Адсорбция на дефектах структуры

Адсорбция возможна не только на поверхности металла, но и внутри его, когда примеси, растворенные в твердом теле, адсорбируются на внутренних поверхностях, это чаще всего происходит по границам зерен или каких-либо дефектов структуры. Внутренняя адсорбция может также играть важную роль в процессах адсорбционного понижения прочности металлов. [c.52]

Роль поверхностной энергии в образовании зеркальной зоны излома заключается, вероятно, в следующем. Компоненты окружающей среды, адсорбируясь на дефекте поверхности, снижают поверхностную энергию у стекол разных марок по-разно-му. Местом избирательной адсорбции атомов и молекул активной среды служат дефекты структуры стекла, к которым они проникают путем диффузии. Так как процесс разрушения сопровождается образованием новых поверхностей и облегчается сопутствующим понижением поверхностной энергии материала, то образование трещин тем легче, чем меньше поверхностная энергия стекла, чем больше активность окружающей среды и адсорбционная активность компонентов стекла и чем больше дефектность структуры стекла. [c.104]

Приведенные теоретические построения и примеры дают лишь общую схему подхода к решению вопросов структурной коррозии. Необходимо отметить еще некоторые особенности коррозии многофазных сплавов. Во-первых, состав и строение поверхности сплава постоянно меняются в процессе коррозии. В частности, в связи с тем что в коррозионную среду прежде всего переходят наиболее активные фазы, поверхность сплава все время обогащается более стойким компонентом. Изменяется также концентрация твердого раствора. Это влияет на величину компромиссного потенциала. Во-вторых, ионы, переходящие в среду с различных структурных составляющих сплава, могут образовать труднорастворимые соединения с анионами, оксиды или гидроксиды. Это приводит к пассивации и к повышению степени гетерогенности поверхности сплава. В-третьих, на процесс структурной коррозии существенное влияние оказывают неметаллические включения, имеющиеся в сплавах. В процессе коррозии поверхностная концентрация этих включений все время меняется, что оказывает влияние и на кинетику катодного процесса, и на величину компромиссного потенциала. В-четвертых, на процесс коррозии влияют границы зерен и другие физически неоднородные участки поверхности (дефекты структуры, дислокации и т.д.), роль которых существенно меняется со временем вследствие изменения их поверхностной концентрации и адсорбции различных частиц. [c.65]

Вместе с тем, как было показано в дальнейшем, поверхностно-активные вещества с атомами весьма малых размеров, например поверхностно-активные металлы, которые могут хотя бы в малой степени растворяться в данном твердом теле, диффундируя в его решетку даже регулярно (т. е. в недеформи-рованном состоянии и не по дефектам структуры), вызывают адсорбционное понижение прочности и облегчение деформации путем внутренней адсорбции, т. е. адсорбции на зароды-ш ых поверхностях, развивающихся в объеме деформируемого тела. Более того, оказалось, что сильное адсорбционное понижение прочности может наблюдаться и в отсутствие внешних усилий — под действием одних только, иногда незначительных, внутренних напряжений или даже в ненапряженном состоянии — путем самопроизвольного (спонтанного) диспергирования при понижении поверхностной энергии до очень низких значений (предельный случай очень сильной поверхностной активности). [c.10]

Адсорбция вызывает ослабление связей между атомами и молекулами не только на поверхности тела, но также между поверхностными и глубинными атомами. При сравнительно медленном деформировании в присутствии смазки происходит проникновение ее на большую глубину в толщу металла в результате ранее имевшихся и вновь образовавшихся дефектов структуры. В итоге происходит значительное ослабление межмолекулярных связей, облегчается сдвигообразование, что приводит к увеличению степени пластической деформации при меньшем деформирующем усилии и, следовательно, более резко проявляется эффект П. А. Ребиндера. [c.59]

Особое значение для адсорбционного понижения прочности твердых тел имеют дефекты их строения. Поскольку дефекты обладают избыточной свободной энергией, на них происходит интенсивная адсорбция поверхностно-активных веществ. По дефектам структуры сорбированные атомы или молекулы с поверхности частицы попадают к месту зарождения объемной трещины. По, этим причинам адсорбционное понижение прочности проявляется тем сильнее, чем выше дефектность структуры. Понижение поверх- [c.263]

Разумно предположить, что критическая температура, определенная из электронно-микроскопических данных, соответствует критической температуре, найденной Бауэрли и Кёлером измерением электросопротивления. По-видимому, не вызывает сомнения то, что упрочнение в образцах, состаренных после высокотемпературной закалки, происходит в результате образования тетраэдрических дефектов упаковки. Однако следует отметить, что хотя увеличение предела текучести происходит в результате образования тетраэдров, влияние закалки на другие механические свойства, возможно, обусловлено другими дефектами структуры, а именно порогами на дислокациях, образующимися в результате адсорбции вакансий. Практически упрочнение в закаленных образцах не наблюдалось и, следовательно, можно заключить, что диспергированные моновакансии и очень малые скопления, состоящие всего из нескольких вакансий, не вызывают увеличения предела текучести. К такому же выводу пришли и другие исследователи при изучении меди [4, 5, 19]. [c.205]

