Термическое состояние частицы

Другой предел допущения о непрерывности обусловлен отождествлением термического состояния частицы с ее температурой. Подвод тепла к движущейся частице увеличивает температуру ее вещества, в то время как ее скорость определяется прежде всего взаимодействием частицы с жидкостью. [c.281]

При данном же содержании углерода число карбидных частиц, а следовательно, и площадь поверхности раздела фаз будут возрастать при измельчении карбидов. Последнее достигается термической обработкой. Так, нормализованное состояние по размеру частиц упрочняющей фазы (цементита) может быть уподоблено состоянию, изображенному на схеме рис. [c.277]

Выше было показано, что температуры положительны при условии ( О( )/й )>0, т. е. число возможных состояний всегда возрастает с энергией. Это справедливо для свободных частиц или гармонического осциллятора таким образом, жидкости и кристаллические решетки, всегда имеют положительные температуры. Однако существуют некоторые весьма специфические системы, в которых имеется верхний предел спектра энергетических состояний. Если частицы в этих состояниях находятся в тепловом равновесии друг с другом и одновременно термически изолированы от состояний, не имеющих верхнего энергетического предела, то они могут вести себя так, как если бы они обладали отрицательными температурами. Поскольку выше предельного уровня нет других энергетических уровней, при возрастании внутренней энергии системы достигается такое состояние, когда все уровни одинаково заселены. Согласно статистической механике, это мо- [c.24]

В отличие от уравнения (14.36) термическое уравнение состояния (14.42) не содержит постоянной В и поэтому справедливо также и для системы частиц с учетом их спина. [c.235]

Термическим уравнением состояния называют уравнение, связывающее давление с плотностью и температурой, а калорическим — уравнение, определяющее зависимость внутренней энергии (энтальпии) от температуры и давления. В большинстве случаев течения газа сопровождаются разного рода неравновесными процессами, для описания которых уравнения газовой динамики дополняются соответствующими кинетическими или релаксационными уравнениями. Кроме того, в уравнения вводят дополнительные члены, учитывающие воздействия неравновесных процессов на газодинамические параметры. Неравновесные процессы весьма разнообразны. Наиболее часто приходится иметь дело с неравновесным возбуждением колебательных степеней свободы, неравновесной диссоциацией и рекомбинацией, неравновесным движением жидких или твердых частиц в условиях неравновесной конденсации или испарения. [c.32]

Свойства тела являются функциями независимых термодинамических переменных, определяющих состояние тела. Изменение свойств тела в зависимости от его состояния определяется соответствующими термодинамическими уравнениями в частных производных. Частным видом этих соотношений являются термическое и калорическое уравнения состояния. Наличие термодинамических уравнений делает возможным применение методов подобия к установлению характера зависимости свойств вещества от состояния. Это очевидно из того, что любое физическое свойство представляет собой следствие движения структурных частиц материи и поэтому должно описываться молекулярной динамикой. При введении молекулярных [c.394]

Связь трения и износа с неровностями поверхности. Современная молекулярно-механическая теория трения объясняет силу сухого (и граничного) трения скольжения образованием и разрушением адгезионных мостиков холодной сварки контактирующих участков шероховатой поверхности и зацеплением (и внедрением) неровностей 110, 40]. Трение обусловлено объемным деформированием материала и преодолением межмолекулярных связей, возникающих между сближенными участками трущихся поверхностей. При этом износ протекает в виде отделения частиц за счет многократного изменения напряжения и деформации на пятнах фактического контакта при внедрении неровностей истирающей поверхности в истираемую поверхность. Во многих случаях износ имеет усталостный характер растрескивания поверхностного слоя под влиянием повторных механических и термических напряжений, соединения трещин на некоторой глубине и отделения материала от изнашиваемого тела. Интенсивность изнашивания зависит от величины фактического контакта и напряженного состояния изнашиваемого тела, которые в свою очередь в сильной степени зависят от размеров и формы неровностей и, в частности, от радиусов закругления выступов. В обычных условиях истирающая поверхность является существенно более жесткой и шероховатой по сравнению с той, износ которой определяется, и ее неровности оказываются статистически стабильными при установившемся режиме трения. Таким образом, в отношении износостойкости деталей неровности их поверхностей имеют первостепенное значение. [c.46]

