Какие материалы называют хрупкими: Упругость, пластичность и хрупкость

Содержание

Различие между хрупкими и вязкими материалами

Главная
Наука
Различие между хрупкими и вязкими материалами

Елена Голец30 Май 2016 6209

В материаловедении существует различие между хрупкими и вязкими материалами. Из ответа одного нерадивого студента:

первые разрушаются хрупко, а вторые — вязко.

Хрупкие материалы

В быту мы часто сталкиваемся с хрупкими материалами. Достаточно небольшого удара мастерком, чтобы кирпич раскололся. Достаточно задеть стоящую на краю стола хрустальную вазу — и последствия могут быть плачевными. Достаточно футбольному мячу встретиться с соседским окном — и стекольщик обеспечен работой. Все это следствия хрупкости материалов.

Вязкие материалы

Для вязких материалов такие действия совершенно безопасны. Разрушение вязких материалов обычно связано с их пластической деформацией, а хрупкие разрушаются практически без нее.

Но это все внешне. Чтобы разобраться немного глубже, приведем пример.

Энергия разрушения хрупких и вязких материалов

Есть два одинаковых образца из различных материалов, один с из керамики, другой — из алюминия. Известно, что прочность этих материалов одинакова. Одинаковую ли работу надо совершить, чтобы разрушить образцы? Очевидно — разную. Силу надо приложить одинаковую.

Но поскольку при разрушении керамики деформация материала очень мала, то мало перемещение, на котором действует сила, а значит, мала работа, поскольку она рассчитывается как произведение силы на перемещение. Алюминий же, прежде чем разрушиться, вытягивается, сильно увеличивая свою длину, поэтому разрушающая сила действует на гораздо большем пути, чем в предыдущем случае, и работа оказывается во много раз больше.

Более глубокое различие между вязкими и хрупкими материалами состоит в величине энергии, затрачиваемой на их

разрушение. Для вязких она больше, чем для хрупких.

Когда требуется, чтобы конструкция работала надежно, нужно ее изготавливать из прочного материала. Это утверждение настолько естественно, что сомневаться в его истинности кажется неразумным.

Реальные материалы всегда содержат различные дефекты — скопления дислокаций, поры, микро- и макротрещины. Если образец деформируется, в нем накапливается упругая энергия. Материал всегда стремится избавиться от лишней энергии. Как он может это сделать? Очень просто — разрушиться. Тогда он не будет подвержен действию напряжений, а следовательно, перейдет в состояние с меньшим запасом энергии.

В этом случае, его общая энергия будет больше, чем в исходном (ненагруженном) состоянии, поскольку, разделившись на две части, он приобретает две новые поверхности, по которым шло разрушение. Атомы на этих поверхностях обладают избыточной энергией, называемой

поверхностной. Но даже с учетом ее, суммарная энергия разрушенного образца меньше, чем нагруженного перед разрушением.

Различие между хрупкими и вязкими материалами в разном сопротивлении трещинообразованию

Материал может разрушиться только в результате распространения имеющихся в нем трещин. В процессе роста каждой трещины аккумулированная вокруг нее энергия высвобождается. По закону сохранения энергии она должна преобразоваться в другую энергию. В какую?

На этот вопрос А.Гриффитс дал четкий ответ: в хрупких материалах — в энергию вновь образуемых поверхностей трещины. Так он применил закон сохранения энергии к процессу разрушения. Если упругая энергия деформации хрупкого материала превысит величину энергии, необходимой для образования двух новых поверхностей, трещина начнет самопроизвольно расти, и материал разрушится.

Количество энергии, требуемое для разрушения, отнесенное к площади поперечного сечения, определяет вязкость разрушения, или трещиностойкость. Следовательно:

различие между хрупкими и вязкими материалами — в разном сопротивлении распространению магистральных трещин.

В хрупком — трещинам вольготно, для их продвижения требуется немного энергии, а в вязком магистральные трещины вязнут, в нем им трудно продвигаться, потому что основная доля энергии расходуется на пластическую деформацию. А на образование новых поверхностей, связанных с распространением трещины, ее не хватает.

Пластическая деформация служит своеобразным клапаном, выпускающим опасный избыток упругой энергии. А в хрупких материалах такого клапана нет. Однако учитывать возможность развития трещин в пластичных материалах тоже нужно, поскольку выпускной клапан имеет ограниченную пропускную способность, и, начиная с какого-то момента, он не успевает справляться со своими функциями.

Тогда трещины начинают катастрофически расти и в вязком материале. Но главную опасность они представляют для хрупкого материала. Как бороться с ними? На первый взгляд, шансы на успешное решение задачи невелики. Природу материала не переделаешь. Если он хрупкий — так хрупкий.