Закономерности адсорбционного понижения прочности бы.ли изложены И, А. Ребиндером в его докладе на VI Всесоюзном съезде физиков (1928). Эти явления наблюдаются не только на хрупких кристаллах, но и на весьма пластичных металлических монокристал.лах, где они могут выражаться в зависимости от механических условий нагружения (скорости деформации) или в повышении скорости пластического течения и нонижепия предела текучести, или в уменьшении прочности с возникновением хрупкого разрыва. Адсорбционное понижение прочности возникает и в поликристал-лических твердых телах и стек.лах, носит вполне обратимый, чисто адсорбционный характер и не связано с процессом растворения или химического (коррозионного) взаимодействия с окружающей средой. Оно вызвано понижением поверхностной энергии (работы образования) новых поверхностей, развивающи.хся в деформируемом твердо. теле по дефектам структуры в качестве зародышей под влиянием адсорбции из внешней среды. Адсорбционное понижение прочности имеет кинетическую природу, так как для его [c.21]

Все это показывает, что при наличии в поверхностных слоях сжимаюш,их напряжений эффекты адсорбционного облегчения деформации будут малы они наблюдаются лишь когда дальнейшее повышение интенсивности данного напряженного состояния приводит к течению или разрыву в поверхностном слое, т. е. к развитию в нем дефектов структуры [3, 2]. Действительно, при вдавливании индентора (шарика, конуса или пирамиды) в испытаниях на твердость наблюдаются лишь малые — хотя все же заметные — адсорбционные эффекты. Точно так же при снятии стружки в условиях тупого угла резания, например при шлифовании, адсорбционное облегчение деформации и разрушения металла может оказаться сравнительно незначительным. Однако адсорбционные эффекты и в этих случаях могут быть велики для пористых твердых тел, пропитанных адсорбционно-активной жидкой средой, как это показано Л. А. Шрейнером, или, что то же самое, металлов и сплавов с поверхностно-активными примесями, растворенными в кристаллической решетке и действуюш,ими механизмом внутренней адсорбции, т. е. мигрирующими из внутренних частей тела к развивающимся микротрещинам. [c.8]

Закономерности хрупкого разрушения металлов под действием расплавленного покрытия совпадают с закономерностями разрушения чистых металлов при температурах ниже порога их естественной хладноломкости. Это показывает, что механизм разрушения в обоих случаях аналогичен. Следовательно, единственным параметром, понижением которого может быть обусловлено столь резкое падение прочности, является свободная поверхностная энергия. Исследования адсорбции легкоплавких металлических присадок на свободных поверхностях, границах зерен и блоков и других дефектах структуры показывают, что адсорбирующиеся присадки служат для металла понизителями прочности [238]. [c.246]

Специфические капиллярные явления, процессы адсорбции и абсорбции, химические и механохимические процессы, протекающие при воздействии на стеклопластики жидких сред, затрудняют применение термофлуктуа-ционной теории и ее математического аппарата. В этой теории хрупкое разрушение в силовом поле рассматривается как термодеструкция, т. е. как химическая реакция, активируемая напряжением. Капиллярные явления приводят к ускоренному заполнению сообщающихся субмикроскопических дефектов структуры низкомолекулярным веществом. Появление на границе раздела компонентов новой фазы приводит к изменению механизма передачи усилия от наполнителя к полимерной матрице и быстрому падению прочности в начальный период контакта материала со средой. Взаи- [c.150]

Генерация Р. д. в твердотельных материалах сопровождается изменением их свойств. Так изменяются форма и размеры облучённых образцов (радиац. распухание), причём анизотропный характер этих изменений зависит как от концентрации, так и от конфигурации Р. д. Изменяются механич. свойства твёрдых тел, что проявляется в увеличении предела текучести пластичных материалов, век-ром повышения модуля упругости, ускорении ползучести. Накопление Р. д. изменяет степень упорядоченности структуры сплавов и ускоряет фазовые переходы. Электропроводность облучённых тел изменяется прежде всего нз-за появления заряж. дефектов. Особенно сильно это проявляется в полупроводниках, где Р. д. не только выступают как центры рассеяния носителей заряда, но способны изменить концентрацию н природу осн. носителей заряда. Нейтральные дефекты также влияют на проводимость, т. к. являются центрами рассеяния носителей. Для оптич. свойств характерно появление новых областей поглощения в разл. спектральных областях (см. Центры окраски). Специфически влияет облучение на поверхность твёрдых тел, не только вызывая образование иных, не свойственных объёму дефектных структур, но и изменяя физ.-хим. свойства поверхности (напр., кинетику окисления и адсорбции). [c.204]