Наиболее сильное воздействие на решетку оказывают тяжелые ядерные частицы. Кроме пар Френкеля они могут создавать сильно локализованные зоны смеш,ения или термические пики, в окрестности которых ускоряются процессы разупорядочения в расположении атомов и образуются значительно большие концентрации повреждений по сравнению с обычным представлением их возникновения за счет смеш,ения атомов. Тип, концентрации и распределение радиационных нарушений в кристаллах в значительной степени определяются видом и условиями облучения, энергетическим спектром излучения, чистотой и структурным состоянием металлов. [c.61]

Высокое значение термического КПД (до 0,44) плазменной наплавки и уменьшение вложения тепла в материал детали достигаются при выполнении двух требований. Во-первых, частицы должны расплавляться в плазменной дуге и попадать на поверхность детали в жидком состоянии. Если частицы попадают на поверхность в твердом состоянии, то требуется время для их расплавления непосредственно в сварочной ванне, что приводит к увеличению ее размеров и, соответственно, глубины проплавления. Во-вторых, частицы должны перемещаться близко к оси плазменной струи. Движение частиц по периферии струи и вне ее приводит не только к потерям порошка, но и к дефектам покрытия. Этим объясняется наибольшая тепловая эффективность плазмотронов с аксиальным вводом порошка. [c.307]

Покрытие при вакуумном конденсационном напылении формируется из потока частиц, находящихся в атомарном, молекулярном или ионизированном состоянии. Этот поток частиц получают распылением материала посредством воздействия на него различными энергетическими источниками. Различают распыление наносимого материала путем термического испарения, взрывного испарения-распыления и ионного распыления твердого материала. Вакуумное конденсационное напыление проводят в жестких герметичных камерах при давлении 133-10 ... 13,3 Па. Благодаря этому обеспечиваются необходимая длина свободного пробега напыляемых частиц и защита материала от взаимодействия с атмосферными газами. [c.372]

Как известно, первой операцией при осуществлении упрочняющей термической обработки железоуглеродистых сплавов является нагрев, обеспечивающий образование аустенита. От структуры аустенита во многом зависят конечные свойства изделий. Сейчас уже не вызывает сомнений корреляция между получающимися после термической обработки свойствами стали и состоянием аустенита, в частности размером его зерна, характером границ зерен, особенностями блочного строения, наличием в нем дисперсных частиц второй фазы, плотностью и распределением в нем дислокаций. В связи с этим возникает необходимость в изучении закономерностей, управляющих характером и кинетикой формирования у-фазы в различных условиях нагрева для структур разного типа. [c.3]

Термическое состояние частицы 281 Термофорез 44 [c.531]

Сплавы типа АЛ8 и АЛ27 применяют только в закаленном состоянии (с гомогенной структурой), так как в литом состоянии частицы фазы (AijMgj) в основном располагаются по границам зерен твердого раствора и являются концентраторами напряжений. В этом случае пластичность указанных выше сплавов близка к 0. Для этих сплавов применяются следующие режимы термической обработки нагрев под закалку при 430 5°С в течение 12—20 ч, закалка в масле с температурой 45°С. [c.80]

Сварка с регулированием термических циклов (РТЦ) за с ет сопутствующего охлаждения, одновременно с уменьшением околошовных участков подкалки, сужает области термопластических деформаций при сварке и уменьшает несовершенство кристаллического строения, измельчает структуру зон сплавления. Кроме этого, более быстротечное высокотемпературное состояние при сварке стали 15Х5М с РТЦ со-путствуюш им охлаждением способствует образованию в ЗТВ промежуточных более равновесных структур закалки бей-нитного характера с равномерно распределенными частицами карбидов по телу зерен, а увеличение скорости охлаждения при сварке создает условия гомогенизации аустенитного шва. При этом избыточные фазы выделяются в виде отдельных разобщенных включений или участков и получается мелкодисперсная более однородная структура шва повышенных снойств. [c.151]