Но не будем ограничиваться только первым взглядом. Как говорится, лучшее лекарство от любви с первого взгляда — посмотреть еще раз. Давайте посмотрим чуть глубже. Если природа не предусмотрела в хрупких материалах препятствий для трещин, значит, создать их должны мы. Как? Здесь самое время обратиться к композитам.

Композит из хрупких материалов

Если композит состоит из двух хрупких материалов, то пластичным он не станет. А вот стать вязким может вполне. Это означает, что пластическая деформация в нем не появится, но затормозить распространение магистральных трещин в нем можно другим путем.

Трещины в хрупких материалах

Прежде чем указать этот путь — несколько слов о повадках

трещин в хрупких материалах. Чтобы побеждать врага, его нужно хорошо знать. Изучение поведения трещин под действием растягивающей нагрузки позволило выявить интересную особенность. Напряжения, действующие в поперечном разрезе трещины, стремятся раскрыть трещину, за счет чего она растет. Наибольшую величину эти напряжения имеют непосредственно в самом кончике трещины, и быстро уменьшаются по мере удаления от нее.

Кроме напряжений в окрестности кончика трещины возникают растягивающие напряжения, направленные горизонтально. В самом кончике трещины они практически отсутствуют, но зато чуть впереди, в еще не разрушенном материале, становятся весьма ощутимыми — их величина достигает 20 % от действующих напряжений.

Это рассчитали английские ученые Дж. Гордон и Дж. Кук. Особенность распределения напряжения вокруг трещины и удается использовать для борьбы с ней в композитах.

Отличие композитов от обычных материалов

Одно из основных отличий композитов от обычных материалов заключается в том, что они содержат большое число внутренних поверхностей раздела. В армированных композитах — это границы раздела между волокнами и матрицей, в слоистых — границы раздела между слоями. Прочность границ можно регулировать, это во власти технологов.

Рассмотрим, что произойдет, если трещина с поверхности начнет распространяться внутрь композита. Для примера возьмем стеклопластик — эпоксидную смолу, армированную стеклянными волокнами. И смола, и стекло сами по себе материалы хрупкие. А стеклопластик — вязкий, то есть обладает высокой трещиностойкостью. Потому что, когда трещина, зародившаяся в смоле начинает расти, она обязательно наткнется на границу раздела.

Если прочность сцепления смолы со стеклом меньше величины напряжений, то произойдет частичное расслоение композита. На образование расслоения тратится энергия, а значит, она отбирается от основной магистральной трещины. Когда к границе подойдет точка, в которой действуют самые опасные напряжения, трещина попадет в капкан — в расслоение.

Соединение этих трещин равносильно округлению магистральной трещины. А это значит, что концентрация напряжений вблизи вершины трещины уменьшится. Величина напряжений около вершины трещины во много раз больше величины внешнего растягивающего напряжения. Вокруг вершины трещины напряжения концентрируются, и эта концентрация тем больше, чем больше отношение длины трещины к радиусу ее вершины, то есть чем острее трещина.

Концентрация напряжений является тем механизмом, который позволяет реализовать стремление трещины увеличивать свои размеры в соответствии с энергетическим критерием Гриффитса. Она как колеса тележки, стоящей на вершине горы. Стремление съехать вниз у тележки есть, но его можно осуществить только при наличии колес. Без колес тележка не поедет, а трещина не будет расти без концентрации напряжений у ее вершины.

Резкое затупление вершины приводит к снижению концентрации напряжений и выключению основного механизма продвижения трещины, а следовательно, к ее остановке. Чтобы продвинуть трещину дальше, нужно увеличить напряжение. При этом опять на пути магистральной трещины окажутся препятствия в виде поверхностей раздела, отбирающие у нее энергию на образование менее опасных продольных расслоений.

И вместо одной поперечной трещины, которая легко разрушила бы материал, образуется множество мелких продольных трещин, которые, конечно, не очень украшают материал, но позволяют ему достаточно долго сохранять работоспособность. Для придания вязкости композиту, состоящему из двух хрупких компонентов, нужна вполне определенная (оптимальная) величина прочности связи между матрицей и волокнами.

Если она будет больше оптимальной, трещина не обратит внимания на границу раздела и пройдет дальше, разрушив все волокна, матрицу и материал в целом. Если связь будет слишком слабая, расслоения могут оказаться очень большими и привести к сильному разупрочнению композита в целом.

А когда связь между компонентами оптимальна, композит из хрупких составляющих окажется вязким, поскольку для своего разрушения будет требовать больших расходов энергии. Так в композитах реализуется формула хрупкость + хрупкость = вязкость. Получается, что нужно сделать материал менее прочным (ослабить границы раздела), чтобы выиграть в вязкости, а тем самым — в надежности. Как говаривал один из героев Феликса Кривина:

…все ищут, где лучше, а когда все ищут, где лучше, становится хуже всего. Чтобы найти, где лучше, надо искать, где хуже.

