Слоистая структура поверхности раздела

Слоистая структура поверхности раздела [c.179]

В этой главе будет обсужден ряд вопросов, относящихся к структурному упрочнению и охрупчиванию двухфазных сплавов и особенно к распределению напряжений около частиц и роли этих напряжений в разрушении частиц и поверхностей раздела, к влиянию частиц на возникновение вязкого разрыва и хрупкого разрушения и, наконец, к хрупкой прочности двухфазных соединений с высоким содержанием хрупкой фазы. Обсуждение ограничено сплавами с крупными твердыми и хрупкими частицами, заключенными в мягкую и вязкую матрицу. В этой главе не рассматриваются дисперсионно твердеющие сплавы с очень мелкими дисперсными частицами и не включены также волокнистые или слоистые структуры. В обзоре рассматриваются деформация и разрушение двухфазных сплавов, описанные в работах [42, 64, 781, причем точки зрения каждой из этих работ имеют некоторые отличия по сравнению с настоящей работой. [c.59]

Поверхности раздела в волокнистых и слоистых композиционных материалах можно рассматривать как самостоятельный элемент структуры. Точнее, следует говорить не о геометрической поверхности раздела, а о прилежащей к поверхности раздела области, в которой протекают процессы растворения, образования и роста новых фаз, перераспределения примесей и т. д. [c.6]

В отношении строения самой межфазовой границы нет полной ясности даже для плоской поверхности, поскольку вычисления, выполненные одним и тем же методом Монте-Карло, в разных работах приводят к противоречивым результатам. Так, в переходной области между жидким аргоном и его паром (489], а также на границе 256-атомного жидкого кластера натрия и его пара [490] обнаружены хорошо выраженные осцилляции плотности. Однако Абрагам и др. [491, 492] не подтвердили существования этих осцилляций на плоской границе раздела жидкость—пар и объяснили их появление в указанных работах недостаточным числом обсчитываемых конфигураций системы. Исследование профиля плотности над жидкой пленкой аргона методом MD также не выявило поверхностной слоистой структуры [493]. Согласно всем выполненным расчетам межфазовая область составляет примерно 10—15 А. [c.178]

Установлено, что разрушение слоистого композита — сложный, зависящий от времени процесс, сопровождающийся целым рядом различных видов повреждения регулярной структуры материала [1]. Фактически процесс разрушения может начаться во время изготовления композита или при низком уровне приложенного напряжения. Большинство очагов нг чального повреждения представляет собой докритические микротрещины, которые развиваются по всему материалу матрицы, включая поверхности раздела между волокнами и матрицей. Микротрещины по существу являются дефектами материала, которые свойственны его основной композитной системе либо появляются в нем во время изготовления. Когда материал подвергается механическому нагружению, могут увеличиваться как число микротрещин, так и их размеры. R частности, некоторые микротрещины могут внезапно объединяться и образовывать большую трещину в матрице, когда локальное напряжение достигает некоторого критического значения. [c.89]

В процессе контакта с окисляющей средой на поверхности ряда кристаллов образуется макроскопический слой оксида и в результате формируется двухфазная (слоистая) система со своим энергетическим спектром электронных состояний границы кристалл-оксид. В роли ПЭС в слоистых структурах кристалл-оксид, помимо собственных и несобственных состояний границы раздела фаз, может выступать определенная часть дефектов окисного слоя — ловушки диэлектрика (ЛД). Хотя электронный обмен с такими дефектами обыч- [c.81]

Как уже неоднократно указывалось, считать, что отражение происходит от геометрической плоскости (границы раздела идеально однородных сред)—чрезмерное упрощение практически всегда имеется известный переходный слой, который может быть создан самой молекулярной структурой поверхности или возникнуть в результате обработки, эрозии, коррозии или загрязнений. Во многих случаях переходный слой создается искусственно, например, отражающие и антиотражающие покрытия, прозрачные токо- или теплопроводящие слои и т. п. Поэтому отражение от переходного слоя необходимо рассматривать в оптических задачах (общие вопросы отражения от слоистых сред см. [022, 1—4]). [c.177]

В реакции двойного разложения образуются два продукта. Когда взаимная растворимость твердых фаз незначительна нли они вообще не растворяются друг в друге, в системе могут сосуществовать четыре твердые фазы. Это создает значительные осложнения для переноса вещества через две фазы продукта и приводит к формированию слоистой структуры. Так, в системе AB- - D- AD- - B могут возникать слои AB AD B D, соответствующие движению анионов В через слои AD и СВ и их вступлению в реакцию на поверхности раздела СВ I D, а также движению анионов D через слои СВ и AD и их вступлению в реакцию на поверхности раздела AB AD. Протеканию реакции способствует также движение катионов. Например, в реакции [c.172]

