ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Хемомеханический эффект из "Механохимия металлов и защита от коррозии " Второй член в правой части выражения (193) характеризует добавочный поток дислокаций к поверхности, который возникает, когда на ней протекает электрохимическая (химическая) реак-цияЧ Это явление и было названо хемомеханическим эффектом. Данный эффект является сопряженным механохимическому и обусловливает пластифицирование и дополнительную деформацию растворяющегося электрода. [c.123] Из уравнения (193) следует, что коэффициент переноса а регулирует степень проявления хемомеханического эффекта при а = 1 величина эффекта максимальна (частный случай — химическая реакция), при а = О эффект отсутствует, что согласуется с независимостью физико-механического состояния металла (т. е. химического потенциала) от величины скачка электрического потенциала, если он полностью приходится на ионы в электролите, и наоборот. [c.123] Следовательно, со временем величина эффекта убывает. [c.124] Экспериментальное изучение [1071 пластифицирующего действия среды на монокристалл алюминия показало, что эффективны вещества, химически взаимодействующие с металлом с образованием мыл. Предварительное введение в среду избыточного количества мыла (выше предельной растворимости в масле) тормозило эффект пластификации. По нашему мнению, это могло быть обусловлено только сдвигом неравновесной реакции растворения металла в сторону равновесия. При изучении моно-кристаллических и поликристаллических железа, цинка и кадмия было также установлено [109], что закрученная проволока закручивается в том же направлении (с затуханием), если ее резко подвергнуть действию травителя, что связано с движением дислокаций после удаления барьера. [c.125] Представляет интерес сопоставить данные, получаемые при расчете по формуле (202), с результатами опытов по деформированию монокристалла кадмия в условиях установившейся ползучести, который подвергался периодическому воздействию сернокислого электролита [107]. [c.125] В нашей работе [ПО] хемомеханический эффект установлен впервые прямыми микроскопическими наблюдениями. Этот эффект наблюдавшийся на монокристаллах, проявился в пластифицировании и возникновении потока дислокаций к поверхности вследствие снижения поверхностного потенциального барьера при химическом взаимодействии с внешней средой и растворении металлов и минералов. [c.126] В качестве модельного образца твердого тела нами был выбран монокристалл кальцита, который отличается тем, что в нормальных условиях в нем затруднено трансляционное скольжение и пластическая деформация при небольших нагрузках практически осуществляется путем двойникования. [c.126] Для локальной пластической деформации кристалла использовали стандартный прибор ПМТ-3. Перед нанесением укола алмазной пирамидой поверхность кристалла изучали под микроскопом, оценивали ее и выбирали участок для нанесения укола. Рабочую нагрузку определяли экспериментально, исходя из того, чтобы получить четкий отпечаток достаточно больших размеров, но в то же время не разрушить кристалл. [c.126] Продолжительность нагружения должна была обеспечить создание условий нагружения, максимально близких к статическим. Продолжительность снятия нагрузки была примерно такой же, как и продолжительность нагружения. [c.126] При наколе плоскости спайности (010) монокристалла индентором происходила пластическая деформация поверхности, что было подтверждено электронномикроскопическим исследованием реплик, снятых с поверхности кристалла. Следов микротрещин и трещин разрушения на поверхности не было. [c.126] Пластическая деформация осуществлялась путем двойникования. Двойники имели клинообразную форму. Определенная с помощью электронного микроскопа величина угла при вершине клина составляла 2—3 град. При воздействии на поверхность кристалла вблизи пластического накола раствором уксусной кислоты наблюдали с течением времени зарождение новых клиновидных двойников и более или менее равномерный их рост (рис. 37). [c.126] На рис. 39 показан один из двойников при увеличении в 25 000 раз и схематически — профиль этого двойника. Видна ступенька на границе двойника (имеет вид темной полосы), образовавшаяся вследствие выхода дислокаций. На другой границе двойника имеется канавка травления дислокаций, которые не успели разрядиться, так как были заторможены двойником. Видны также следы полных дислокаций. По-видимому, при двойниковании создается достаточно высокий уровень касательных напряжений для возникновения таких дислокаций, а пониженный поверхностный потенциальный барьер еще более снижает этот необходимый уровень напряжений. [c.126] Полные дислокации, образующиеся в матрице, препятствуют росту двойников в длину и ширину, и он со временем прекращается. Противодействие иногда бывает достаточным, чтобы локальные напряжения увеличились до величин, необходимых для зарождения новых двойников, которые затем растут вследствие механохимического растворения области накола. На рис. 40 показаны вновь возникающие двойники (угольные реплики с оттенением хромом). [c.126] По аналогичной методике было также проведено прямое наблюдение хемо-механического эффекта на металлических монокристаллах. В качестве объекта исследований был выбран монокристалл армко-железа, отожженного в вакууме при 1100 С в течение 4 ч. [c.128] При микроскопическом изучении поверхности в области накола пирамидой с нагрузкой 0,4 Н (40 гс) не было обнаружено выхода линий скольжения (рис. 41). Воздействие на деформированную область 1%-ным водным раствором серной кислоты снизило поверхностный потенциальный барьер и привело к выходу дислокаций на поверхность металла на гранях отпечатка пирамиды появились линии скольжения (рис. 41). [c.128] Снижение микротвердости, определенное по увеличению размера отпечатка накола поверхности армко-жёлеза под тонким слоем электролита в условиях анодной поляризации внешним током, оказалось пропорциональным логарифму плотности анодного тока, что соответствует теоретической линейной зависимости отрицательного упрочнения от перенапряжения анодной реакции растворения металла в стационарном состоянии с нулевым значением потока дислокаций — см. ниже формулу (217). [c.128] Таким образом, хемомеханический эффект на неметаллических и металлических кристаллах имеет единую природу в соответствии с предложенным механизмом. [c.128] В технологических процессах, связанных с деформацией и разрушением Минералов в условиях воздействия агрессивных жиких сред (измельчение и переработка минерального сырья, бурение горных пород, шлифование минералов, защита строительных конструкций от коррозии под напряжением и т. д.), существенное значение имеет взаимосвязь химических реакций на поверхности твердого тела с его физико-механическими свойствами. [c.128] Вернуться к основной статье