В композитах хуже всего на границах раздела — обычно здесь самые слабые места. Оказывается, эти слабости являются необходимым условием силы.

Отбирать у трещин энергию в композитах можно и по-другому. Представьте себе хрупкую матрицу, армированную хрупкими короткими упрочняющими волокнами.

Например, керамику, упрочненную керамическими усами. Повышать вязкость такого материала можно, вытягивая волокна из матрицы. Затраты энергии на вытягивание при оптимальных прочности сцепления и длине волокон могут значительно превосходить работу разрушения каждого компонента в отдельности.

Способы повышения вязкости материалов

В хорошо сконструированном композите энергия должна расходоваться и на вытягивание волокон, и на расслоение. Здесь трещина продвигается перпендикулярно к волокнам. Вблизи ее вершины разрушаются границы раздела и появляются малые сдвиги волокон относительно матрицы, а в области самой трещины происходит интенсивное вытягивание волокон из матрицы, сопровождаемое потерями энергии на трение.

Такой композит будет вязким, даже если волокна и матрица хрупкие. Существуют и более простые способы повышения вязкости материалов, например, армирование хрупких матриц вязкими волокнами или создание слоистых систем, состоящих из чередующихся высокопрочных хрупких и менее прочных вязких прослоек.

Например, бериллий очень привлекает ученых и инженеров уникальным сочетанием низкой плотности (1800 кг/м³) и высокого модуля упругости (290 ГН/м²), но его использование в качестве конструкционного материала затруднено из-за очень большой хрупкости. А вот композит со структурой слоеного пирога, состоящий из чередующихся слоев бериллия и алюминия, обладает приемлемой вязкостью.

В отличие от чистого бериллия, разрушающегося сразу по всему сечению, в этом «пироге» слои разрушаются постепенно, друг после друга, рост трещины легко можно контролировать — при переходе из бериллиевого слоя в алюминиевый кончик трещины затупляется в результате пластической деформации алюминия, которая съедает большую часть ее энергии. Это неизбежно вызывает торможение или даже остановку трещины. Полимерная глина — вязкий материал. Аналогичным образом можно построить композиты: высокопрочная сталь — медь, керамика — мягкий металл, полимер — металл, твердая сталь — мягкая сталь и др.

Способ управления хрупкостью материала

Есть еще один способ управления хрупкостью материала. Различие между хрупким и вязким материалом состоит в том, что хрупкий материал боится, растягивающих напряжений, которые вызывают раскрытие трещин. А сжимающие напряжения для него не опасны, наоборот, они способствуют захлопыванию трещин, а значит, повышают вязкость.

Для создания композита можно выбрать два компонента, один из которых хрупкий, а другой — вязкий, причем линейный коэффициент термического расширения хрупкого компонента должен быть меньше, чем вязкого, например, хрупкая керамика, упрочненная металлическими проволоками. Конечная стадия получения таких материалов, как правило, включает термообработку (спекание, обжиг, отжиг и др.), требующую нагрева до высоких температур.

При охлаждении металлические проволоки стремятся стать короче, чем керамика, так как их коэффициент термического расширения больше. При этом они сжимают керамическую матрицу, а сами находятся под действием растягивающих напряжений. Но поскольку волокна вязкие, эти напряжения большой опасности для них не представляют.

Зато сжимающие напряжения в хрупкой матрице снижают опасность роста трещин, существенно затрудняя их раскрытие под действием внешних напряжений. Еще большего эффекта можно добиться, применяя предварительно напряженные композиты, например, железобетон. Железобетон — это бетон, армированный стальными прутья ми. Получают его, заливая арматуру бетоном.

А вот если вначале прутья растянуть, в таком состоянии залить бетоном и дать ему застыть, то после снятия растягивающей нагрузки прутья, стремясь уменьшить свою длину, будут сжимать бетон. Такой железобетон намного лучше работает на растяжение, чем обычный. Трещина, попадая в хрупкий бетон, тормозится сжимающими напряжениями, которые действуют в нем. Использование в композитах сочетания хрупких и вязких материалов, позволяет повышать не только прочность и жесткость конструкций, но и их вязкость.

Рейтинг: 1/5 — 1 голосов

Материали хрупкие — Энциклопедия по машиностроению XXL

Выбор величины коэффициента запаса прочности зависит от состояния материала (хрупкое или пластичное), характера приложения нагрузки (статическая, динамическая или повторно-переменная) и некоторых общих факторов, имеющих место в той или иной степени во всех случаях.

