Монокристалл нитевидный

Интенсивные исследования в области получения чистых металлов позволили еще в 30-х годах академикам Журкову С. Н. и Александрову А. П. достигнуть чрезвычайно высокой-технической прочности на кварцевых нитях (ств=13-10 МПа), а на стеклянных нитях техническая прочность равнялась ств = 6-10 МПа. Позднее в физико-техническом институте им. Иоффе профессором Степановым А. В. были получены нитевидные монокристаллы ( усы ) некоторых металлов с прочностью около 10000 МПа. Если учесть, что прочность конструкционных сталей колеблется в пределах 300- 800 МПа, то огромная разница в прочности налицо исправление дефектной структуры кристаллов увеличивает их прочность на несколько порядков и приближает ее к теоретическому значению, которое можно приближенно считать равным ав(Т)—. 0,1Е. [c.328]

Сопоставление сопротивлений сдвигу нитевидных и обычных кристаллов показывает, что прочность на сдвиг усов в 100— 1000 раз больше, чем обычных монокристаллов. [c.106]

Правда, сразу же необходимо отметить, что экспериментальные данные по прочности нитевидных кристаллов отличаются значительным разбросом, а получаемая прочность нитевидных кристаллов того или иного металла, как уже отмечалось, сильно зависит от размера уса и количества дефектов. Поэтому нами были взяты максимальные значения прочности на разрыв для нитевидных кристаллов ряда металлов с ГЦК, ГП и ОЦК решеткой (фиг. 23). Сразу же можно отметить, что экспериментальная прочность хрома, кобальта и никеля далеко не предельная. Видимо, испытанные усы содержали еще значительное число дефектов. Если учесть, что у хрома и железа одинаковая кристаллическая решетка, а силы связи у хрома, оцениваемые величиной F, выше, чем у железа, то очевидно, что и нитевидные кристаллы хрома должны быть прочнее кристаллов железа. Однако пока еще кристаллы хрома получены весьма низкой прочности. Значения Отах для хрома (фиг. 23, табл. 24) подсчитаны по упругим постоянным обычных монокристаллов [188]. [c.107]

Нитевидные кристаллы или очень тонкие монокристаллы игольчатой формы могут быть образованы чистыми металлами. Первыми из таких кристаллов, которые подверглись тщательному исследованию, были нитевидные кристаллы олова и кадмия. Они возникали на защитных пленках олова и кадмия, нанесенных на сталь. Из-за их роста возникало короткое замыкание, выходили из строя электронные приборы, использовавшиеся в армиях США и Англии в период второй мировой войны. После войны стали, исследовать причины их возникновения и их свойства. Определили, что прочность их приближалась к теоретической благодаря весьма совершенной структуре. После сообщения об этом в журнале Американского физического общества в 1952 году многие фирмы и университеты начали интенсивные и широкие эксперименты по изучению условий образования и особенностей строения нитевидных кристаллов, или усов , как их стали называть. [c.64]

Прочность нитевидных кристаллов в значительной степени зависит от их размеров. При выращивании монокристаллов приходится регулировать те или иные параметры процесса, влияющие на ориентацию, форму, состав, дефекты решетки. [c.71]

О монокристаллах тугоплавких и редких металлов и сплавов. При обсуждении схемы, изображенной на рис. 4.58, отмечалась актуальность получения металлов без дефектов как путь, обеспечивающий их высокую прочность. Почти бездефектны так называемые усы — нитевидные монокристаллы. Однако могут быть получены весьма совершенной структуры и монокристаллы больших размеров. Свойства таких монокристаллов уникальны во многих отношениях. [c.330]

Для создания высокопрочных жаропрочных материалов поиск совершается как в направлении получения бездислокационных монокристаллов больших размеров, так и усов (нитевидных бездислокационных кристаллов), используемых в различных композитных материалах (см. 4.15), а также в направлении получения металлов и сплавов с большим количеством дефектов (см. рис. 4.58). [c.333]

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]

Весьма высокие значения у нитевидных кристаллов имеет упругая деформация. Она может достигать 4,8%, в то время как у обычных монокристаллов составляет только 0,01% [13]. [c.35]

