Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Интересное:
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Дисциплины:
2021-10-05 | 31 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Хрупкое разрушение означает полный разрыв межатомных связей под действием нормального напряжения.
. (4.17)
Однако, из-за наличия поверхностных и объемных дефектов эта величина значительно ниже. Особенно опасны ПАВ (поверхностно-активные вещества), которые адсорбируются на царапинах, трещинах и проникают внутрь твердого тела.
Поверхностные дефекты и трещины (трещины Грифитса) служат концентраторами локальных напряжений, которые в конечном счете приводят к разрушению твердого тела. Локальные напряжения могут на несколько порядков превышать среднее приложенное к кристаллу напряжение. Роль поверхностных дефектов в процессе разрушения кристаллов продемонстрировал А.Ф. Иоффе при наблюдении разрыва кристалла NaCl на воздухе и в воде, растворявшей поверхность вместе с дефектами.
Модуль Юнга для NaCl имеет величину Е = = 3,6×109 Па. На воздухе разрыв стержня происходил при s = 4,9×106 Па, а в воде после удаления поверхностных дефектов напряжение разрыва составляло величину s = 1,6×109 Па – близкую к теоретической.
Анизотропия кристаллов предполагает анизотропию их разрушения. Очевидно, что плоскости наиболее плотной упаковки будут плоскостями скола (плоскостями спайности) кристаллов. Известно расщепление слюды по плоскостям {001}, каменной соли NaCl по плоскостям {100}, алмаза и кремния по плоскостям {111}.
Полупроводники А3В5 имеют решетку цинковой обманки ZnS, сходную по строению с решеткой алмаза, но состоящую из слабозаряженных атомов разных знаков. Плоскости {111} не являются плоскостями спайности, так как сколу препятствует кулоновское взаимодействие разноименных атомов в соседних плоскостях. Скалывание происходит по плоскостям {110}, содержащим равное количество атомов обоих типов, что используется при изготовлении резонаторов полупроводниковых лазеров.
|
Твердость – это сопротивление материала царапанью или пластическому вдавливанию индентора, служит для оценки прочности и разрушаемости материала.
Для качественной оценки твердости кристаллов и минералов существует минералогическая шкала Мооса, имеющая 10 градаций (табл. 4.2).
Таблица 4.2
10 | 9 | 8 | 7 | 6 |
Алмаз BN | Al2O3 Корунд Сапфир SiC | Топаз | LiF Кварц | KAlSi3O8 Ортоклаз Сталь |
5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
Апатит Ca5(PO4)3 (F,Cl) | CuF2 NaCl | KCl | Гипс | Тальк |
Самые твердые кристаллы (алмаз) имеют твердость 10, самый мягкий кристалл тальк имеет твердость 1. Практически твердость неизвестного минерала определяется путем его царапания кристаллом с известной величиной твнрдости. Шкалой твердости по Моосу широко пользуются геологи.
Существуют приборные методы определения твердости, которые используются для сравнения прочностных характеристик различных материалов. В промышленности применяют методы Бриннеля и Рокуэлла для относительной оценки твердости металлов.
В стандартном методе Бриннеля стальной шарик диаметром 10 мм вдавливается с постоянной нагрузкой 3000 кгс в течение10 с и затем измеряется диаметр отпечатка в миллиметрах. Запись результатов имеет вид: НВ 10/3000/3, если диаметр отпечатка равен 3 мм.
В методе Рокуэлла используется твердосплавный наконечник специальной формы, который вдавливается при постоянной нагрузке: НРА – 50 кгс, НРВ – 90 кгс, НРС – 140 кгс. Измеряется глубина вдавливания наконечника.
Для научных и производственных целей используется метод измерения микротвердости Виккерса. Определяется длина диагонали отпечатка алмазной пирамиды при постоянном нагружении. Микротвердость измеряется в кг/мм2. Обозначение результатов измерений: HV 10/30–500, что означает – нагрузку 10кгс, время вдавливания 30 с., твердость 500 кг/мм2.
Этим методом можно исследовать не только металлы, но и полупроводники и диэлектрики. До 400 кгс/мм2 результаты измерений твердости по Виккерсу и Бриннелю совпадают.
|
Краткие выводы
1. Механические свойства твердых тел определяются силами межатомных взаимодействий.
2. Диаграмма деформации отражает три области деформации: упругую деформацию, пластическую деформацию, разрушение.
3. В области упругих деформаций выполняется закон Гука – пропорциональность смещения величине внешней силы (e < 1 %). Характеристики: модуль Юнга, модуль сдвига, коэффициент Пуассона.
4. Пластическая деформация осуществляется скольжением части кристалла в плоскости скольжения и в направлении скольжения двойникованием или скольжением дислокаций.
5. Дефекты кристалла (дислокации, точечные дефекты) могут как увеличивать, так и уменьшать пластичность.
6. Разрушение означает разрыв межатомных связей. Дефекты поверхности и ПАВ сильно влияют на прочность твердых тел.
|
|
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!