Дисперсные частицы, размер

Дисперсные частицы, размер 24- поверхности раз- [c.477]

Рис. 3.5. Просвечивающая электронная микроскопия начального гальванического слоя никеля с дисперсными частицами размером 20 нм.

Диапазоны встречающихся в приложениях размеров дисперсных частиц, способы их измерения показаны на рис. 0.1 в сравнении с характерными длинами волн различных видов электромагнитного излучения, размерами атома, кристалла и характерной длиной свободного пробега в газе в нормальных условиях ). [c.9]

При нагреве сплавов, находящихся при комнатных температурах в состоянии стабильного равновесия в виде смеси фаз, происходит фазовое превращение, заключающееся в растворении избыточной фазы. Этим превращением подвержены сплавы с переменной ограниченной растворимостью, образующие при высоких температурах ненасыщенные твердые растворы. На температуру и интенсивность растворения оказывают влияние размеры и форма частиц избыточной фазы. Чем дисперснее частицы, чем больше радиус кривизны поверхности частиц, тем быстрее они растворяются. Плоские иглообразные частицы растворяются скорее, чем сферические. В условиях ускоренного нагрева, например при сварке, температуры начала и конца растворения существенно повышаются. [c.501]

Размеры включений или неоднородностей в смеси (диаметры дисперсных частиц, капель, пузырьков в газовзвесях, аэрозолях, эмульсиях и суспензиях, диаметры волокон и зерен в композиционных и поликристаллических материалах, диаметры пор в пористых средах и грунтах, толщины пленок в газожидкостных смесях) во много раз больше молекулярно-кинетических (расстояний между молекулами, размеров кристаллической решетки, средних длин свободного пробега молекул). Таким образом, указанные неоднородности содержат большое количество молекул (см. рис. 0.1). Но тем не менее имеет место следующее. [c.17]

Введение в рассмотрение разных дисперсных фракций может потребоваться не только для учета полидисперсности, но и в связи с исследованием обтекания тел дисперсной смесью, когда в потоке имеются как падающие (одна фракция), так и отраженные (другая фракция) от обтекаемого тела дисперсные частицы. Тогда фракции падающих и отраженных частиц, даже имея одинаковый размер частиц, будут иметь разные скорости. [c.133]

В процессе собирательной рекристаллизации по мере увеличения размера зерна влияние дисперсных частиц [c.352]

Таким образом, регулируя число и дисперсность частиц других фаз, можно регулировать температурный уровень рекристаллизации и предельный размер зерна. [c.353]

В ряде работ сделана попытка найти аналитические зависимости между критериями прочности и размером дисперсных частиц [17, 18]. [c.14]

Количественные расчеты эффекта упрочнения при наличии дисперсной фазы не проводились, но, согласно экспериментальным данным, предел текучести в результате выпадения дисперсной фазы существенно повышается, при этом существует критическая степень дисперсности фазы, соответствующая максимальному упрочнению. Упрочнение сплава при дисперсионном твердении достигает максимума при расстоянии между дисперсными частицами порядка 1000 А и их размере 50— 200 А [11]. Важно при этом получить равномерное распределение дисперсной фазы в матрице, что будет способствовать более однородному развитию деформационных процессов. [c.15]

Одним из главнейших факторов, приводящих к упрочнению стареющих сплавов ряда цветных металлов, является выпадение в процессе старения мелкодисперсных выделений второй фазы (после закалки). Это явление получило название дисперсионного твердения. В процессе выпадения второй фазы сопротивляемость пластическому течению сначала растет с увеличением размера выделений, а затем начинает снижаться. Максимум упрочнения при этом в большинстве случаев соответствует среднему расстоянию между частицами около 1000 А [11]. Наиболее ярким примером сплавов, обнаруживающих дисперсионное твердение, являются алюминиевые сплавы. У этих сплавов эффект упрочнения зависит главным образом от размера дисперсных частиц. Влияние этого фактора было рассмотрено в гл. I при анализе структурных факторов, вызывающих упроч нение металлов. [c.94]

В этой главе для исследования прочностных свойств композитных материалов с дисперсными частицами в хрупкой матрице был применен подход механики разрушения, согласно которому реальная прочность материала связывается с его энергией разрушения, модулем упругости и размером трещины, обусловливающим нача- [c.11]