К таким факторам относятся [c.118]

Следует подчеркнуть, что состояние материала (хрупкое или пластическое) определяется не только его свойствами, но и видом напряженного состояния, температурой и скоростью нагружения. Как показывают опыты, пластичные материалы при определенных условиях нагружения и температуре ведут себя, как хрупкие, в то же время хрупкие материалы в определенных напряженных состояниях могут вести себя, как пластичные. Так, например, при напряженных состояниях, близких к всестороннему равномерному растяжению, пластичные материалы разрушаются, как хрупкие. Такие напряженные состояния принято называть жесткими . Весьма мягкими являются напряженные состояния, близкие к всестороннему сжатию. В этих случаях хрупкие материалы могут вести себя, как пластичные. При всестороннем равномерном сжатии [c.189]

Известны два типа предельных состояний материала — хрупкое разрушение и текучесть.

[c.49]

Материал хрупкий, для которого =0,5. Напряжения выражены в МПа. [c.138]

Если материал хрупкий, то без критерия Мора не обойтись. Эквивалентное напряжение определяется по формулам (5) или (6), а полученное эквивалентное напряжение сравнивается затем с пределом прочности при растяжении [c.88]

Материал хрупкий, и мы, следовательно, должны определять эквивалентное напряжение по Мору, по формуле (5) [c.88]

Статическая Ударная Повторно переменная Пластичный материал Хрупкий материал Пластичный материал Пластичный материал 2,4—2,6 3.0—9,0 2,8-5,0 5.0—15,0 [c.53]

Определение предельного или критического размера трещины, при достижении которого происходит быстрое развитие разрушения, а, следовательно, дальнейшая эксплуатация детали невозможна, основано на методах механики разрушения [1-4, 47-50]. Переход к быстрому разрушению может быть реализован в разных состояниях материала хрупко, вязко или смешанно вязко-хрупко. Промежуточное состояние материала при вязко-хрупком переходе, когда изменяются условия воздействия на материал, будем относить к вязкому разрушению с меняющейся работой пластической деформации в вершине распространяющейся трещины. [c.102]

С) материал хрупкий, для которого [c.38]

В качестве второго примера можно привести днище бака, имеющего несколько присоединенных к нему трубопроводов (рис. 14, а). Бак находится иод действием внутреннего давления. Если материал хрупкий, то расчет ведется по допускаемым напряжениям. Определяются местные изгибные напряжения, возникающие вблизи контура днища и в зоне присоединения трубопроводов. Эти напряжения сопоставляются затем с предельными. Если нматериал пластичный, и надо определить только разрушающее давление, схема резко упрощается. Рассчитывается на разрыв перемычка между трубопроводами (рис. 14, б, в). Основанием этому служит эксперимент, показывающий, что при близком расположении трубопроводов разрыв происходит именно в этой зоне. Если отверстия расположены на большем расстоянии друг от друга, схема, очевидно, должна быть изменена. [c.28]

Затруднения в применении классических теорий, связанные с возможностью двух состояний материала — хрупкого или пластичного. До сравнительно недавнего времени и критерии разрушения и критерии текучести назывались теориями прочности. Это объясняется тем, что первоначально они формулировались без указания на то, какое именно предельное состояние материала имеется в виду, и лишь позднее при проверке применимости этих критериев удалось установить, что некоторые из них верны для хрупкого состояния материала, работающего при определенных видах напряженных состояний, а другие дают результаты, хорошо согласующиеся с экспериментом лишь в случае пластического состояния материала. В настоящее время можно четко различать, какие из условий являются критериями прочности и какие условиями пластичности. Вместе с тем известно, что один и тот же материал в разных условиях может вести себя по-разному, в одних условиях как хрупкий, а в других — как пластичный. В основном на переход материала из одного состояния в другое влияют следующие факторы [c.537]

При испытании в условиях комнатной температуры с небольшой скоростью нагружения поведение материала (хрупкое или пластичное) зависит в основном от напряженного состояния. Зная лишь характер напряженного состояния, заранее мы не имеем ясности в том, как будет вести себя материал — как хрупкий или как пластичный, поэтому не ясно, какой из критериев применять — критерий ли прочности или критерий пластичности, В этом состоит значительное неудобство, возникающее при использовании классических теорий. [c.538]

В главе 1 показана весьма тесная связь между температурой и напряженным состоянием во времени, двумя факторами, имеющими решающую роль в механическом поведении пластмасс. Кривая напряжение—деформация — один из важных показателей механического поведения материала, ее следует рассматривать для пластмасс и с точки зрения зависимости прочности от температуры и действия нагрузок во времени. На рис. I приведены типичные диаграммы. Как у различных типов полимеров, так и у одного и того же полимера кривая а — е может иметь самые различные формы, в зависимости от условий, при которых определена эта кривая. По виду кривой сг 8 можно также определить, является ли материал хрупким или пластичным. На рис. 2 приведены кривые ст—е различных типов. [c.23]

