Монокристаллы механические свойства

Синтетические алмазы образуются при спекании углерода под высоким давлением и при значительной температуре. В зависимости от технологии выращивания кристаллы алмазов имеют различное строение следовательно, различные физико-механические свойства и по твердости приближаются к природным монокристаллам алмаза. Температуростойкость алмазов невелика — примерно 650 °С. но она компенсируется их чрезвычайно высокой твердостью, износостойкостью и теплопроводностью. [c.71]

Влияние очень малого содержания примесей обусловлено значительной локальной концентрацией по границам зерен, двойников, блоков. При отсутствии границ зерен или измельчении зерна механические свойства металлов существенно лучше это используют на практике (монокристаллы, аморфные сплавы). [c.16]

ТАБЛИЦА 51. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ МОЛИБДЕНА С ОРИЕНТАЦИЕЙ [111] ПОСЛЕ п ПРОХОДОВ ЗОНЫ (11)= 100 %) [c.129]

Механические свойства монокристаллов рения существенно зависят от ориентировки. Благоприятно ориентированные монокристаллы электронно-лучевой зонной плавки рения чистотой 99,94 % (от.) имеют при 20 и 1000 °С 6=300 %, а при —269 С 6 = 50 % [11- [c.143]

Рис. I. 29. Зависимость механических свойств монокристалла молибдена от температуры

На полученных образцах изучались механические свойства, теплофизические свойства, скорость испарения монокристаллов молибдена. [c.96]

Механические свойства монокристаллов изучались при температурах от минус 70° С до 1800° С. Результаты экспериментов представлены на рис. I. 29. Полученные данные свидетельствуют, что с повышением температуры испытания прочность монокристаллов непрерывно падает, особенно резко в области температуры до 100° С. Изменение предела прочности в зависимости от температуры испытания показывает, что монокристаллический молибден с содержанием кислорода и азота не более нескольких тысячных процентов имеет предел прочности не ниже 2,0 кГ/мм вплоть до 1800°С. Удлинение возрастает с повышением температуры, достигая максимума при 850—900° С. При более высоких температурах значение этой характеристики снижается. Величина относительного сужения растет до температуры 700° С, дальнейшее повышение температуры не оказывает влияния на изменение количественных значений сужения. [c.96]

Таблица 4.6 Механические свойства монокристаллов молибдена, полученных разными методами [102]

Механические свойства монокристаллов молибдена ориентации <111> при различном числе проходов зоны п [9] [c.85]

Анизотропия механических свойств монокристаллов молибдена проявляется в различной зависимости прочности и пластичности- от кристаллографической ориентации оси кристалла при деформации (табл. 4.7, 4.9 рис. 4.5). [c.88]

Механические свойства монокристаллов молибдена разных ориентаций при растяжении (20° С) (число проходов зоны не менее двух) [c.89]

Механические свойства деформированных (кованых) на 70% и рекристаллизованных при 1200° С монокристаллов молибдена (с массовым содержанием кислорода менее 0,001% и углерода—менее 0,007%) сравнимы со свойствами поликристал- [c.89]

Анизотропия физико-механических свойств монокристаллов молибдена проявляется также и при различных видах пластической обработки. Исходная ориентация монокристалла определяет деформируемость, характер упрочнения,тип конечной текстуры и способность к сохранению исходной кристаллографиче- [c.92]

Механические свойства монокристаллов молибдена после различных видов термомеханической обработки [24] [c.100]

Испытаниями механических свойств нитевидных кристаллов обнаружены их выдающиеся качества. В табл. 2 приведены результаты испытания прочности при растяжении кристаллических усов железа, меди и серебра [36] и для сравнения представлены данные о свойствах обычных монокристаллов. [c.35]

Механические свойства нитевидных кристаллов и монокристаллов [c.35]

Теоретическая плотность графита с учетом размеров кристаллической ячейки составляет 2,265 г/см . Плотность искусственных графитов ниже из-за дефектов и пористости. Структурой графита обусловлена высокая анизотропия физико-механических свойств в базисной плоскости перпендикулярно к поверхности кристалла. Удельное электросопротивление монокристалла цейлонского графита в направлениях, перпендикулярном и параллельном оси с (см. рис. 1.2), составляет 0,4 и 50 0м мм /м соответственно. Для других образцов природного графита соотношение этих величин составляет от 100 до 100 000. [c.9]