Из трех факторов, определяющих прочность, размер трещины больше всего зависит от дисперсной фазы. Вследствие различия в термоупругих свойствах отдельных фаз, их плохого сцепления и т. п. частицы и агломераты частиц могут служить источниками зарождения трещин и инициаторами разрушения. Теоретически и экспериментально показано, что размер трещин может быть доведен до минимума для получения высокой прочности, если в процессе изготовления композита выбирать дисперсию частиц малого размера. Таким образом, представляется возможным оптимизировать прочность композитов с дисперсными частицами, если определено влияние дисперсии на три фактора, определяющих прочность. [c.12]

Цель этой главы состоит в обсуждении известных данных по прочностным свойствам хрупких композитов с дисперсными частицами и в демонстрации возможных путей оптимизации их прочности. Для этого были использованы основные представления механики разрушения, связывающие прочность с тремя определяющими ее факторами, т. е. с энергией разрушения, модулем упругости и размером трещины. В следующих разделах сначала будет установ.ле-на зависимость действительной прочности материала от трех указанных факторов. Затем будет рассмотрено влияние дисперсии второй фазы на каждый из этих факторов. Из этого станет очевидной важность пяти параметров, зависящих от выбора двух фаз и технологии изготовления композитов. Наконец, будут рассмотрены и обсуждены прочностные свойства различных полимерных и керамических композитных систем в зависимости от трех определяющих факторов и пяти основных параметров композитов. [c.14]

Рис. 5. Зависимость энергии разрушения у натриевого боросиликатного стекла, содержащего дисперсные частицы АТ Оз трех различных размеров (3,5 11 и 44 мкм), от обратного расстояния между частицами Ий, где уо — энергия разрушения стекла без дисперсной фазы [37].

Рис. 8. Зависимость энергии разрушения у плотной матрицы из нитрида кремния с дисперсными частицами различного размера (5, 9, 32 мкм) из карбида кремния.от объемного содержания частиц V [39].

Как отмечено в [12], при изготовлении композитов с дисперсными частицами нельзя избежать образования пор. Практический опыт показал, что это особенно заметно для композитов, содержащих дисперсные частицы малого размера с объемным содержанием [c.32]

Трещины в процессе изготовления могут образоваться либо внутри, либо вокруг частиц дисперсной фазы вследствие различия в термическом сжатии двух фаз [6, 17]. В следующем разделе отмечается, что дисперсные частицы большого размера более чувствительны к образованию трещин, чем более мелкие дисперсные частицы. Подобно порам, трещины не передают напряжений, делая материал более податливым и снижая, таким образом, его модуль упругости. Наличие большого количества трещин в плотном в других отношениях материале обычно сначала обнаруживается по ненормально низкому модулю упругости [53]. [c.33]

Вообще говоря, матрица и частицы имеют различные термические расширения, что вызывает возникновение остаточных термических напряжений внутри и вокруг дисперсных частиц в процессе охлаждения ниже температуры изготовления композита. Теоретически показано, что величина и распределение этих напряжений для данной формы частиц зависят только от различий в термическом расширении от упругих свойств двух фаз, а также от изменения температуры [57]. Таким образом, напряжения не зависят от размера частицы, что наиболее важно в этом обсуждении. [c.36]

Структурообразующую основу нанокомпозитов составляют ультра-дисперсные частицы размером 5...500 им. Сравнительно небольшие добавки таких частиц способны значительно улучшить структуру и свойства матричных материалов (металлов и сплавов, полимеров, керамик и т. п.). [c.140]

В производстве этот процесс проводится следующим образом. Тщательно высушенные порошки окислов R2O3 и Со.ч04, порошок Со с различной степенью дисперсности частиц (размером свыше 60 мкм) и гранулы Са, взятые в требуемом весовом соотношении, хорошо перемешиваются в механическом миксере. Смесь прессуется в таблетки, помешается затем в стальной контейнер, внутренняя сторона которого покрыта слоем Са. Контейнер закрывается вакуумным затвором с трубкой на конце для вакуумирования внутреннего объема контейнера. Затем контейнер помещается в печь сопротивления и включается нагрев. При температуре 400°С наблюдается выделение газа и давление увеличивается при температуре выше 850° начинается реакция, сопровождаемая быстрым ростом температуры реагирующей смеси по сравнению с температурой печи. Смесь порошков далее прогревается в течение 2 ч при температуре 1000°С. После охлаждения печи полученная твердая серая масса дробится и размалывается. Затем порошок медленно опускают в воду, насыщенную [c.76]