Вследствие ряда специфических свойств плазмы понятие температура имеет множество определений и их многоообразие не позволяет остановиться на одном и считать его в настоящее время единственно правильным. Для плазмы, находящейся в состоянии частичного термодинамического равновесия, можно выделить электронную Tg и ионную ТI температуры. В этом случае плазма может рассматриваться как смесь электронного и ионного газов, причем распределение скоростей частиц в каждом из газов максвелловское (хотя оба газа электронный и ионный не находятся в равновесии). При достаточно высоких плотностях плазма будет находиться в состоянии термического равновесия и = Т . Такая плазма называется изотермической. При очень низких плотностях плазма не может находиться в термическом равновесии и понятие температуры к ней неприемлемо. [c.230]

Адгезия двух тел определяется близостью их по. мрностей, то есть интенсивностью молекулярных взаимодействий в этих телах и их совместимостью, то есть взаимной растворимостью, а также способностью к взаимному диффузионному проникновению частиц. При образовании полимерных покрытий вследствие усадки в плёнке возникают касательные напряжения, возрастающие с повышением толщины-нокрытия. Причиной нарушения адгезии часто являются не только эти внутренние напряжения, но и термические напряжения вследствие разности коэффициентов теплового расширения пленки и подложки. Если плёнкообразующее вещество или клей в текучем состоянии яроникает в гл> бокие неровности поверхности или поры подложки, то после отверждения [c.54]

Легированные стали. В термически обработанном состоянии эти стали имеют высокий предел текучести и высокую твердость, что обеспечивает их высокую износостойкость в разнообразных условиях эксплуатации. Упрочнение от действия дисперсных частиц упрочняющей фазы достигается за счет гюдбора состава стали и оптимальной термической или химико-термической обработки. [c.16]

Упрочняющими фазами в сталях могут быть карбиды разного состава нитриды, карбонитриды, интерметаллиды, чистые металлы, малорастворимые в железе (например, чистая медь). Наиболее эффективное упрочнение достигается такими фазами, которые способны растворяться в твердом растворе (например, в аусгенпге при нагреве), а затем В1,1дсляться из него в мелкодисперсном состоянии и сохранят ься при температурах технологической обрабо кп и использования изделия. К эффективным упрочнителям относятся V , VN, Nb , NbN, МоС и комплексные фазы на их основе. Оптимальное упрочнение от твердых дисперсных частиц достигается при условии, когда эти частицы достаточно малы и когда расстояние между ними в твердом растворе мало. Обеспечивается это соответствую[цим подбором легирующих элементов и режимов термической обработки (закалка и высокий отпуск, закалка и низкий отпуск), позволяющих получить структуру с высокими механическими и триботехническими характеристиками. [c.16]

Выше отмечалось, что трибосистемы относятся к открытым термодинамическим системам, обменивающимся энергией и веществом с внешней средой. Трение является процессом преобразования внеи1ней механической энергии во внутреннюю в виде колебательных и волновь]х движений частиц трибосистемы, сопровождаемым термическими, термоэлектронными, акустическими, химическими и другими явлениями. Основная часть этой энергии превран ается в тепловую и отдается во внешнюю среду, другая идет на изменение физико-химического состояния поверхностных слоев трущихся материалов. Диссипация энергии соответствует увеличению энтропии (dS > 0). Энергетический баланс трибосистемы описывается уравнением [9] [c.112]

Метод ионно-лучевого перемешивания основан на модификации тонкослойных покрытий под воздействием ионных пучков. Толщина модифицируемых [юкрытий, как правило, выбирается соизмеримой глубине проникновения ионов, чем обеспечивается перемешивание атомов на границе пленка-основа. В последнее время для решения проблемы улучшения триботехнических свойств конструкционных и инструментальных материалов успешно применяются сильноточные пучки заряженных частиц. Воздействие интенсивными пучками заряженных частиц позволяет за счет высокоскоростных термических процессов изменять структурно-фазовое состояние поверхностных слоев, управлят1> физико-механическими свойствами материалов в широких [c.262]