Практически рост кристалла продолжается не до образования монокристалла, как это должно быть теоретически, а задерживается на некотором среднем размере кристалла в связи с тормозящим влиянием новообразований на границах кристаллов. Наблюдаются случаи увеличения размеров зерен в несколько сот раз. Чрезмерно большой рост кристаллов ухудшает механические свойства керамики, вызывая увеличение напряжения на границах между кристаллами. [c.73]

Основные уравнения указанных теорий дисперсного упрочнения приведены в табл. 6. Экспериментальная проверка этих теорий затруднительна, так как необходимо четко выделить вклад дисперсного упрочнения, исключив при этом влияние таких параметров, как границы зерен, субструктура, твердорастворное упрочнение элементами замещения и элементами внедрения и т. д. Поэтому большая часть экспериментальных работ по проверке теорий дисперсного упрочнения выполнена на монокристаллах сплавов [141,146, 169]. Достаточно корректные результаты, как показано в работе [170], можно получить при исследовании некоторых поликриеталлических сплавов, например ниобиевых, механические свойства которых несущественно зависят от размера зерна и субзеренной структуры [171]. Влияние остальных факторов на предел текучести может быть сведено до минимума соот- [c.75]

На рис, 4.86 изображен , кривые 1анряже ий при растяжении монокристалла молибдена при различной орие1 тировке оси растяжения. Особенно сильно выражена анизотропия механических свойств у монокристалла вольфрама. При ориентировке оси растяжения (100 а, = 0 кГ/мм" , 6=2%, а при (110) a q = 98 кПтО, 6 = 15%, ф = 100%. [c.332]

Одним из первых исследователей, заметивших влияние поверхности на механические свойства, был Роскоу. Еще в 1934 г. он обнаружил, что критическое значение проекции касательного напряжения на направление скольжения для монокристалла кадмия уменьшается в 2 раза при удалении оксидной пленки с поверхности кристалла. В дальнейшем были проведены многочисленные исследования, в которых изучалось влияние оксидных пленок, керамических и металлических покрытий на напряжение сдвига [118—121], напряжение двойникования [122, 123], форму диаграммы напряжений [119, 121], микроскопические характеристики деформации [121, 122], хрупкое разрушение [124], внутреннее трение [125] и эффекты аномального восстановления деформации [126]. Очень небольшое число работ было посвящено изучению роли поверхности в процессах усталости и ползучести различных моно- и поликристаллов [127, 128]. [c.27]

Новая область применения кубического нитрида бора появилась в связи с разработкой способов получения крупных (5—6 мм) и прочных поликристаллов твердого нитрида бора (ПТНБ). Они химически инертны к материалам, содержащим углерод, имеют Теплостойкость порядка 1400° С, т. е. в 2,2 раза более высокую, чем быстрорежущие стали, и в 1,5—1,6 раза выше, чем твердые сплавы. Прочность на изгиб у них около 100 кгс/см (у монокристаллов алмаза 30 кгс/см ). К этому следует добавить, что алмаз анизотропен, тогда как поликристалл твердого нитрида бора, вследствие поликристаллического строения, изотропен, т. е. обладает механическими свойствами, прежде всего износостойкостью, одинаковыми во всех направлениях. [c.92]

Характерной особенностью дефектной структуры облученных кристаллов являются хаотичность в расположении точечных и объемных барьеров и неоднородность создаваемых ими полей напряжений. Но нельзя считать распределение дефектов в кристаллах изотропным. На начальной стадии облучения кристаллов наблюдается сильная анизотропия в распределении радиационных дефектов и анизотропия влияния радиации на механические свойства в )азличных кристаллографических направлениях. О. А. Троицкий 151 на монокристаллах цинка обнаружил в плоскостях базиса более высокую скорость накопления радиационных дефектов и большее влияние радиации на сопротивление движению дислокаций в базисных плоскостях по сравнению с другими кристаллографическими плоскостями. В. К. Крицкая с сотрудниками [16] по изменению интегральных интенсивностей рентгеновских рефлексов обнаружила ориентационную зависимость в распределении радиационных дефектов в облученных электронами монокристаллах молибдена и как следствие — анизотропию величины эффекта повышения сопротивления деформированию в различных кристаллографических направлениях монокристаллов молибдена. [c.63]