В основе испытаний на вязкость разрушения лежат положения линейной механики разрушения. Разработанные Д. Ж- Ирвиным положения позволяют оценить влияние трещин и подобных им дефектов на сопротивление материала хрупкому разрушению. Базой для развития линейной механики разрушения послужили работы Гриффитса, который показал, что хрупкое разрушение связано с наличием в материале трещин, вызывающих локальную концентрацию напряжений, и происходит в результате самопроизвольного движения этих трещин, поддерживаемого энергией, накопленной в материале вследствие упругой деформации. [c.93]

В связи со сказанным нельзя, например, при расчете элемента конструкции из углеродистой стали — материала, пластичного в определенных условиях (статическое нагружение, комнатная температура, линейное напряженное состояние), всегда применять третью или четвертую теории прочности, не считаясь с действительным режимом его работы, или при расчете детали из бетона — материала, хрупкого в указанных выше условиях, всегда пользоваться первой теорией прочности. [c.144]

Метод хрупких покрытий используют в основном для выявления мест наибольшей нагруженности деталей и определения направления действия главных напряжений. В качестве материала хрупкого покрытия обычно применяют канифоль с добавлением целлулоида в качестве пластификатора, а также различные эмали. Растворителем служит ацетон [c.268]

Хрупкое разрушение. Это разрушение без макроскопической деформации или с очень малой деформацией. Хрупкое разрушение наиболее опасно потому, что в большинстве случаев происходит при напряжениях ниже предела текучести материала. Хрупкое разрушение может также происходить при напряжениях выше исходного предела текучести, если в ходе нагружения протекает сильное деформационное упрочнение. [c.100]

Диаграммы напряжение — деформация дают представление не только о прочности материала, но и о работе разрушения, которая может быть оценена по площади под кривой. Работа разрушения, следовательно, характеризуется энергией, которую поглощает образец до разрушения, и должна быть связана каким-то образом с ударной прочностью материала. Хрупкие материалы [c.152]

Свойство материала хрупко разрушаться с понижением температуры называется хладноломкостью. Помимо температуры, она зависит от влияния многих факторов. Хладноломкость проявляется при определенных условиях и является скорее не свойством, а состоянием материала. Основной характеристикой хладноломкости является критическая температура хрупкости. С помощью этой характеристики оценивают и сопротивление хрупкому разрушению материала. Критическая температ)фа хрупкости не является константой материала и определяется целым рядом факторов. [c.20]

В последние годы для оценки работоспособности квазихрупких материалов (материалов достаточно пластичных при нормальных условиях) используют концепцию о величине КРТ-критерия, теоретической основой которого является бц-модель [82]. В этом случае считают, что мерой оценки сопротивления материала хрупкому разрушению, т.

е. мерой его трещиностойкости, есть критическое максимальное раскрытие трещины бк (расстояние между берегами трещины) в тупиковой части в момент ее страгивания (см. рис. 37). [c.149]

При ударном растяжении цилиндрического образца с кольцевой трещиной или образца другой конфигурации, ослабленного трещиной, обычно определяют удельную работу, приходящуюся на единицу поверхности излома указанного образца, т. е. определяют ударную вязкость образца с трещиной при растяжении. Эту характеристику сопротивления материала хрупкому разрушению обозначим через Она выражается через энергию разрушения образца формулой [c.173]

Сопротивление материала хрупкому разрушению (распространению трещины) во многом зависит от того, в каком конструктивном элементе он используется. Так, в элементах малых сечений, где имеет место насыщенность полосами скольжений и, таким образом, повышенная разгрузка в окрестности контура трещины, величина трещиностойкости значительно больше, чем в крупногабаритных элементах из того же материала. Малое сопротивление материала распространению трещины особенно часто наблюдается тогда, когда он находится в условиях состояния плоской деформации. Характеристику трещиностойкости материала в этом случае обозначают а для других случаев (тонких пластин или стержней) — просто с указанием сечения материала. [c.226]