Пусть мы имеем 1 кг воды в момент получения ее из твердого состояния, т. е. при температуре плавления. Все параметры жидкости при температуре плавления будем обозначать индексом О . Изобразим это состояние жидкости, в частности воды, при некотором давлении р графически в системе координат р, v некоторой точкой а, имеющей координаты р и Vo (рис. 1.11). Если теперь при постоянном давлении р сообщить ей теплоту, то, как показывает опыт, температура ее будет непрерывно повышаться до тех пор, пока она не достигнет температуры кипения Гн, соответствующей данному давлению р. Одновременно с этим, как правило, будет увеличиваться и удельный объем от vo до v (исключение имеет вода, при нагревании которой от О до 4°С удельный объем уменьшается до минимального, после чего непрерывно увеличивается вплоть до v ). Все параметры кипящей жидкости, кроме давления, будем обозначать одним штрихом. Как показывает опыт, при подводе теплоты к кипящей жидкости происходит постепенное превращение ее в пар. Этот процесс испарения происходит не только при постоянном давлении, но и при постоянной температуре до тех пор, пока последняя частица жидкости не превратится в пар удельного объема и", который называется сухим насыщенным паром (на графике в координатах р, v его состояние обозначено точкой с). Следовательно, сухил/ насыщенным паром называется пар, имеющий температуру насыщения при данном давлении и не содержащий жидкой фазы. Впредь все параметры сухого насыщенного пара будем обозначать двумя штрихами. Следует отметить, что вообще насыщенным паром называется пар, находящийся в термическом равновесии с жидкостью, из [c.31]

Хорошую связь керамического покрытия с металлом можно-получить, используя окисел на поверхности металла [2, 3]. Для-этого только необходимо, чтобы сам окисел был связан с металлом-достаточно прочно. Процесс такого соединения протекает в два-стадии 1) подготовительная, на которой осуш ествляется сближение соединяемых веществ на расстояния, требуемые для межатомного взаимодействия и 2) конечная, приводящая к образованию соединения, в которой главную роль играют процессы химического взаимодействия. Это взаимодействие требует определенной величины энергии для активации поверхности подложки, поскольку жидкая или пластичная частица покрытия не будет лимитировать процесс соединения. Энергия активации может сообщаться в виде тепла (термическая активация) или механической энергии упругопластической деформации подложки (при ударе частиц). Величина энергии активации будет зависеть от химического состава соединяемых окислов, энергии связи в окислах и типа электрон- ного взаимодействия. Материал покрытия и окисла на подложке необходимо подбирать в соответствии с диграммами состояния, которые описывают характер взаимодействия между соединяемыми материалами. [c.227]

Существенным недостатком термического метода является сложность получения пленок строго стехиометрического состава из сплавов и сложных химических соединений, а также низкая адгезия, сильно зависящая от состояния поверхности подложки и методов се очистки, от условий нанесения пленки и т. д. Из широко используемых в микроэлектронике химических соединений лишь относительно немногие испаряются без диссоциации (например, ЗЮг, SnO, В2О3 и др.). При испарении же таких соединний, как А" — в газовую фазу поступают частицы диссоциировавших молекул. На подложке они вновь могут объединяться в молекулы, но пленка получается обычно нестехиометрического состава. Большое число соединений, например А —В , и многие сплавы состоят из компонентов, обладающих резко различной летучестью, вследствие чего при испарении в газовую фазу поступают преимущественно более летучие компоненты. Это приводит, как правило, к сильному нарушению стехиометрии состава выращенных пленок. Для преодоления этой трудности пользуются специальными методами испарения, такими как испарение из двух источников, методом вспышки, при котором испаряются малые навески составляющих элементов напыляемой пленки, и др. Для получения пленок окислов применяется так называемое реактивное напыление, при котором в камере поддерживается относительно высокое давление кислорода (от 10 до 1 Па), обеспечивающее полное окисление пленок на поверхности подложки. [c.62]

К газотермическому напылению относят методы, при которых распыляемый материал нагревается до температуры плавления п образовавшийся двухфазный газопорошковый поток переносится на поверхность изделия. Это процессы плазменного напыления, электро-дуговой металлизации, газопламенного напыления (непрерывные методы) и детонационно-газовый метод нанесения покрытий (импульсный метод). Покрытия формируются из частиц размером в десятки микромиллиметров. Термическим методом покрытие можно наносить также в вакуумной технологической камере (термовакуумное напыление), при этом материал покрытия нагревают до состояния пара, и паровой поток конденсируется на поверхности изделия. При использовании этих методов покрытие образуется из атомов или молекул вещества, а в некоторых случаях (электронно-лучевое плазменное, с помощью плазменных испарителей) — из ноиов испаряемого материала. Следует отметить, что чем выше степень ионизации потока вещества, тем выше качество покрытий. [c.138]

