ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Хрупкость под действием агрессивных сред из "Керамическая материалы для агрессивных сред " Понятие адсорбционного понижения прочности охватывает весьма широкий круг разнообразных явлений, представляющих большой научный и практический интерес и заслуживающих дальнейшего детального исследования. Среди относящихся сюда проблем понижение прочности под действием агрессивных сред несомненно занимает очень важное место. [c.38] В микромасштабе это означает, что взаимодействие с адсорбционно-активными атомами (или молекулами) помогает перестройке и разрыву межатомных связей в твердом материале. Разнообразные дефекты структуры реального твердого тела как существовавшие ранее, так и образующиеся в ходе деформации играют при этом исключительно важную роль. Именно они обусловливают в конечном итоге формирование трещин разрушения и вместе с тем, обладая избыточной свободной энергией, могут интенсивно адсорбировать инородные атомы и служить своеобразными каналами, которые позволяют этим атомам проникать в объем тела, к развивающимся внутри него новым зародышевым поверхностям. [c.39] Если величина свободной поверхностной энергии на границе твердого тела с окружающей средой понижается до очень малых значений, порядка десятых долей эрга на 1 см , то при отсутствии значительной истинной растворимости твердое тело может обнаружить склонность к самопроизвольному диспергированию в данной среде на частицы коллоидных размеров. [c.39] Бенедикс указывает, что нити из двуокиси кремния удлиняются при погружении в воду и сокращаются до исходной длины после просушки. Степень удлинения частиц кварца в ряде жидкостей увеличивается с повышением поверхностного натяжения жидкости. Это явление было названо Бенедиксом ликвострикцией и связано с изменением энергии на поверхности раздела твердое тело — жидкость [75]. Проявление хрупкости при действии среды зависит от ее способности смачивать поверхность керамического материала (т. е. от величины свободной поверхностной энергии па границе материал - - вода). [c.39] Дерягину [76], эффект расклинивающего действия заключается в том, что тонкие слои, которые образуются на поверхности раздела двух фаз под действием молекулярного притяжения каждой из них и состоят из молекул другой фазы (сольватные слои), придя в соприкосновение и взаимно налагаясь, при достаточном сближении поверхностей развивают давление, стремящееся их раздвинуть, расклинить. Наибольшие давления расклинивания возникают в наиболее тонких (глубоких) частях микротрещины и могут значительно облегчить разрушение материала (рис. 5). [c.41] Адсорбция поверхностно-активных молекул на поверхностях деформируемого тела является лишь первичным актом. Итоговый же эффект, выралсающийся в значительном понижении удельной работы разрушения, связан с последующими явлениями каталитического распада поверхностно-активных молекул на отдельные атомы водорода, кислорода и т. п. Каталитический распад совершается под действием высокой химической активности свежеобразующихся при деформировании поверхностей материала. [c.41] Наличие внутренних напряжений может уменьшить значение внешних напряжений, соответствующих хрупкой прочности. Изменение удельной работы нродвиже-ння трещины также мол ет привести к изменению хрупкой прочности. [c.41] Контакт с легкоплавкими металлическими расплавами вызывает значительное понижение прочности керамических материалов. Для алюмооксидной керамики А-995 в этих условиях прочность понижается на 33%, причем расплав хорошо смачивает поверхность излома. Наблюдаемые эффекты могут быть объяснены адсорбционным снижением свободной межфазовой энергии [81]. [c.42] Определяющее влияние на прочность керамических материалов в агрессивных средах оказывает величина поверхностного натяжения этих сред 83, 84]. При исследовании прочности на изгиб корундовых образцов двух составов (АЬОз-1-37о силикатов иЛЬОз-нР/о РегОз) в различных средах воздух, вода, 0,1 мол. раствор про-пионовой кислоты в бензоле кратковременную нагрузку, разрушавшую образец, ступенчато уменьшали так, чтобы образец выстоял до разрушения 100 ч. Длительная прочность образцов, выраженная в процентах от кратковременной, оказалась равной для двух составов соответственно иа воздухе 70 и 70%, в воде 58 и 60%, в растворе пропионовой кислоты 70 и 67% [85]. [c.43] Снижение прочности в воде объясняется гидратацией поверхностного слоя с одновременным увеличением объема и возникновением дополнительных напряжений. Пропионовая кислота, возможно, образует солеобразные соединения с ОН-ионами поверхности. Прочность образцов после выдержки в растворе пропионовой кислоты приближается к предельному значению длительной прочности, которая может сохраняться довольно долго. Признаков подобного предельного значения прочности для образцов, выдержанных в воде, не отмечается. [c.43] Вернуться к основной статье