Главная -> Словарь

Механической деструкции

родеформаций кристаллической решетки сплава. Также видно, что это повышение начинается вслед за существенным снижением накопленных микродеформаций кристаллической решетки до уровня, примерно равного приобретенному на первых циклах нагружения в области циклической ползучести . Снижение уровня накопленных микродеформаций кристаллической решетки, очевидно, связано с выделением части запасенной упругой энергии искажений кристаллов металла при аннигиляции взаимодействующих дислокаций или их перестройке в конфигурации с низкой энергией . При локальной перестройке дислокаций за счет их переползания путем поперечного скольжения высвобождается значительная энергия. Это может произойти только при достаточной механической активации металла на предыдущем упрочняющем цикле. Такой процесс может быть сравнен с процессом рекристаллизации, когда за счет термической активации пластически деформированного металла путем нагрева выше некоторой критической температуры образуются новые, относительно свободные от дислокаций зерна. Таким образом, в процессе усталости проявляется не только повреждающий эффект, связанный с накоплением микродеформаций кристаллической решетки и упрочнением металла, но и обратный разупрочняющий эффект, сопровождающийся выделением накопленной упругой энергии и переходом системы в термодинамически более устойчивое состояние.

сильных деформаций. Эффективность процесса измельчения и изменения свойств материалов в результате механической обработки, именуемого, в настоящее время механической активацией, определяется природой химических связей и динамическими характеристиками из-мельчительного устройства. В связи с этим, значение теоретических и экспериментальных исследований явления механической активации чрезвычайно велико как для рационального конструирования измельчительных устройств, так и для разработки эффективных технологий механической активации веществ, применяемых в органическом и неорганическом синтезе, процессах переработки минерального сырья, материаловедении и др. Актуальность проблемы в значительной степени возрастает, имея в виду увеличение мощности современных измельчительных машин и рост скоростей движения их ударных элементов. К настоящему времени интенсивность ударного воздействия в современных измельчительных устройствах достигла значений, позволяющих эффективно вмешиваться в структуру кристаллов, что дает возможность менять свойства материалов в широком диапазоне . С другой стороны, изучение физических явлений, возникающих в результате удара, дает уникальные возможности выяснения: природы устойчивости кристаллической решетки по отношению к интенсивным механическим воздействиям, механизма генерации структурных несовершенств, установления роли химической связи и геометрии решетки в этих процессах.

Цель работы. Исследование явления механической активации, включающее процесс первичного, хрупкого разрушения и последующие изменения состояний кристаллических материалов на атомном, микро - и макроуровнях. Для достижения поставленной цели необходимо было решить

- изучить влияние механической активации веществ на их растворимость и реакционную способность и, на основе результатов исследований, решить задачу получения практически полезных продуктов на примере элементной серы.

Решение поставленных задач в научном плане обеспечивается комплексным теоретическим и экспериментальным изучением влияния механического удара на геометрические размеры, структурные и термодинамические характеристики дисперсных веществ. В том числе исследованием механизма возбуждения колебаний атомов механическим ударом, приводящего к образованию дефектов; рассмотрением процессов измельчения и распространения трещин в хрупких материалах; изучением явления фрак-тоэмиссии на стадии измельчения и механизма передачи энергии механического удара кристаллической решетке по завершении стадии измельчения. Практическое применение экспериментальных данных по механической активации веществ в дезинтеграторе осуществляется использованием механически активированной серы в реакциях синтеза серосодержащих продуктов.

Совокупность полученных результатов определяет следующее научное направление: исследование явления разрушения и механической активации твердых веществ, обработанных в дезинтеграторе; разработка основ анализа структурных и термических характеристик, изменяющихся при интенсивной

В третьей главе рассмотрены вопросы, касающиеся описания процесса удара с точки зрения классической механики, описаны типичные черты удара. Указывается, что процесс удара может быть описан как с точки зрения «волнового» подхода, предложенного Сен-Венаном, так и «локального», предложенного Герцем, а все современные подходы являются либо развитием этих подходов, либо их комбинацией. Подчеркивается, что применимость к процессам измельчения и механической активации «локального» подхода ограничивается скоростями соударений порядка 1-5 м/с, а использование «волнового» подхода к описанию последствий удара в частицах малых размеров затруднительно. Рассмотрены процесс измельчения и механической активации, различные механизмы возникновения напряжений при механическом воздействии на частицы твердого тела, особенности ударных воздействий и характер искажений структуры при обработке веществ в современных измельчительных устройствах различного типа. Анализ современных работ показал, что особенности механической активации веществ в таких энергонапряженных измельчительных устройствах,

Известно , что в процессе интенсивной механической обработки наступает момент, когда разрушение прекращается, а изменения внутренних характеристик может продолжаться. При этом механическая энергия ударного воздействия расходуется, наряду с нагревом и фрактоэмиссией, и на образование в твердом веществе дефектов. Именно создание условий, благоприятствующих аккумуляции энергии в виде структурных нарушений, определяет эффективность механической активации. Ниже приводится механизм передачи энергии при обработке твердого вещества в дезинтеграторе и устанавливается связь скорости соударений с атомными и геометрическими параметрами исследуемого вещества.

Из вышеприведенных соотношений вытекает также пороговый характер явления механической активации. При малых скоростях соударений вероятности возбуждения малы и, соответственно, изменений состояния твердого тела не происходит. Формула и зависимости W от скорости соударений для трех рассмотренных веществ на рис.26 подтверждают многочисленные экспериментальные данные о пороговости явления механической активации. Таким образом, предложенный подход подтвер-

ждает экспериментальные данные о пороговом характере явления механической активации, дает механизм явления ударной механической активации твердых веществ, позволяет прогнозировать режимы эффективного механического воздействия для неорганических веществ.

Результаты для ионных кристаллов. Для всех измеренных отражений ионных кристаллов обнаружены существенные изменения дифракционных пиков в процессах механической обработки и отжига. Причем для отражений , и начала дифракционного спектра зависимость ширины линий от продолжительности механической обработки имеет один максимум. А для отражений , , , и др. эта зависимость имеет два максимума. Иллюстрацией полученных результатов служат приведенные на рис.За зависимости ширины линий и для хлорида натрия от продолжительности механической активации. На рисунке отчетливо видна функция с двумя максимумами для образцов 1 и 3 для отражения и с одним максимумом для отражения . Подобные нелинейные зависимости были обнаружены и для всех отражений кристаллов NaCl и КС1.

Жидкости, подвергаемые большим механическим воздействиям, в той или иной мере теряют свои первоначальные свойства. Вязкость минеральных жидкостей при длительном действии высоких давлений, и особенно дросселирования с большим перепадом давлений, значительно понижается. Одновременно может ухудшаться смазывающая способность жидкости. Это происходит в результате механической деструкции молекул жидкости: крупные молекулы жидкости, особенно вязкостных присадок, при длительном механическом воздействии разрушаются на более мелкие части.

Полимерные модификаторы вязкости эффективны в маслах, эксплуатируемых при умеренных нагрузках, в отсутствии высокой деформации сдвига. При высокой нагрузке и высокой скорости сдвига длинные молекулы загустителей могут разрываться на мелкие фрагменты, вследствии чего эффективность загустителя при эксплуатации постепенно уменьшается. Именно поэтому новые масла с высоким индексом вязкости, стабильным в течении продолжительной работы в тяжелых условиях, получают не только добавлением полимерных присадок, но и путем модификации молекул базового масла, например гидрокрекингом. Более однородные по длине и линейной конфигурации молекулы масла имеют одновременно более высокий индекс вязкости и являются более устойчивыми к механической деструкции. Такие масла отличаются постоянной вязкостью в течении длительных интервалов экплуатации при высокой температуре и высокой деформации сдвига . Часто их называют маслами со стабильными свойствами при эксплуатации .

телями, что обеспечивает моделирование условий работы масла в двигателе без подачи и сгорания топлива в цилиндре. По лакообразованию на боковой поверхности поршня после испытания судят о моющих свойствах испытанного масла, сравнивая с цветной эталонной шкалой в баллах . Анализ оставшегося в картере масла позволяет оценить его окисляемость в объеме. Установка ПЗВ может также служить для оценки механической деструкции полимерных присадок в моторных загущенных маслах. !

Различие в конструкции двигателей внутреннего сгорания также может оказать влияние на интенсивность механической деструкции полимерных присадок в моторных маслах и требования к механической стабильности последних .

За последнее десятилетие за рубежом были достигнуты большие успехи в разработке новых противозадирных присадок на основе соединений серы и фосфора и стойких к механической деструкции высокополимерных соединений, что позволило разработать новый тип трансмиссионных масел, требования к которым изложены в спецификации MIL-L-2105C , принятой в 1976 г, . В соответствии с этой спецификацией впервые были допущены к применению в гипоидных передачах загущенные масла. Общие требования к маслу в спецификации практически не изменились, если не считать заметного ужесточения требовании к низкотемпературным свойствам масел.

Молекулярная масса вязкостных присадок, применяемых для получения загущенных масел, колеблется от 5050—10000 до 100000—200000 и более. С увеличением молекулярной массы загущающая способность вязкостных присадок возрастает; одновременно ухудшается их механическая стабильность, т. е. способность препятствовать механической деструкции. В связи с этим при выборе вязкостных присадок для того или иного смазочного масла следует учитывать специфику условий его работы, преобладающего влияния температуры, величины градиента скорости сдвига или других факторов на работоспособность данного масла.

При изучении механической стабильности растворов вязкостных присадок Lubrizol в масле на приборе УЗДН-1 было установлено , что наименьшей механической деструкции подвергается полиизобутилен , а также присадка, представляющая собой сополимер на основе стирола .

Как видно из приведенных в табл. 68 и иа рис. 4—6 результатов, ни одна из исследованных присадок не превосходит однозначно другие. Вместе с тем в условиях эксплуатации свойства моторных масел с полимерными присадками на .основе полиметак-рилата имеют особенно важное значение, так как они