Сплав АЛб отличается от сплава АЛ6 меньшим содержанием меди и наличием магния. Твердый раствор сплава АЛб является более легированным, чем у сплавов АЛ9 и АЛ4, а границы зерен твердого раствора в большей степени блокированы частицами вторых фаз. Поэтому сплав АЛБ обладает более высокой жаропрочностью, чем сплавы АЛ9 и АЛ4. Сплав АЛб применяется в термообработанном состоянии. Основную роль в упрочнении сплава играют фазы MgjSi, uAlj (в отсутствие фазы MgjSi в упрочнении участвует также фаза W). Детали из сплава АЛб подвергаются следующим режимам термической обработки [c.89]

Выпускаемый промышленностью графит — это разнообразные по структуре кристаллические частицы, скрепленные связующим. Технический графит получают прессованием и сильным нагревом твердых угле-родов типа нефтяного кокса, смешанного с каменноугольным пеком или какими-либо другими высокоуглеродными связующими (фенолформаль-дегидными смолами и др.). Графитизация проводится в электрических печах при температурах от 2800 до 3300 К. Исследования дифракции рентгеновских лучей показывают, что почти все происходящие на этой стадии изменения являются результатом повышения степени упорядоченности кристаллитов, присутствующих в обожженном состоянии, и что увеличения их размеров практически не происходит. В процессе графи-тизации обожженного и.зделия из нефтяного кокса удельное сопротивление материала уменьшается в 5 раз, теплопроводность повышается в 25 раз, коэффициент термического расширения уменьшается на 50%. [c.168]

Исследование фазовых превращений при более высоких температурах показало, что из аморфизованного каолинита образуются кристаллический муллит и кварц. Поэтому топочная зола экибастузского угля, прошедшая термическую обработку в ядре факела при высоких температурах, более чем на 90 % состоит из абразивных минералов — муллита и кварца. Следовательно, с увеличением температуры термической обработки золы содержание кристаллических фаз в ней и ее абразивность будут повышаться до тех пор, пока не закончатся фазовые превращения или не наступит оплавление частиц. Результаты специальных опытов, проведенных для золы экибастузского и куучекинского углей, подтверждают высказанное предположение. Лабораторная зола этих углей подвергалась термической об1работке во взвешенном состоянии при температуре 1100—1700°. Минимальное время пребывания золовых частиц в зоне высоких температур составляло 0,4 с, что было достаточно для их прогрева. После такой обработки определялась абразивность золы. Зависимость абразивности от температуры термической обработки показана на рисунке 5.6. [c.84]

Прежде всего не особенно высокие лучистые потоки мы будем иметь при режимах сравнительно медленной смены частиц (или их групп — пакетов ) около поверхности теплообмена (стенки). В этих условиях [Л. 223] обычный, подсчитываемый по разности температур стенки и ядра слоя коэффициент теплообмена по сути дела является коэффициентом теплопередачи из-за двух последовательно включенных между стенкой и ядром слоя термических сопротивлений — сопротивления пристеночной газовой прослойки и сопротивления самого пакета. Приближенно принимается, что лучистый обмен не сказывается на термическом сопротивлении пакета. Однако он уменьшает контактное сопротивление газовой прослойки, действуя параллельно с кондукцией и конвекцией. Очевидно, что при медленной смене пакетов, т. е. в условиях, когда не контактное сопротивление лимитирует общий теплообмен, сколь угодно высокое значение коэффициента теплообмена излучением не в состоянии существенно увеличить суммарный коэффициент теплопередачи. Это значит, что при медленной смене частиц у стенки температура их успевает настолько приблизиться к температуре стенки, что и лучистый, и кон-дуктивно-конвективный потоки чрезвычайно ослабевают, а эффективное а, подсчитанное по разности температур стенки и ядра слоя, становится во много раз меньше истинного, отнесенного к неизвестной действительной разности температур стенки и ближайшего к ней ряда частиц. [c.98]