Аэрозоли или распыленные СОТС представляют собой полидис-персные гетерогенные системы, в которых дисперсной фазой являются сферические движущиеся капли жидкости. Специфические свойства аэрозолей обусловлены в основном их полидисперсностью, поэтому наиболее естественным признаком классификации таких систем является их дисперсность. Аэрозоль может быть системой грубой, коллоидной и аналитической дисперсности. Грубодисперсный аэрозоль содержит частицы размером более О, 5... 1 мкм, аэрозоли коллоидной дисперсности - частицы вещества коллоидных размеров, т.е. 5...500 нм, аэрозоли аналитической дисперсности - частицы размером 1...5 нм. Дисперсность аэрозолей сложным образом зависит от физико-технических свойств распыляемой жидкости, конструкции сопла, способа и режима распыления. Воздушные аэрозоли получают из любых жидкостей. Существующие устройства позволяют распыливать грубодисперсные СОТС. [c.169]

Встречающиеся в практике режимы течения дисперсных смесей чрезвычайно многообразны. Они определяются большим числом факторов, таких как вид смеси (гааовавесь, суспензия, Жидкость с пузырьками и т. д.), объемная концентрация фаз, плотности, вязкости и другие физические характеристики материалов фаз, размеры и форма дисперсных частиц, характерные скорости и линейные размеры аппаратов, наличие химических реакций и фазовых переходов и т. д. Главная задача данной главы на основе представлений, изложенных в предыдущих главах, вывести замкнутые системы уравнений, описывающие течения дисперсных смесей в наиболее важных и прин-щшиальных случаях. [c.185]

Понятие ячейки и пробной частицы в дисперсной среде. Процессы переноса в двухфазной смеси определяются распределением микропараметров (напряжений, температур, ютнцептрацпп компонент и т, д.) вокруг неоднородностей. При этом, для того чтобы анализ получался обозримым, приходится не только существенно упрощать уравнения микронроцессов, но н схематизировать структуру смеси. Одной из возможных такого рода схем является схема с введением в каждой макроскопической точке диспе])Сной среды ячейки с пробной дисперсной частицей и приходящейся на нее несущей фазой. Таким образом, в каждой мак-роскоогической точке, определяемой вектором х вводится ячейка, связанная с центром пробной частицы и движущаяся с макроскопической скоростью дисперсной фазы в этой точке V2(i, х), Размер ячейки определяется объемным содержанием фаз и равен по [c.109]

Увеличение екр за счет измельчения размера исходных зерен может быть очень эффективно усилено введением большого количества дисперсных частиц других фаз. Так, хромовую бронзу (Си+0,5%Сг) перед рекри-сталлизационным отжигом подвергали холодной прокатке. Режим рекристаллизационнрго отжига составил 1000 °С, 30 мин. В крупнозернистом ( )=0,7 мкм) и однофазном состоянии перед деформацией, полученном закалкой с высокой температуры, екр оказалась равной 2%. Когда перед деформацией структура была мелкозернистой (D= 0,02 мм) и сплав содержал значительное количество хрома, выделившегося из твердого раствора, значение екр резко повысилось и составило 18— 20%. [c.336]

Естественно, для других условий могут получиться другие результаты, поскольку не только общее количество, но и дисперсный состав золы в дымовых выбросах зависит от качества топлива, способа и режима его сжигания, характеристик золоулавливания. Так, при слоевом сжигании угля в золе преобладают частицы размером более 50 мкм (90—95%). При пылевидном сжигании в топке, имеющей жидкое шлакоудаление, унос золы дымовыми газами по сравнению с сухим шлакоудалением снижается от 85 % до 30—40 %, но доля мелкодисперсных (менее 5 мкм) золовых частиц возрастает от 10 % до более чем 80 %. Многоступенчатые электрофильтры при соответствующей настройке их полей улавливают как крупные, так и мелкпе фракции, в то время как в механических инерационных золоуловителях выпадают прежде всего крупные фракции. [c.236]

Уравнение разрушения Гриффитса не только устанавливает, что прочность тела связана с наличием трещины согласно анализу Инглиса, но показывает также, что реальная прочность материала зависит от размера трещины и двух характеристик материала. Таким образом, прочность материала определяется тремя факторами энергией разрушения у, модулем упругости Е и размером трещины с. Важное значение этого соотношения состоит в том, что представляется возможным проанализировать прочность материала в зависимости от этих определяющих прочность факторов. Для объяснения прочностных свойств композитов с дисперсными частицами необходимо исследовать влияние дисперсной фазы на каждый из указанных факторов. Прежде чем сделать это, обсудим две важные стороны концепции Гриффитса, так как они составляют основу этой главы. [c.17]