Следует обратить внимание на необычно низкое значение Do и низкое значение энергии активации диффузии в тонких нитевидных кристаллах ( 0,3 от Q для монокристалла). Несмотря на широкий диапазон изменения этих величин (Q меняется более чем в 3 раза, а Do — на 8 порядков), сохраняется линейная связь между Do и Q (рис. 37), впервые наблюдавшаяся в объекте с неизменным химическим составом, в котором меняется только структура. Очень Низкое значение энергии активации диффузии в этих опытах можно связать с тем, что из-за отсутствия источников (гладкая поверхность, нет дислокаций) концентрация вакансий не меняется с температурой и энергия активации диффузии равна энергии перемещения вакансий. [c.104]

В большинстве монокристаллов скорость размножения дислокаций не очень велика (или велика начальная плотность дислокаций), и зуб текучести мал. Однако в нитевидных кристаллах (диаметром примерно 1 мкм) зуб текучести велик, поскольку такие кристаллы почти свободны от дислокаций. Зуб текучести наблюдается обычно в о. ц. к. металлах, а в г. ц. к. нет, так как в них очень высока начальная плотность дислокаций и при повышении напряжений скорость движения дислокаций быстро возрастает. [c.294]

В работе [327] отмечало сь, что рост нитевидных кристаллов из газовой фазы подчиняется тем же закономерностям, что и рост монокристаллов из пересыщенного пара. Для описания роста усов существует модель Сирса, в которой рассматривается процесс соударения атомов из пересыщенной газовой фазы с боковой поверхностью кристалла, физическая адсорбция, поверхностная диффузия этих атомов к вершине нитевидного кристалла и десорбция тех атомов, которые за время жизни т в адсорбированном состоянии не достигли вершины кристалла [348], Атомы, достигающие вершины, встраиваются в решетку, например, на ступеньке аксиальной винтовой дислокации. [c.353]

Пирсон все же считает, что нитевидные кристаллы имеют большую плотность дислокаций, т. е. структура усов и монокристаллов практически одинакова. Основанием для такого вывода являются проведенные ими опыты по сравнению прочности кремния в виде усов, а также в виде тонких стержней, полученных постепенным травлением из большого монокристалла. Оказалось, что при одинаково малых размерах и усы, и стержни имеют высокую прочность. Однако распространять эти выводы на нитевидные кристаллы других веществ нельзя из-за особой природы кремния. [c.366]

Стеклянные волокна имеют очень низкую стоимость и их измельчение для использования в полимерных композициях с короткими волокнами незначительно удорожает стоимость стеклопластиков, хотя при этом несколько снижается эффективность их усиливающего действия. Возможно даже снижение стоимости некоторых изделий из термопластов, таких как полиамиды при наполнении их стеклянными волокнами, хотя этот выигрыш в стоимости материала может понизиться за счет возрастания стоимости его переработки. С другой стороны, введение дорогих нитевидных кристаллов, таких, как кристаллы карбида кремния или оксида алюминия, целесообразно только при резко выраженном усиливающем эффекте. Так как монокристаллы обладают длиной больше критической, на практике обычно наблюдается высокая эффективность усиления ими полимеров, а вследствие малого диаметра и высокой прочности они значительно меньше повреждаются в процессах переработки. Кроме того, из-за чрезвычайно высокой прочности монокристаллы резко повышают прочность наполненных композиций при сравнительно низких объемных долях. Однако, несмотря на эти достоинства, высокая стоимость производства высококачественных монокристаллов требуемой прочности, длины и диаметра, а также дополнительные трудности получения полимерных композиций с ориентированными монокристаллами затрудняет их конкуренцию с обычными стеклопластиками. [c.98]

Таблица Ц-.6. Свойства волокон и нитевидных монокристаллов

Кремнистор — полупроводниковый тензорезистор на основе нитевидных монокристаллов кремния с величиной допустимой продольной деформации до 0,8— 1% характеризуется очень высокой стабильностью до 0,002% на протяжении 2 лет. [c.145]

Нитевидные кристаллы характеризуются также высокой упругостью, в сотни раз превышающей упругость обычных монокристаллов. Так, если у обычных монокристаллов кадмия предел упругости составляет 0,01—0,16 то у нитевид- [c.106]