Согласно литературным данным намывные Н — ОН-ионитные фильтры, работающие с высотами фильтрующего слоя от 3 до 15 мм и скоростями фильтрования воды 10—12 м/ч, обеспечивают такой же эффект обессоливания и обескремнивания воды, как обычные насыпные Н — ОН-ионитные фильтры продукты коррозии удаляются намывными ионитными фильтрами более эффективно, чем обычными фильтрами со смешанным слоем. Благодаря тому, что степень использования полной обменной емкости у ионитов, находящихся в тонкодисперсном состоянии, больше, чем у ионитов со стандартными размерами частиц, при однократном использовании порошкообразных ионитов вопрос о снижении обменной емкости в результате загрязнения ионитов продуктами коррозии и действия повышенных температур теряет свою актуальность. Обогащение воды продуктами термического разложения ионитов предотвращается подбором соответствующих марок товарных ионитов. Для американских смол марки Powdex , поставляемых фирмами-изготовителями в отрегенерированном состоянии при нужных соотношениях Н- и ОН-ионитов, допустимой считается температура 150° С. [c.261]

Пылевидные и зернистые материалы, которые в больших количествах используются в иромышленности в натуральном виде (песок, землистые Оурые угли, руды и др.) или после измельчення (угли, строительные материалы и т. д.), как правило, представляют собой полидисиерсные системы, в которых размеры отдельных частиц могут различаться в десятки и сотни раз. Эти материалы во многих случаях подвергаются термической обработке (нагреву, сушке, обжигу, прокаливанию) или сжигаются в пылевидном и зернистом состоянии (энергетические угли, обогатительный обжиг руд цветных металлов и др.), для чего успешно применяются различные устройства, работающие по принципу кипящего слоя или взвешенного состояния . [c.120]

Область применения рентгеновского мето-д а. Как было указано в главе 23, в настояш,ее время нет об-uiero мнения относительно стадии, на которой должны быть применены рентгеновские методы при построении диаграмм состояния. Всегда желательно, чтобы рентгенограммы были сняты с каждой фазы системы и с достаточного числа промежуточных сплавов, чтобы убедиться, что не пропуш ены какие-либо другие фазы. При нахождении положения кривых растворимости в твердом состоянии рентгеновский метод ценен особенно в тех случаях, когда область твердого раствора уменьшается с понижением температуры и очень мелкие выделившиеся частицы могут быть не замечены при исследовании сплавов под микроскопом. В литературе есть немало примеров, когда в результате применения рентгеновских методов определения периода решетки удавалось установить, что область твердого раствора при низких температурах оказывается более ограниченной, чем показало предварительное исследование микроструктуры. В некоторых случаях метод микроисследования приводил к ошибке скорее вследствие применения неправильного режима при отжиге, чем из-за недостатка метода микроанализа однако несомненно, что рентгеновский метод определения периода решетки, примененный со всеми предосторожностями, оказывается, обычно лучшим методом дл)я исследования при пониженных температурах. В об1ласти более высоких температур лучше сначала провести предварительные исследования системы методами термического и микроанализа, использовать их возможно полнее для построения диаграммы, а затем применить рентгеновский метод для решения вопросов, для которых классические методы оказываются непригодными. Микроскопическое исследование разрешает установить много факторов, как ликвацию в слитке или распад при закалке, а подобные данные экономят много времени при последующем рентгеновском исследовании. [c.256]

Термическая обработка карбидов, богатых Сг, служит главным образом для того, чтобы перевести частицы МгзС в твердый раствор и вызвать их повторное выделение в более дисперсном состоянии. Типичный температурный интервал такой обработки — 1149—1204 °С некоторые крупные зернограничные карбидные выделения при этих температурах переходят в твердый раствор, так что структура отливки до некоторой степени гомогенизируется. Старение в интервале 760—982 °С заключается в повторном выделении М23С6 в виде частиц, которые теперь мельче и более равномерно распределяются в структуре сплава (см. рис. 5.10,а). Обычно при самой низкой температуре старения образуются наиболее тонкие выделения это дает наибольший прирост прочности, но пластичность понижается. Чтобы обеспечить удовлетворительный уровень длительной прочности и пластичности при высоких температурах, эти карбидные выделения не должны быть слишком тонкими. На эвтектические островки такие температуры старения обычно не влияют, и они сохраняются вплоть до начала плавления, т.е. до 1330°С. [c.198]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...