Э. В. Бурсиан и Н. П. Смирнова[40] отмечают, что с уменьшением толщины образца е уменьшается и зависимость е = / (Е) сглаживается. Существенно, однако, что возрастание е в больших полях имеет место даже для очень тонких пленок, по крайней мере до 1 мк. Однако независимо от величины используемого поля, максимум диэлектрической проницаемости для пленок толщиной менее 10 мк сильно размыт. Обычно на пленочных материалах даже напряжение 0,5 в образует поле до 300 в см, что приводит к поляризации образцов. Пробой наступает в интервале от 4 до 10 в, причем пробойность тем ниже, чем выше дефектность по кислороду. Диэлектрическая проницаемость возрастает с ростом величины зерна, т. е. со временем термообработки. Диэлектрические потери растут с температурой. Лезгинцева [39] утверждает, что присутствие а доменов замедляет процесс поляризации и снижает величину 33. При каждом последующем цикле измерений некоторая часть а доменов совершает необратимые 90-градусные повороты и концентрация их таким образом уменьшается. Об этом можно судить по увеличению пьезомодуля и снижению поля, при котором наблюдается наибольший рост 33. Таким образом, изучение зависимости 33 = / [Е] позволяет установить качественно связь между пьезомодулем и доменной структурой кристалла. Необратимое изменение доменной структуры кристалла в процессе измерений может быть причиной нестабильности электрических и механических свойств. Поэтому использование таких пластинчатых монокристаллов на практике требует их монодоме-низации и исключения всех этих нежелательных явлений. [c.304]

Посредством пластической деформации и термической обработки (на полигонизацию) можно в широких пределах изменять тонкую структуру монокристаллов, одновременно получая протяженные монокристалльные пластины. Влияние полигональной структуры на механические свойства монокристаллов при растяжении при комнатной температуре было изучено на кристаллах молибдена ориентаций 001 <110> и 110 <001 > (табл. 4.10) [24]. Ось растяжения. совпадала с направлением [c.100]

Характерной особенностью кристаллов вообще и металлов в частности является анизотропия (векториальность) свойств. Анизотропией назьшается зависимость физических, химических и. механических свойств от направления осей монокристалла и приложения силы. Кристалл-тело анизотропное в отличие от изотропных аморфных тел (стекло, пласт.массы, резина и др.), свойства которых не зависят от направления действия силы. Причиной анизотропии является неодинаковая плотность атомов в различных направлениях. Так как металлы и сплавы на их основе являются поликристаллитами, то состоят из большого числа беспорядочно ориентированных анизотропных кристаллов. В большинстве реальных случаев кристаллы по отношению друг к другу ориентированы различно, поэтому во всех направлениях свойства металлов более или менее одинаковы, т.е. поликристаллическое тело является изотропным. [c.23]

Механические свойства отливок со столбчатой микроструктурой аналогичны таковым у монокристаллов ориентировки <001>. Поликристалличность вносит некоторое стеснение в процесс деформирования и тем самым способствует возникновению множественного скольжения. Это приводит к усилению деформационного упрочнения и некоторому повышению предела прочности по сравнению с монокристаллическим материалом ориентировки <001>, однако на предел текучести или пластичность существенного влияния не оказывает. При испытании материала со столбчатой микроструктурой в поперечном направлении следует соблюдать осторожность и убедиться, что в рабочем сечении испытуемого образца заключено достаточно большое количество зерен. Большой разброс поперечных свойств обычно свидетельствует, что зерен слишком мало. Ориентировка зерен в поперечном направлении не упорядочена, так что свойства могут оказаться типичными для монокристаллического материала с любой ориентировкой от <001> до <110>. Пластичность, измеренная при растяжении в поперечном направлении, не является чувствительным индикатором прочности границ зерен, которую лучше оценивать по уровню пластичности в условиях ползучести. [c.266]

Работа образования зародыша на границе зерна меньше, так как в этом случае обычно уменьшается поверхностная или упругая энергия. Поэтому выделение на границе может оказаться предпочтительнее и может даже произойти раньше, чем образование зон или промежуточных фаз внутри зерна. Выделение на границах зерен может оказать влияние на механические свойства, сильно понизить пластичность в случае образования сплошной хрупкой пленки по границам или мягкой обедненной зоны вблизи границ. Например, монокристаллы сплава А1 + 6% Ag после отжига при 160° С в течение 8 ч обладают прочностью [78,4 Мн1м (8 кГ1мм )] и хорошей пластичностью. Поликристаллы такого же состава, обработанные в этих же условиях, хрупки [185]. [c.238]