ХОДУ, материал считается состоящим из отдельных связанных между собой слоев. Каждый слой предполагается однородным (что следует из феноменологического анализа) и ортотропным. Распределение деформаций по толщине пакета принимается линейным. Критерий разрушения записывается последовательно для каждого слоя в отдельности и предельная нагрузка для материала определяется в предположении допустимости нарушения его сплошности в процессе деформирования. Согласно второму подходу, слоистый материал рассматривается как однородный анизотропный критерий разрушения записывается сразу для всего пакета слоев. Первая процедура предполагает известными прочностные характеристики отдельного слоя (см. раздел II). Далее на основании этих данных поверхности разрушения слоистых материалов с произвольной структурой формируют теоретически. Такой подход получил наибольшее распространение при оценке прочности современных композиционных материалов, так как в процессе проектирования конструкции приходится рассматривать множество возможных структур материала. Вторая процедура предполагает известными прочностные характеристики рассматриваемого слоистого материала. Она эффективна для материалов, армированных тканями и образованных из одинаковых слоев. Далее рассмотрены критерии, основанные на послойной оценке прочности материала. [c.80]

Нагрев материала и пребывание его в ряде случаев в окислительной среде приводят к изменению структуры и окислению поверхности. Пластическое деформирование частиц при ударах о подложку и между собой придает им расплющенную форму, вызывает наклеп материала, изменение текстуры и частичное разрушение оксидной пленки. Микроструктура напыленного покрытия выявляет его слоистое строение с оксидными пленками между соединенными частицами. Видна фаница раздела между покрытием и основным металлом (см. рис. 3.3, г). [c.338]

Простейший пример неоднородной среды — это такая среда, в которой показатель преломления п изменяется только вдоль одного направления [7, 8]. В этом случае среда называется слоистой, причем ее диэлектрические свойства постоянны на каждой плоскости, перпендикулярной оси расслоения. Более сложным примером является семейство коаксиальных цилиндров, на поверхностях которых показатель преломления постоянен. Такая геометрия встречается в градиентных волокнах (см. гл. 8). Однако к настоящему времени наибольшее распространение получили плоскослоистые среды. Поэтому данную главу мы посвятили исключительно этим структурам. В частности, в последующих разделах мы рассмотрим среды с медленной, ступенчатой и синусоидальной модуляциями показателя преломления. [c.154]

Выбор любой приближенной модели для определения упругих свойств пространствен но-армврованного композиционного материала, исходя из свойств повторяющегося элемента (в идеальном случае — это решение краевой трехмерной задачи теории упругости на структурном уровне волокно—матрица), требует задания статико-кинематических соотношений, определяющих механизм передачи усилий между элементами среды. Для слоистой модели эти соотношения обусловливают равенство деформаций в плоскости слоев вдоль высоты слоистой структуры материала и равенство напряжений, действующих в поперечном к плоскости слоев направлении (см, (3.16) . Для других моделей, характеризующих пространственную структуру многонаправленного композиционного материала, статико-кинематические соотношения на поверхностях раздела разнородных элементов без решения [c.82]

Высказывалось предположение, что возможны случаи, когда предпочтительна слабая поверхность раздела. Согласно Куку и Гордону [12], поле напряжений у вершины развивающейся трещины включает не только главные напряжения, стремящиеся раскрыть трещину в направлении ее распространения, но и напряжения, стремящиеся раскрыть ее в перпендикулярном направлении. Значит, эти дополнительные напряжения могут раскрывать плоскости с ослабленной связью, пересекаемые магистральной трещиной. Эм бери и др. [17] применили эти представления к случаю разрушения слоистых композитов. Они показали, что в пакете стальных листов распространение трещины задерживается процессом расслаивания это приводило к важному результату — снижению температуры перехода от вязкого разрушения к хрупкому более чем на 100 К. Эти исследования были продолжены Олмондом и др. [2], которые получили ряд новых данных об указанном типе структур, тормозящих распространение трещины. По очевидным соображениям аналогичный подход применим и к волокнистым композитам этот вопрос рассмотрен в гл. 7 в связи с проблемой разрушения. Значительные объемы композита, расположенные по обе стороны от магистральной трещины, могут быть охвачены одновременным действием различных механизмов разрушения, а в таких случаях, как показали Эдсит и Витцелл [1] на примере композитов алюминий — бор, вязкость разрушения композита может превосходить вязкость разрушения металлической матрицы. [c.25]