Установлено, что это разрушающее напряжение уменьшается с увеличением размеров и опасности дефекта, а также с уменьшением вязкости материала. Хрупкое разрушение стали является особым случаем в связи с тем, что с уменьшением температуры резко уменьшается вязкость разрушения. Сопротивления такому разрушению можно повысить за счет устранения концентраторов напряжений, расположения сварных швов на определенном расстоянии от мест концентрации напряжений, а также за счет получения бездефектных сварных швов. Тем не менее основным способом предотвращения хрупкого разрушения является выбор соответствующих материалов для конструкции. Материал следует выбирать с таким расчетом, чтобы его ударная вязкость, определяемая на образцах с надрезом, могла гарантировать целостность конструкции при допускаемых напряжениях с учетом наличия дефекта максимального размера. Однако в этом случае не может быть однозначного ответа, так как невозможно точно определить максимально возможный размер дефекта. Поэтому для стационарных конструкций существуют различные стандарты, в которых установлены (для различных классов сосудов) соотношения между вероятностью разрушения и стоимостью определения и уменьшения вероятности наличия дефектов, превышающих допустимые размеры. [c.8]

Материал хрупкий (5 винтовой поверхности, наклоненной к оси под углом 45°. [c.149]

Гидродинамическая аналогия приводит к заключению, что в выступающих углах поперечного сечения скручиваемых стержней касательные напряжения обращаются в нуль, а во входящих углах оно становится теоретически бесконечно больщим, т. е. даже малый крутящий момент может вызвать там явление текучести металла или появление трещины, если материал хрупкий. [c.90]

Предельные напряжения, при дсстижении которых появляются пластические деформации (если материал пластичный) или признаки хрупкого разрушения (если материал хрупкий). Эти напряжения определяются при механических испытаниях материалов и зависят от его свойств и вида деформации (растяжение, сжатие и т.д.). [c.9]

К испытанию на сжатие прибегают реже, чем к испытанию на растяжение, так как оно не позволяет снять все механические характеристики материала, например ов, поскольку при сжатии пластичных материалов образец превращается в диск. Испытанию на сжатие в основном подвергаются хрупкие материалы, которые лучше сопротивляются этой деформации. Этот вид испытаний производится на специальных прессах или на универсальных статических машинах. Если испытывается металл, то изготовляются цилиндрические образцы, размер которых выбирают из соотношения 3d > / > d. Такая длина выбирается из сообралсений большей устойчивости, так как длинный образец помимо сжатия может испытывать деформацию продольного изгиба, о котором пойдет речь во второй части курса. Образцы из строительных материалов изготовляются в форме куба с размерами 100 X ЮО X ЮО или 150 X X 150 X 150 мм. При испытании на сжатие цилиндрический образец принимает первоначально бочкообразную форму. Если он изготовлен из пластичного материала, то дальнейшее нагружение приводит к расплющиванию образца, если материал хрупкий, то образец внезапно растрескивается. [c.58]

Вид разрушения тоже зависит от таких характеристик материала, как хрупкость и вязкость (разрушение с заметными пластическими деформациями). Если М—N. материал хрупкий, то разру- [c.304]

Необходимо учитывать двухстадийность процесса хрупкого разрушения вязкое, начальное развитие трещины, пока в ее устье напряжение не достигнет необходимого уровня хрупкое, окончательное разрушение. Первая стадия рассматривается как стабильное развитие трещины (длина стабильной трещины Сет характеризует сопротивление материала хрупкому разрушению), вторая — как нестабильное. [c.27]

Хладостойкость машиностроительных материалов существенно зависит от их термической обработки. При этом экономически оправданным является использование улучшающей обработки на металлургических комбинатах. Повышение показателей прочности при высокой сопротивляемости материала хрупкому разрушению открывает широкие возможности для облегчения веса конструкций. Это приобретает важное значение для отдаленных районов страны с плохо развитыми транспортньши сетями. При этом возникает задача —не испортить неудачным конструктивным либо технологическим решением положительный эффект, полученный в результате упрочняющей обработки материала. Обработка основного мате- [c.43]

Эффект электроимпульсного разрушения материалов при одинаковых затратах энергии зависит от характера энерговыделения в канале разряда. Об эффективности разрушения можно судить по таким его параметрам, как максимальная длина трещин, суммарная длина и поверхность трещин, размер зоны трещинообразования и др. Наиболее общим случаем зависимости указанных параметров от скорости выделения энергии при неизменной ее величине является кривая с оптимумом. В зависимости от характера материала (хрупкие, пластичные) оптимум значительно сдвигается в область малых или больших значений мощности так, что при разрушении определенно пластичного органического стекла решающим является факт роста показателей эффекта с уменьшением мощности в разряде и соответствующем увеличении длительности выделения энергии, а для силикатного стекла, наоборот, оптимальной для разрушения является высокая скорость энерговыдлеления (рис. 1.29). Эффект разгрузки канала разряда (истечение энергии канала через устья канала пробоя и вышедшие на поверхность трещины) приводит к сокращению времени эффективного нагружения, а потому величина разрядного промежутка и глубина внедрения разряда оказывают заметное корректирующее влияние на характер зависимости эффекта разрушения от мощности разряда. При больших промежутках для горных пород действует зависимость, свойственная пластичным материалам, при малых промежутках — свойственная хрупким материалам. [c.67]