Механические испытания прежде всего обнаруживают различный предел прочности а и различное относительное удлинение образцов, вырезанных из монокристалла в разных направлениях, т. е. анизотропию его механических свойств. Например, в случае монокристалла меди его предел прочности о,, в зависимости от направления вырезки образца изменялся от 12 до 35 кГ/мм (от 118 до 344 Мн/м ). Относительное удлинение б. в зависимости от направления вырезки образца изменялось в пределах 10—55%. Модуль упругости изменялся в пределах 6800—19100 кПмм (66408— 187371 Мн м ). [c.53]

Ряд замечательных особенностей имеет а-уран во-первых, исключительная анизотропия а-урана в отношении механических свойств и теплового расширения, во-вторых, своеобразное поведение а-урана под облучением. При этом благодаря тому, что ядра атомов урана под действием нейтронов способны делиться, весьма эффективное облучение производят осколки деления, обладающие высокой энергией в десятки миллионов электроновольт. Под влиянием такого облучения монокристаллы а-урана растут при выгорании 0,001 атомов размеры монокристалла по оси с увеличиваются на 40%, а по оси а — соответственно уменьшаются. Еще сильнее, примерно в 2 раза, растет поликристаллический а-уран, в котором путем деформирования создана предпочтительная ориентация в направлении оси (010). Все это искажает форму изделий из а-урана. [c.473]

На рис. 67 приводятся экспериментально установленные значения энтропии ансамбля дислокаций в монокристаллах Ni и Ni3Ge множественной ориентации [001]. Последние относятся к сплавам со сверхструктурой LI2 (№зОе, №зСа, NiaAl) и характеризуются аномальным поведением механических свойств или термическим упрочнением [153]. При этом в NisGe наблюдается однородное распределение дислокаций вплоть до деформаций разрушения. Вопреки ожидаемому, данные, приведенные на рис. 67, указывают на то, что в деформированных монокристаллах Ni субструктура в стенках ячеек, внутри ячеек, а также ансамбля дислокаций в целом более упорядоченна по сравнению с однородным распределением [c.92]

В работе [411] исследовано влияние на механические свойства монокристаллов NigAl (сбдержащих 23,75% А1 и легированных 0,25% Hf) различных факторов температуры, формы поперечного сечения, состояния поверхности, вида нагрузки (растяжение, сжатие). Монокристаллы, полученные методом направленной кристаллизации, были ориентированы вблизи [001]. Отмечено, что форма образца слабо влияет на напряжение течения, но во всех случаях обнаружена аномальная температурная зависимость Оод. Кроме того, выявлено сильное влияние остаточных поверхностных напряжений на механические свойства. После удаления слоя 20 мкм (электролитическим способом) <То,2 уменьшалась во всей температурной области аномального изменения предела текучести. Также наблюдали асимметрию свойств при растяжении и сжатии для одинаковой скорости деформирования (1,710 с )- Разность Дт между напряжениями течения при растяжении и сжатии была положительной во всей температурной области аномального изменения предела текучести. Следует отметить, что аномальная температурная зависимость предела текучести проявляется и в случае никелевых сплавов, упрочненных интерметаллической у-фазой (тип NisAl) при ее определенной объемной доле. [c.255]

Последнее время значительно возрое интерес к получению наноструктурных керамических материалов (размер зерна < 100 нм) с уникальными механическими свойствами. Низкотемпературная пластичность и повышенная по сравнению с монокристаллом твердость обнаружены у диоксида титана [6, 25] для диоксида тдиркония, стабилизированного оксидом иттрия, зафиксировано явление сверхпластичности [25]. Для объяснения эффекта сверхпластичности керамики были разработаны соответствующие модели как в рамках теории дислокаций, так и основанные на теориях фазовых превращений [12]. Предложена модель, основанная на представлении о том, что поли-кристаллический материал является, по существу, композитом, состоящим из материалов объема и границ зерен, и свойства такого материала формируются на основе свойств его компонентов согласно правилу смесей. Количественные оценки показали, что доминирующий вклад в свойства нанокерамического материала дают границы, а не объем зерен, что привело к новому пониманию роли состава, состояния и свойств межзеренной фазы [12]. [c.305]