Адсорбция примесей вызывает нарушения в построении кристаллической решетки, которая содержит точечные (вакансии и примеси), линейные (краевые и винтовые дислокации) и плоскостные дефекты. Высокая концентрация вакансий обуславливает резкое повышение скорости диффузионных процессов, количество дефектов в кристаллической решетке увеличивается. Дефекты кристаллической решетки оказывают существенное влияние на физические свойства образующихся осадков. В некоторых случаях на электроде возникает жидкоподобная структура — металлические стекла. Не имея границ зерен, они являются однородными метастабильными системами и часто обладают более высокой коррозионной стойкостью по сравнению с кристаллическими осадками такого же химического состава. [c.267]

Метод капиллярной дефектоскопии может быть применен для контроля качества заготовок и деталей, изготовленных из любых немагнитных материалов аустенитных сталей, цветных сплавов, пластмасс, керамики,— кроме материалов, обладающих пористой структурой. Он основан на принципах капиллярного проникновения индикаторной жидкости (пене-транта) в полость дефекта, адсорбции ее проявляющим составом и люминесценции индикаторного состава в лучах ультрафиолетового света (УФС). В качестве источника УФС используется ртутно-кварцевая лампа типа ДРШ-1000, помещенная в защитный кожух с параболическим рефлектором. [c.545]

Сосредоточение деформации металла иа границах зерен при прохождении через высокотемпературный участок термического сварочного цикла, особенно ту его часть, где уже прекратилась миграция границ и достройка зерен, должно привести к большой искаженности кристаллической решетки в приграничных зонах. Такой сдвиг должен сопровождаться существенным ростом плотности дислокаций и вакансий иа границах. Особенно велик он должен быть на границах, расположенных нормально к направлению растяжения. При особо высокой степени локального сосредоточения деформации на таких участках границ могут образоваться микронесплошности типа трещин. Следовательно, меж-зеренный сдвиг в высокотемпературной области должен значительно расширить зону разрыхления границ, увеличить ее свободную энергию и склонность к адсорбции атомов инородных элементов. Ширина зоны разрыхления определяет реальную ширину границ, наблюдаемую на шлифах после травления металла. Такие реальные границы значительно шире (до 10 — 10- см) границ, предполагаемых теоретически (до 10 см). Расчеты показывают, что высокотемпературная зернограничная деформация может пройти только в том случае, когда ширина границ незначительно больше теоретической. Экспериментальным и расчетным путем М. А. Криштал и Ю. И. Давыдов получили, что соответствующая ширина эффективной границы зерен при 700°С в железе со средним размером зерен около 50 мкм равна 10 см. Экспериментально было также установлено, что зона адсорбции углерода на границе зерен в а—Fe равна 0,2 мкм [10]. Столь значительное увеличение ширины реальных границ зерен происходит в результате стока и накопления точечных и линейных дефектов, образующих благодаря лесу дислокаций и пор типа объединенных поливакансий широкую зону нарушенной структуры. Плотность нарушений возрастает вследствие локализации сдвига по границам. Скопление дислокаций у границы видно на микроструктуре (рис. 69), выявленной при электронной микроскопии на просвет околошовной зоны сварного шва фольги из коррозионно-стойкой стали. Аналогичный результат отмечен и при травлении декорированных дислокаций на шлифах сварных соединений листов большей толщины. Ширина зоны травимости -самой дислокации всего лишь немного больше 10 см (около 30 атомных диаметров) [40]. Но, по-видимому, при плотном скоплении дислокаций на границах образуется фронт травимости, равный всей площади их скопления размером до 10 см. А. Хейденрейх [62] считал, что при циклическом нагружении дислокации могут концентрироваться у границ в слое толщиной около 0,2 мм. [c.111]

Наибольшей загадкой для исследователей долгое время являлись весьма малые сечения захвата этой группы состояний, не свойственные дефектам в объеме твердого тела. Многие связывали это с наличием буферного слоя, отделяющего МСГ от полупроводника. Предполагалось даже, что МСГ находятся на внешней поверхности структуры полупроводник-оксид. Измерения методом эффекта поля не подтвердили эту точку зрения кинетика медленной релаксации при включении поперечного электрического поля и при адсорбции (когда поле отсутствует) оказалась одинаковой. Медленная релаксация наблюдалась не только в полупроводниках с оксидными пленками (Ge, Si, GaAs и др.), но и в чистых оксидах и сульфидах (СиО, ZnO и dS), где МСГ располагаются в нарушенном поверхностном слое. Все эти особенности МСГ мы подробно обсудим в гл. 8 при рассмотрении механизма захвата на адсорбционные состояния. [c.198]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...