Неоднородные микронапряжения (возникающие в результате мартенситного механизма 7— а превращения) как и другие концентраторы напряжений, оказывают существенное влияние на сопрютивление материала хрупкому «разрушению. [c.121]

Другое конструктивное решение основано на использовании резины, нестойкой к действию химических агентов, покрытой пленкой полимерного материала с высокой химической стойкостью. Этот материал должен обладать соответствующей адгезией к резине, достаточной эластичностью и усталостной прочностью (пленочное покрытие из материала хрупкого или имеющего слишком низкую усталостную прочность растрескалось бы, обнажая резину). По данным фирмы Дюпон этим требованиям полностью удовлетворяет политетрафторэтилен (тефлон). В насосе, схематически изображенном на фиг. XVII. 18, из политетрафторэтилена изготовлены все детали, соприкасающиеся с жидкостью, за исключением диафрагмы / и тарелки 2, которые были изготовлены из химически нестойкой резины и покрыты политетрафторэтиленом. Число ходов штока диафрагмы в минуту равно 350, стрела прогиба диафрагмы равна 2 мм. Насос запроектирован для работы при температуре от —45 до +150° С, но теплостойкость политетрафторэтилена позволяет значительно расширить этот интервал. [c.364]

Имея в своем распоряжении несколько теорий для оценки прочности деталей из хрупких и пластичных материалов, инженер, исходя из реальных свойств материала, в каждом отдельном случае должен установить, какая из теорий прочности здесь более пригодна. Решение этого вопроса затрудняется тем, что при сложном напряженном состоянии деление материалов на хрупкие и пластичные в значительной мере условно. Материал, обладающий пластическими свойствами при простом растяжении или сжатии, в случае сложного напряженного состояния мол ет себя вести как хрупкий и разрушаться без значительных остаточных деформаций. Наоборот, материал, хрупкий при линейном напряженном состоянии, при других напряженных состояниях может оказаться пластичным. Таким образом, пластичность и хрупкость материала зависит от условий, в которых он работает в сооружении. Поэтому правильнее говорить не о хрупком и пластичном материале, а о хрупком и пластичном состоянпп материала. [c.143]

Аморфные полимеры характеризуются ближним зшорядочением в расположении звеньев или сегментов макромоле1сул, быстро исчезающим по мере их удаления друг от друга. Например, это разные укладки цепных макромолекул, расположенных последовательно, в пачки. Пачки являются структурными элементами и способны перемещаться относительно друг друга. Некоторые аморфные полимеры могут быть построены из глобул глобулярная структура). Глобулярная структура полимеров определяет невысокие механические свойства полимерного материала (хрупкое разрушение по границам глобул). [c.60]

Металлический корпус и металлические днища РДТТ целесообразно рассчитывать по разрушающим (предельн ым) нагрузкам, дополняя в некоторых случаях этот расчет проверкой по допускаемым перемещениям и допускаемым напряжениям. Так, для днищ с несимметрично расположенными соплами дополнительной проверкой по перемещениям будет определение угла поворота оси сопла, вызванное деформацией всего днища. Значения этого угла не должны превышать задаваемого при проектировании. Корпус двигателя из стеклопластика рассчитывают по разрушающим нагрузкам и дополняют расчетом по допускаемым напряжениям, так как стеклопластик—материал хрупкий, и поэтому необходимо проверять, не превышают ли допускаемых значений местные напряжения, вызванные концентрацией напряжений в местах стыков и в местах соединения стеклопластика с металлом. [c.371]

Том заканчивается главой, написанной П. Куном, в которой он рассматривает опыт эксплуатации летательных аппаратов и делает вывод о том, что необходимо учитывать влияние на прочность трещ ин, возникающ их в процессе эксплуатации. В главе описан метод, который позволяет определить сопротивление материала хрупкому разрушению при наличии в нем треш ин и рассчитать простую деталь на хрупкую прочность. Автор указывает пути развития этого метода. [c.10]

Что самое хрупкое в мире? / Бери и делай

На первый взгляд кажется, что хрупким в прямом и переносном смысле может быть все то, что так легко разбить или уничтожить. Хотя при этом вещи с подобным свойством часто проявляют невероятную силу и прочность. Как же так?

«Бери и Делай» поможет разобраться, в чем кроется подвох и какие вещи можно назвать самыми хрупкими на Земле.

