нальна корню квадратному из размера зерна d, т. е. в этом случае в формуле Гриффитса

ic~d.

Итак, приходим к общей закономерности, имеющей всестороннее подтверждение в экспериментах и в практике: прочность реального гетерогенного материала, как правило, тем выше, чем более тонкодисперсной является его структура, чем меньше вероятность присутствия крупных неоднородностей. Принципы создания высокодисперсных структур, включая современные нанотехнологии, и лежат в основе всех практических путей повышения прочности самых разнообразных материалов: керамики, строительных материалов, инструментальных материалов, конструкционных металлов и сплавов; известные методы легирования, дисперсионного твердения, закалки, наклепа неизменно преследуют цель измельчения структуры. Прекрасный пример высокопрочного тонкодисперсного композиционного материала — костная ткань животных (см. VIII.7).

Следует подчеркнуть, что адсорбционно-активная среда сама по себе не создает дефектов в теле, она лишь облегчает их развитие. Поэтому идеальные нитевидные монокристаллы, лишенные дефектов, могут оказаться нечувствительными к влиянию среды.

Другая особенность влияния реальной структуры твердого тела на интенсивность адсорбционного действия среды связана с тем, что дефекты структуры обладают избыточной свободной энергией, проявляющейся, например, в виде энергии границ зерен поликристалла (см. 1.2). Наличие такого связанного с дефектами структуры запаса энергии в деформируемом твердом теле приводит к тому, что в присутствии адсорбционно-активной среды трещинам разрушения оказывается термодинамически более выгодным развиваться вдоль подобных дефектов. Если в обычных условиях поликристаллический материал может разрушаться по телу зерен, то в присутствии активных расплавов происходит преимущественное распространение трещин по границам зерен. В качестве предельного случая такого облегченного распространения трещин по границам зерен может рассматриваться выполнение условия Гиббса — Смита (см. 1.4) — условия термодинамической выгодности образования жидкой прослойки вдоль границы зерна.

Если условие Гиббса — Смита соблюдается для значительной части границ зерен, то жидкая фаза самопроизвольно, в отсутствие внешних механических воздействий распространяется (внедряется в виде фазовых прослоек) по системе границ зерен. Подобные явления наблюдались, например, на системах поликристаллический цинк — жидкий галлий, хлорид натрия (и другие щелочные галогениды) — растворы солей. Это внедрение жидких прослоек, происходящее иногда со значительными скоростями (~ 1 см в сутки), приводит к формированию своеобразной дисперсной системы, в которой зерна отделены тонкими (обычно десятки нанометров) прослойками дисперсионной среды.

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию