Теорія дислокацій
Дислокапнн відіграють важливу роль структурі та властивості (насамперед у міцності) ДКМ. Тому нагадаємо, що така дислокація і як відбувається пластична деформація твердих тіл при ковзанні.
Під дислокацією розуміють особливий вид лінійних недосконалостей кристалічних ґрат, що порушують правильне чергування атомних площин.
Схема деформації ковзанням крайової дислокації.
Існують крайові та гвинтові дислокації. Поняття про дислокації було запроваджено у 40-ті роки. XX ст. Я. І. Френкелем та Дж. Тейлором. За схемою, даною вченими (рис. 4. IV такий зрушення в реальних умовах здійснюється не одночасним переміщенням однієї частини кристала щодо іншої (що вимагає сколюючих напруг, на кілька порядків перевищують реально спостерігаються), а послідовним, як би естафетним, переміщенням атомних площин в кристал.
Як видно з схеми, переміщення крайової дислокації через весь кристал приводить до зсуву частини кристала на одну міжатомну відстань Вектор Бюргерса в цьому випадку служить мірою величини елементарного сдвигу- га. Пластична деформація в реальних умовах, що призводить до значних зсувів, є результат послідовного переміщення великого числа дислокації.
Пояснення: вісь крайової дислокації проходить через край липої напів-площини. Вектор Бюргерс перпендикулярний осі крайової дислокації.
Дислокації будучи протяжними дефектами кристала, охоплюють своїм пружним полем спотвореної решітки набагато більше вузлів, ніж атомні дефекти Ширина ядра дислокації становить всього кілька періодів решітки, а довжина його досягає багатьох тисяч періодів. Найважливішим властивістю дислокацій є їх легка подвиззостъ і активне взаємо- діяміж собою і з будь-якими іншими дефектами решітки Не розглядаючи механізм руху дислокації, необхідно сказати, що для того, щоб викликати рух дислокації, достатньо створити в кристалі невелику напругу зсуву порядку ОД кг мм *. Вже під впливом такого напруження дислокація буде перемішатися в кристалі, поки не зустріне будь-якої перешкоди, якою може бути гранила зерна, інша дислокація. атом впровадження і т. д. При зустрічі з перешкодою дислокація викривляється. огинає перешкоду, утворюючи розширювальну дислокаційну петлю, яка потім відшнуровується і утворює окрему дислокаційну петлю, причому в області відокремленої петлі, що розширюється, залишається відрізок лінійної дислокації (між двома перешкодами), який під впливом достатньої зовнішньої напруги знову буде згинатися, і весь процес повториться знову. Таким чином, видно, що при взаємодіючих дислокації з перешкодами відбувається зростання числа дислокацій.
У недеформованих металевих кристалах через майданчик у 1 см 2 проходить 10 6 -10 8 дислокації, при пластичній деформації пліт-дислокацій зростає в тисячі, а іноді і в мільйони разів.
29 Композиційні матеріали у техніці
Композиційні матеріали (КМ) широко використовуються у техніці. Вони застосовуються в авіації, космічній техніці, автомобілебудуванні, гірничій промисловості, цивільному будівництві.
Застосування композиційних матеріалів дозволяє збільшувати потужність двигунів, енергетичних та транспортних установок, зменшувати масу машин та приладів.
Композиційні матеріали з неметалевою матрицею, а саме полімерні карбоволокніти, використовують у судно- та автомобілебудуванні (кузова гоночних машин,шасі, гребні гвинти); їх виготовляють підшипники, панелі опалення, спортивний інвентар, частини ЕОМ. Високомодульні карбоволокнити застосовують для виготовлення деталей авіаційної техніки, апаратури для хімічної промисловості, в рентгенівському обладнанні.
Карбоволокніти з вуглецевою матрицею замінюють різні типи графіту. Вони застосовуються для теплового захисту, дисків авіаційних гальм, хімічно стійкої апаратури.
Вироби з бороволокнітів застосовують в авіаційній та космічній техніці (профілі, панелі, ротори та лопатки компресорів, лопаті гвинтів та трансмісійні вали вертольотів).
Органоволокніти застосовують як ізоляційний і конструкційний матеріал в електрорадіопромисловості, авіаційній техніці, автобудуванні; з них виготовляють труби, ємності для реактивів, покриття корпусів суден
Композиційні матеріали мають унікальні властивості теплоізоляції (тепло- та звукоізоляція салонів, кабін, вузлів та агрегатів автомобілів, виробничих та побутових приміщень).
Відпрацьовано технологію виготовлення деталей із фрикційного самозмащувального композиційного матеріалу, накладок фрикційних гасників коливань ресорного підвішування.
У техніці знайшли широке застосування дисперсно-зміцнених композиційних матеріалів (ДКМ).
Матеріали цього типу ставляться до класу порошкових, у яких мат-рица з металу чи сплаву зміцнюється штучно введеними мелкодисперсными частками розміром менше 0,1 мкм у кількості 0,1 – 15%. У якості зміцнюючої фази використовують дисперсні частинки оксидів, карбідів, нітридів та інших тугоплавких сполук.
Суміші порошків одержують механічним або хімічним змішуванням, поверхневим або внутрішнім окисленням, розкладанням суміші солей, водневимвідновленням або хімічним осадженням із розчинів.
Після формування та спікання проводять гарячу пластичну деформацію з метою отримання щільного, безпористого напівфабрикату (стрічок, смуг, профілів).