Электромагнитное поле в первой среде в том месте, где происходит наложение падающей и отраженной волн (область внутри треугольника на рис. 3.12), тоже образует неоднородную плоскую волну, распространяющуюся параллельно границе раздела. Поверхности постоянной фазы этой волны, как и неоднородной волны во второй среде, представляют собой плоскости, перпендикулярные границе раздела. Они перемещаются вдоль границы с такой же скоростью и = с/(м,81пф). Амплитуда этой волны зависит от z, изменяясь периодически с пространственным периодом А, /со8ф ( к, — длина падающей волны в первой среде), в отличие от экспоненциального затухания вдоль z амплитуды неоднородной волны во второй среде. Средний поток энергии здесь тоже направлен вдоль границы и периодически зависит от координаты z (см. задачу 4), т. е. имеет слоистую структуру (рис. 3.12). [c.158]

Особые трудности появились при объяснении механизма начальной стадии реакционной диффузии, когда на насьщаемой поверхности возникает слоистая структура, состоящая из интерме-таллидов или других соединений диффундирующего элемента с насыщаемым металлом. Возникли две гипотезы начала реакционной диффузии. Первая из них, предложенная Д. А. Прокошкиным [66], основывается на том, что сначала в поверхностном слое происходит накопление диффундирующего элемента до предела растворимости, а затем образуются фазы — соединения. В соответствии с другой, гипотезой В. 3. Бугакова [15], в начальный момент на поверхности раздела протекает химическая реакция образования соединения. Дальнейшее формирование ди< узионных слоев по обеим гипотезам основано на диффузии взаимодействующих элементов. [c.58]

Обобщим теперь результаты предыдущих разделов на случай слоистой структуры, содержащей рассеивающие частицы. Предположим, что частицы в /-м слое характеризуются плотностью р/, полным сечением а и и фазовой функцией рог(ц, (рис. 11.5). Расстояния внутри каждого слоя мы будем измерять в единицах собственной оптической толщины п — ргОцг и предположим, что на первый слой падает плоская волна с потоком мощности Пусть 1а — матрица-столбец 2Л Х1. состоящая из диффузных лучевых интенсивностей на поверхности а в направлениях = i = N, 1, —1,. .., —N [см. пояснения к (11.23)]. Пусть Ь — матрица-столбец 2Л Х1 из диффузных интенсивностей на поверхности Ь. [c.239]

Сейчас трудно назвать какой-либо раздел естественных наук, который в той или иной степени не касался бы явлений на границах раздела твердых фаз. Не говоря уже об электронике и каталитической химии, проблема поверхности остро интересует специалистов в области конструкционных материалов (порошковая металлургия), магнитологов (новые магнитные материалы), оптиков и радиофизиков (пленочные слоистые структуры). Даже специалисты в области ядер-ной физики вынуждены иметь дело с явлениями на поверхности (проблема второй стенки термоядерного реактора). Большая армия биологов, геофизиков и геохимиков интенсивно изучает сложные межфазные процессы в мембранах клеток, в пористых неорганических и органических веществах. Чрезвычайно большое значение имеют технические аспекты физики поверхности в электронной и космической технике, в таких современных технологиях, как молекулярная эпитаксия, ионное легирование, лазерная обработка материалов и др. [c.8]

Высокое качество сцепления напыленного ниобия с подложкой (в отдельных случаях прочность выше 8 кГ/мм ), возможно, связано с образованием на поверхности раздела между основным материалом и напыленным покрытием соединения NbFe2. Можно предположить с большой вероятностью, что промежуточный слой, присутствующий у поверхности раздела и особенно ясно видимый на микрофотографиях нетравленных структур, является интерметаллическим соединением ниобия и железа. Дальнейшие исследования с использованием электроннооптических приборов и микроанализаторов прояснят природу механизма сцепления. Увеличенные количества кислорода в защитном газе вызывают охрупчивание ниобиевых напыленных покрытий. Микротвердость металла покрытия растет от 180 до 340 кГ/мм . До какой степени кислород, смешанный с аргоном высокой чистоты, будет улучшать смачивание при уменьшении пластичности, в настоящих экспериментах не было определено в связи с нарушением сцепления покрытия с подложкой. Можно предположить, однако, что эффект охрупчивания преобладает. Гомогенность напыленных покрытий хорошая. Только слоистая структура указывает, что покрытие получено напылением. Прослойки материала любого типа, окисные и неметаллические включения почти полностью отсутствуют. Напыленные плазмой ниобиевые покрытия имеют более тонкую структуру, чем напыленные дугой в сравнимых условиях это происходит, как и при напылении титана, благодаря небольшому начальному размеру частиц ниобиевого порошка, который составлял около 30 мкм. [c.180]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...