Для определения пригодности этой модели в [37] исследована энергия разрушения композитной системы стекло — А12О3. Среднее расстояние между частицами А12О3 изменялось путем изготовления различных композитов с дисперсными частицами одного из трех усредненных размеров, а именно 3,5 11 и 44 мкм, и трех объемных содержаний частиц, а именно 0,10 0,25 и 0,40. Результаты этого исследования приведены на рис. 5, где показана энергия разрушения каждого композита в зависимости от величины [c.23]

Недавно были опубликованы несколько работ по определению энергии разрушения композитов, содержащих дисперсные частицы в полимерной матрице [9, 22, 40]. Связь между энергией разрушения и объемным содержанием дисперсных частиц, как отмечено в [40] и показано на рис. 6, наиболее существенно заметна в системе эпоксидная смола — А120з-ЗН20. Положение максимума на рис. б зависит от размера дисперсных частиц. Уменьшение энергии разрушения ниже этого максимума было объяснено неэффективным взаимодействием при близком расположении частиц, т. е., когда частицы были расположены слишком близко друг к другу, композит представлял собой сплошную среду и фронт трещины не взаимодействовал с отдельными частицами. Еще один результат этого исследования состоял в том, что аналогично системе стекло — А1аОз наибольший размер дисперсных частиц приводит к наибольшему увеличению энергии разрушения. [c.24]

Рис. 6. Зависимость энергии разрушения у эпоксидной смолы от объемного содержания V дисперсных частиц А120а ЗН20 трех различных размеров (1 8 и 12 мкм) [40].

Подобными соображениями объясняется появление максимума, характерного для ряда композитов с дисперсными частицами наибольшего размера. Предполагалось, что энергия разрзчпения этих композитов зависела от двух конкурирующих особенностей первая вызывала увеличение энергии разрушения вследствие взаимодействия фронта трещины с дисперсной фазой, а вторая приводила к ее уменьшению вследствие ослабления матрицы дисперсными частицами. Поэтому было сделано заключение, что хрупкая дисперсная фаза может привести к увеличению энергии разрушения поликристаллической матрицы в том случае, когда размер дисперсных частиц существенно больше размера зерна матричной фазы. [c.27]

Применяя такой механизм повышения вязкости к хрупким полимерам, Мак-Герри с соавторами [41] показал, что энергия разрушения полиэфирной и эпоксидной матриц может быть увеличена в 10 раз. Они вводили эластомерную фазу (до 10 вес.%) методом осаждения. В их исследованиях были получены два основных результата. Во-первых, эластомерная фаза эффективна только в том случае, когда размеры дисперсных частиц больше 0,1 мкм. Вбльший размер частиц оказывает больший эффект. Во-вторых, увеличение энергии разрушения получено только при существовании прочных связей по поверхностям раздела между жесткой полимерной и эластомерной фазами. [c.28]

Было исследовано также влияние размера частиц. В работе [52] по испытаниям различных композитов с тремя размерами дисперсных частиц показано, что Е не зависит от размера частиц в системе эпоксидная смола — А120з-ЗН20. В работе [6] приведен такой же результат для двух различных композитов керамика — дисперсные частицы с одинаковым термическим расширением обеих фаз в каждой композитной системе. Это как раз не тот случай, когда термические расширения двух фаз суш,ественно различались. Как будет рассмотрено и обсуждено ниже в настояш ей главе, остаточные термические напряжения могут вызвать образование треш,ин вокруг более крупных частиц, а эти трегдины существенна влияют на модули упругости композитов. [c.31]

Влияние трещин на модуль упругости было изучено в [6], путем изготовления ряда стекол, содержащих дисперсные частицы большого размера А12О3 или 2гЗЮ4. Различные стекла были выбраны с целью изменения разности термического расширения матрицы и дисперсной фазы. Как показано на рис. 11-, предсказанные более высокие модули упругости были получены только на тех композитах, у которых термическое расщирение дисперсных частиц было близко к термическому расширению стекла. Во всех [c.33]

Девидж и Грин использовали соотношение (6) для вычисления критического размера частицы, при котором должна обнаруживаться трещина в исследованных ими композитах стекло — дисперсные частицы. Вычисленные величины были приблизительно в два раза меньше размера частиц, при котором обнаруживались трещины. Таким образом, уравнение (6) можно использовать только для оценки критического размера частицы, необходимого для образования трещин. Несмотря на это, их концепция наводит на мысль, что трещины, вызванные остаточными термическими напряжениями, могут быть исключены в некоторой (данной) композитной системе путем уменьшения размеров частиц дисперсной фазы. [c.38]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...