Волокна тугоплавких соединений могут быть монокристалли-ческими и поликристаллическими. Монокристаллические волокна — нитевидные кристаллы (усы) обладают уникально высокой прочностью (см. табл. 1), приближающейся к теоретической (2500—3500 кгс/мм ). Такая необычно высокая прочность вызвана совершенной монокристаллической структурой и отсутствием значительных внутренних и поверхностных дефектов. [c.35]

Наиболее вероятное промышленное использование нитевидных кристаллов, свободных от дислокаций, — создание композитных материалов, в которых нитевидные кристаллы связаны с менее прочным матричным веществом. Нитевидные монокристаллы располагаются вдоль силовых линий и воспринимают на себя нагрузку. Сцепление по большой площади боковых поверхностей длинных нитевидных кристаллов с матричным веществом обеспечивает работу композитного материала как единого целого. Прочность композитного материала может приближаться к прочности нитевидных кристаллов. Работы в направленш создания таких композитных материалов ведутся. [c.102]

Предел прочности нитевидных кристаллов железа достигает 1340 кГ1мм , что в 60—80 раз превышает прочность обычных монокристаллов. Также значения максимальных касательных напряжений для нитевидных кристаллов в 80 раз превышают значения критических напряжений для обычных монокристаллов. [c.35]

Заготовка волоконных световодов с низкими оптич. потерями изготовляется из особо чистых материалов r. i. обр. методом хим. осаждения из газовой фазы (см. Спетоеод). Затем из неё вытягивается ВС. Предложены новые методы изготовления кристаллич. ВС — вытягивание из расплава нитевидных монокристаллов или экструзия (выталкивание) пи -щнристаллич. волоконных световодов. [c.335]

НИТЕВИДНЫЕ КРИСТАЛЛЫ — микроскопия, монокристаллы с очень большим (S Ю) отношением длины I к диаметру d (при i от 10 мкм до 10 мм, типично 1 мм d от 0,01 мкм до 100 мкм, типично 1 мкм). Обычно Н. к. имеют ызометричное (шестиугольное, квадратное и т. д.) сечение. Им родственны ленточные кристаллы, у к-рых одно из измерений по крайней мере на порядок меньше двух остальных (толщина от 0,1 мкм до 100 мкм, типична 10 мкм), в то время как два других лежат в интервале от 10 мкм до 10 мм (типично 1 мм). [c.357]

Отличие свойств малых частиц от свойств массивного материала известно уже достаточно давно и используется в разных областях техники. Примерами могут служить широко применяемые аэрозоли, красящие пигменты, получение цветных стекол благодаря окрашиванию их коллоидными частицами металлов. Малые частицы и наноразмерные элементы используются для производства различных авиационных материалов. Например, в авиации применяются радиопоглощающие керамические материалы, в матрице которых беспорядочно распределены тонкодисперсные металлические частицы. Нитевидные монокристаллы (усы) и поликристаллы (волокна) обладают очень высокой прочностью, например, усы графита имеют прочность примерно [c.7]

Теоретическое значение прочности при растяжении кристаллов графита в направлении атомных плоскостей решетки составляет 180 ГПа [25]. Если исходить из теоретаческого значения их модуля упругости при растяжении, принимая, что прочность составляет 1/10 величины модуля упругости, то она должна быть равна 100 ГПа. Экспериментальное значение прочности при растяжении нитевидных монокристаллов графита лишь немного превышает 20 ГПа [26] Прочность углеродных волокон зависит от условий их производства и микроскопических дефектов и характеризуется определенным законом распределения. Если определять среднюю прочность углеродного волокна, используя распределение [c.43]

Вейбула, и строить ее зависимость от длины измеряемого образца, то, пренебрегая существованием специфических дефектов, можно более корректно охарактеризовать прочность углеродного волокна. Измеренная таким образом прочность при растяжении углеродных волокон высокопрочного и высокомодульного типа на основе ПАН на участке длиной 0,1 мм равна 9-10 ГПа [27]. Эта величина составляет 1/20 теоретического значения и 1/2 прочности нитевидных монокристаллов графита. Для углеродных волокон на основе жидкокристаллических пеков измеренная аналогичным образом прочность равна 7 ГПа- [28]. Меньшая прочность промышленно производимых углеродных волокон связана с тем, что они не являются монокристаллами и в их микроскопической структуре имеют место значительные отклонения от регулярности. Свойства углеродных волокон можно значительно улучшить вплоть до разрушающего удлинения 2% и прочности 5 ГПа и выше [29]. [c.44]