Если на поверхности металла течение облегчено, то следует ожидать, что чем тоньше образец, тем больше на его пластическом течении будет сказываться влияние поверхностного слоя. В самом деле, в работе 13171 установлено, что при сжатии, изгибе и кручении труб из низкоуглеродистой стали с уменьшением толщины стенки предел текучести снижается. Авторы этого исследования пришли к выводу, что поверхностный слой в низкоуглеродистой стали имеет предел текучести на 25 % меньше, чем основной металл при однородном распределении напряжений. В этом плане интересны также результаты работы 12821, где испытывали на растяжение образцы различной толщины (от 0,045 до 1,840 мм) из чистых поликристаллов алюминия, меди и железа. Предел текучести самых тонких образцов составлял всего 20 % величины, наблюдаемой цля толстых образцов. Это явление связывается с тем, что зерна на поверхности находятся в напряженном состоянии, отличном от такового для зерен внутри образца. Вместе с тем аналогичные результаты были получены и на монокристаллах. В работе 13] есть подробный обзор iio данной проблеме. Выводы, к которым пришел автор этой работы в результате анализа существующих экспериментальных данных, позволяют выделить три основных случая механические свойства поверхностного слоя выше, равны и ниже, чем у материала в середине образца. Выводы противоречивы. По-видимому, это связано с разнообразием исследованных материалов и методик. Тем не менее прямых механических методов измерения свойств поверхностного слоя материала предложено не было. Однако, как уже было отмечерю, для оценки предела выносливости и условий нераспространения коротких трещин важно знать свойства именно поверхностных слоев. [c.96]

Сплав ЖС6КП — деформируемый, поликристаллический. Сплав ЖССФ исследовали в виде монокристаллов, отлитых с применением направленной кристаллизации. Ориентировка кристалла была двух типов направления <111) и (001) вдоль оси образцов. Ориентировка <111) обеспечивает высокие механические свойства. В работе [284] показано, что для меди эта ориентировка обеспечивает и наиболее высокую треш,иностойкость при циклическом нагружении. [c.146]

Поликристаллические материалы на основе алмаза по физи-)-механическим свойствам существенно отличаются от монокристаллов. ля них характерна изотропия свойств, высокая износостойкость, по- кристаллы значительно превосходят монокристаллы по трещиностой-эсти (ударной вязкости). [c.429]

Задача данного этапа работы заключается в разработке технологии по изготовлению контейнеров, пригодных для длительных экспериментов (несколько суток) по выращиванию крупных монокристаллов алмаза. Для решения данной проблемы необходимо подобрать оптимальный материал с учетом вышеперечисленных требований изучить влияние механических свойств и плотности контейнера на процесс передачи давления от пуансонов к реакционной зоне. Дополнительное требование - это универсальность материала и технологии изготовления контейнера для использования его в любых типах АВД (наковальня с лункой, белт и многопуансонные аппараты). [c.456]

Более эффективным конкурентом стеклопластиков является большая группа асбопластиков — термо- и реактопластов, производимых в промышленных масштабах. Асбестовые волокна обладают прочностью, аналогичной прочности стеклянных волокон, однако они более жесткие. Они также устойчивы к химическим и термическим воздействиям и в отличие от стеклянных волокон устойчивы к действию влаги. Поскольку асбестовые волокна значительно дешевле углеродных и борных волокон, а также монокристаллов, они служат естественной заменой стеклянных волокон, если требуется более высокая прочность и жесткость в сочетании с химической, термической и абразивной стойкостью при низкой стоимости. Для наиболее полной реализации механических свойств асбестовых волокон необходимо в процессе получения и формования наполненных композиций обеспечивать тщательную ориентацию волокон. Решению этой проблемы посвящено большое число работ [56]. В настоящее время асбестовые волокна наиболее широко используются в литьевых термопластах типа полипропилена, а также в слоистых реактопластах горячего прессования, например в фенопластах, с более или менее хаотическим распределением волокон. На рис. 2.41 сопоставлена прочность при [c.98]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...