) с учетом потоков будет иметь следующий вид [c.80]

Рассмотрим явление апериодического электродиффузиофореза [29— 321. Это движение заряженных частиц под влиянием переменного электрического поля и осциллирующего градиента концентрации электролита. Подобные условия соблюдаются в диффузионном слое у электрода, к которому подключено переменное напряжение. Движение частицы определяется характером изменения -потенциала частиц в условиях изменяющегося электрического поля и концентрации электролита. В течение одного полупериода, когда идет понижение концентрации, частица будет двигаться с повышенным -потенциалом и пройдет путь больший, чем в обратном направлении в течение следующего полупериода, когда из-за повышения концентрации электролита она будет двигаться с пониженным -потенциалом. Усредненные по периоду колебания частицы приводят ее к апериодическому дрейфу. [c.136]

В результате поляризации концентрация электролита у поверхности мембран со стороны камер обессоливания понижается, а концентрация электролита со стороны камер концентрирования повыщается. Наличие градиента концентраций по обе стороны мембраны обуславливает возникновение ЭДС, на преодоление к0Т0р011 необходимо соответствующее иовыщеняе напряжения иа электродах. [c.65]

Шен и Килбл [29] обнаружили такую же линейную зависимость для области температур от —60 до 60 °С, но указывали, что ниже-—50 и выше 80 °С температурная зависимость времен релаксации для Kraton 101 может быть представлена формулой ВЛФ со следующими значениями констант = 16,14 и = 56, причем для низкотемпературной области (ниже —50° С) температуру приведения следует принимать равной —97 °С, а для высокотемпературной области (выше 80 °С) равной 60 °С. Формула ВЛФ в этом случае для низкотемпературной области относится к фазе полибутадиена, а для высокотемпературной области — к фазе полистирола. Далее, они принимали, что при температурах, лежащих между —50 и 80 °С. в молекулярный механизм, обусловливающий релаксацию напряжений, существенный вклад вносит промежуточная фаза, которая представляется как набор сферических ячеек, окружающих каждый, домен полистирола и характеризуемых очень резким градиентом концентрации компонентов. Однако данные, полученные в настоящей работе, не дают основания для вывода о существовании промежуточной температурной области, связанной с наличием переходной фазы. Как уже указывалось выше, данные ДТА также не позволяют обнаружить какого-либо перехода в области температур от —88 до 83 °С. [c.217]

Можно считать фактом, устапонленным опытом, что ве.пичина 1 является линейной функцией от обоих указанных градиентов. Собственно перепое вещества за счет выравнивания ковцептраций зависит не просто от градиента концентраций, а от градиента химического потенциала р., который по отношению к переходу масс является такой же движущей силой (напряжением), как температурный гра-лиент при переходе тепла, причем и = /(с, Т) (см. гл. V, стр. 65). Таким образом, в общем случае [c.92]

Последующее повышение приложенного потенциала существенно не меняет силу протекающего тока, так как она зависит толькр от диффузии (т, е. от градиента концентрации) и при данных условиях определяется концентрацией деполяризатора в объеме раствора. Это постоянное значение тока, соответствующее насыщению кривой ток — напряжение (рис. XI. 4), называют еще диффузионным током ( й). [c.318]