Прочность является наиболее структурно чувствительным свойством. Только прочность идеальных монокристаллов определяется межатомными силами. Такая прочность реализуется лишь в исключительных случаях, например в нитевидных кристаллах. Обычные кристаллические тела содержат различные несовершенства структуры и их прочность зависит не только от характера междуатомного взаимодействия, но и в большок степени от типа, распределения и количества несовершенств кристаллической решетки. [c.279]

Наибольшее количество пластиков, армированных короткими волокнами и выпускаемых промышленностью, содержат стеклянные волокна. Основными достоинствами этих волокон являются низкая стоимость, простота получения и переработки, а также высокая прочность при условии осторожного обращения с ними после вытяжки, хотя, конечно, процессы рубки волокон и формирования изделий из наполненных композиций сопровождаются частичным разрушением волокон. Асбестовое волокно является ближайшим конкурентом стеклянного волокна, поскольку оно также дешево и помимо высокой прочности обладает более высоким, чем стеклянные волокна, модулем упругости. Асбестовые волокна значительно тоньше и короче, чем стеклянные, и поэтому с ними труднее работать, хотя разработаны специальные методы их переработки и промышленностью выпускаются полимеры, армированные асбестовыми волокнами — асбопластики. Рубленые углеродные и борные волокна хотя и обеспечивают потенциально более высокую прочность и жесткость материала на их основе, достигается это за счет более высокой стоимости, и поэтому они пока не могут составить серьезную конкуренцию стеклянным и асбестовым волокнам. Нитевидные монокристаллы (усы), например из АЬОз, SisNU, Si , обладают наибольшей прочностью, однако они слишком дороги и с ними слишком трудно работать, чтобы их можно было использовать в промышленных масштабах. [c.90]

В отличие от композиционных материалов с непрерывными волокнами в материалах с короткими волокнами значительно труднее добиться одноосной ориентации волокон. Разработаны несколько процессов для ориентации коротких волокон типа асбестовых или нитевидных монокристаллов [56], однако распределение волокон в таких широко распространенных материалах как полиэфирные пресс-композиции и литьевые армированные термопласты обычно близко к хаотическому. Хаотическое распределение резко снижает эффективность усиления полимеров короткими волокнами, так как напряжения, передаваемые на неориентированные волокна, могут быть очень малыми или даже равными нулю. Одним из путей учета относительной эффективности усиления волокнами является использование коэффициентов эффективности для волокон с заданным типом ориентации и для композиции в целом. Кренчель предложил этот способ для цементов, усиленных волокнами [57]. Он рассчитал коэффициенты эффективности усиления для некоторых идеализированных типов распределения волокон, показанных на рис. 2.38. Если композиционной материал имеет соответствующее распределение волокон, то его проч- [c.93]

Монокристаллы сапфира уже в течение ряда лет выпускаются в форме стержней, изготовляемых механической обработкой и бесцентровым полированием сапфировых булей, выращенных методом Вернейля. Этот материал имел обычно невысокую прочность [501 и, как предполагалось, был мало пригодным для использования в качестве упрочняющего волокна, вследствие высокой стоимости производства и небольшой длины (менее 50 см). Однако Морли и Проктор [28] установили, что прочность сапфировых стержней определяется совершенством поверхности, а не дефектами, вызываемыми их размером или неоднородностями внутренней структуры. Они показали, что большие стержни (диаметром 1 мм и длиной 5—10 см) могут быть изготовлены с почти бездефектной поверхностью посредством пламенного полирования с прочностью (измеренной при изгибе), сравнимой с прочностью сапфировых нитевидных кристаллов. [c.173]

Большинство материалов, называемых композиционными содержат в качестве армирующих наполнителей волокна. К ним в первую очередь относятся материалы на основе стеклянных волокон и стеклянных тканей и полиэфирных или эпоксидных связующих и изделия, получаемые намоткой непрерывных стеклянных волокон, пропитанных этими связующими, а также композиции на основе асбестовых волокон и фенолсформальдегидных связующих и термопласты, такие как полистирол и полиамиды, наполненные рубленым стеклянным волокном. В последнее время щироко развивается применение борных и углеродных волокон в сочетании с прочными эпоксидными или термостойкими полиимидными связующими. Сверхпрочные нитевидные монокристаллы окиси алюминия, карбида кремния и др., так называемые усы , могут быть перспективными в производстве композиционных материалов для аэрокосмической промышленности [1-3]. [c.262]

Связь между компонентами в КМ на неметаллической основе осуществляется с помощью адгезии. Плохой адгезией к матрице обладают высокопрочные борные, углеродные, керамические волокна. Улучшение сцепления достигается травлением, поверхностной обработкой волокон, называемой вискеризацией. Вискеризация — это выращивание монокристаллов карбида кремния на поверхности углеродных, борных и других волокон перпендикулярно их длине. Полученные таким образом мохнатые волокна бора называют борсик . Вискеризация способствует повышению сдвиговых характеристик, модуля упругости и прочности при сжатии без снижения свойств вдоль оси волокна. Так, увеличение объемного содержания нитевидных кристаллов до 4 - 8 % повышает сдвиговую прочность в 1,5 - 2 раза, модуль упругости и прочность при сжатии на 40 -50 %. [c.449]

В табл. 14.6 видно, что особо высокие прочность и жесткость присущи нитевидным кристаллам ( усам ). Высокая прочность объясняется совершенством их структуры, для которой характерна очень малая плотность дислокаций. Доказано, что скручивание усов в процессе образования монокристаллов AI2O3 и Si02 вызвано наличием в них единственной винтовой дислокации, расположенной вдоль оси роста кристаллов. [c.455]

Соотношение между упрочняющим и связующим компонентами меняется в зависимости от природы и текстуры наполнителя, смачивающей способности и монолитности матрицы, а также от назначения материала. Содержание наполнителя в композициях конструкционного назначения с ориентированными непрерывными волокнами составляет 60—80% (объемных), а с хаотическим расположением дискретных волокон и нитевидных кристаллов не превышает 20—30% (объемных), что связано с технологическими трудностями плотной уТтаковки дискретных наполнителей, характеризующихся широким диапазоном длины и диаметра монокристаллов полигональной формы. На рис. 1 показана зависимость характеристик механических свойств эпоксибороволокнита КМБ-1, упрочненного непрерывными ориентированными борными волокнами, от их содержания. [c.587]

По-видимому, причиной сильного уширения линий ФМР является сложное кластерное строение аэрозольных частиц ферромагнетиков. Об этом свидетельствует наблюдаемое при Я 2000 Э поглощение СВЧ-энергии в образцах Ni [596, 597] (рис. 142), обычно приписываемое многодоменному состоянию, которое, однако, не должно иметь места в использованных частицах, имеющих средний диаметр (— 500 А) меньше критического диаметра (Z)<, = 600 А) абсолютной однодоменности. Очевидно, и в экспериментах Бэггали широкие линии ФМР объясняются кластерным строением исследуемых частиц, поскольку идеальные нитевидные монокристаллы имеют очень узкие линии ФМР, а дипольное взаимодействие частиц в значительной мере исключается благодаря низкой объемной концентрации их в парафине, не превышающей 10 %. [c.325]

Начало изучения влияния инородных пленок на механические свойства металлов было положено в 1934 г. Роско [1], который показал, что окисная пленка увеличивает критическое приведенное напряжение монокристаллов. Эффект Роско был подтвержден результатами исследований по влиянию окисной пленки на механические свойства нитевидных кристаллов меди, цинка, серебра [2] и золота [3]. Аналогичные явления наблюдались и тогда, когда на поверхность металлических монокристаллов наносились инородные пленки [41. [c.7]

Кривая ползучести монокристалла германия, а также деформация нитевидных кристаллов кремния показывают наличие инкубационного периода, называемого Ван Бюреном — начальным или периодом задержки. [c.74]

Рис, И, Изменение поперечного сечения растущего монокристалла серебра при различной силе тока в цепи в Ш растворе AgNOз при 20° С о — микрофотография нитевидного кристалла серебра б — схематическое изображение изменений поперечного сечения нити серебра ) и соответствующих изменений поляризации во времени (г) [c.26]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...