Что такое хрупкость

Хрупкими мы называем вещи, которые легко испортить, сломать или разбить. Обычно это что-то изящное, тонкое, ломкое или сделанное из очень мягкого или хрупкого материала. Например, снежинку, крыло бабочки или мыльный пузырь часто называют хрупкими.

С другой стороны, хрупкость — это физическое свойство: под действием нагрузки твердый материал разрушается, но после снятия нагрузки видимых деформаций не образуется. Говоря более простыми словами, если предмет раскололся пополам, то после этого его половины при наложении друг на друга идеально совпадут, образовав целое. Противоположностью хрупкости в этом смысле является пластичность.

Один из самых известных хрупких материалов это стекло. Но кирпич тоже считается хрупким. Несмотря на это, он хорошо выдерживает сжатие, а также обладает другими важными особенностями: огнеупорен, не требует дополнительной обработки, чтобы противостоять влаге, поглощает шум и не проводит тепло. Поэтому люди строят из него прочные и долговечные дома.

Помимо стекла и кирпича одним из хрупких материалов является также высокоуглеродистая инструментальная сталь.

Какой материал самый хрупкий

Сложно сказать, какой материал является наиболее хрупким, так как на проявление свойства хрупкости большое влияние оказывают две вещи:

Пример: Малоуглеродистая сталь является пластичным материалом, но под воздействием резкой ударной нагрузки проявляет свойство хрупкости.

При этом термообработка (закалка) может повысить прочность материала, одновременно снизив его пластические свойства.

Что можно назвать самым хрупким в мире

Но хрупким что-то может быть и в переносном значении. К примеру, это может быть человеческое эго: все что угодно способно нанести значительный ущерб самосознанию человека, его системе ценностей и самоопределению.

Другой пример: чтобы завоевать чье-то доверие или прийти к ощущению счастья, требуется много времени и усилий, но в любой миг этого можно лишиться, поэтому такие вещи тоже считаются достаточно хрупкими. Для одних хрупким может быть мир в отношениях, для других — ощущение радости или любви.

В переносном значении, пожалуй, самым хрупким на Земле можно назвать жизнь, потому что она способна неожиданно прерваться в любой момент.

4 Механические свойства материалов — СтудИзба

Механические свойства материалов

Из всех свойств, которыми обладают твердые тела, наиболее характерными являются механические свойства — прочность, твердость, пластичность, износостойкость и др. Именно благодаря этим свойствам твердые тела получили столь широкое практическое применение в качестве конструкционных, строительных, электротехнических, магнитных и других материалов, без которых немыслимо развитие материального производства. Рассмотрим некоторые из этих свойств.

Диаграмма растяжения

При действии на тело внешней растягивающей силы оно растягивается, и этот процесс отражается на диаграмме растяжения.

Различают относительное и абсолютное удлинение:

1. Относительное

2. Абсолютное

Идеальный хрупкий материал — Справочник химика 21

Уравнение (4.37) описывает атермическую временную зависимость прочности идеального хрупкого материала. Зависимость т от а очень слабая при сгioo она стремится к значению Тоо== = 4,3-10 с, а при 0=0,( она равна 0,5 лт . Как видно, долговечность уже при 0 = 0к чрезвычайно мала, а затем при увеличении 0 еще немного уменьшается. Таким образом, при атермическом механизме разрушения хрупкого материала существенной временной зависимости прочности нет. Следовательно, наблюдаемая сильно выраженная временная зависимость хрупкой прочности полимеров объясняется другим механизмом разрущения. [c.97]
Следовательно, предельное напряжение для идеально хрупкого материала Од = о р д обратно пропорционально коэффициенту концетрации напряжений, соответствующему начальному дефекту, из которого развивается трещина хрупкого разрушения.

[c.8]

Было замечено, что в полимерах при малых напряжениях изменение долговечности начинает отклоняться от линейного, следующего из термофлуктуационной теории (см. рис. 5.5), Но причиной Этого у полимеров может быть ползучесть, в процессе которой происходит ориентация макромолекул вдоль направления растяжения и некоторое упрочнение материала. Более однозначные результаты можно получить на абсолютно хрупких материалах, таких как силикатные стекла, которые при 20 °С являются почти идеально хрупкими материалами [6.34]. В соответствии с этим автором [6.35] проведены исследования длительной прочности (до 5 лет) листового стекла с применением статистических методов обработки результатов. Долговечность стекла исследовалась при симметричном изгибе (определялась долговечность естественной поверхности стекла) и при поперечном изгибе (определялась долговечность обработанных шлифованных образцов стекла). [c.171]

Идеально упругий материал дает бесконечно быстро возникающую под действием внешней сипы деформацию, которая однозначно определяется величиной вызвавшей ее силы. После прекращения действия силы деформация полностью исчезает, т. е. она вполне обратима. Идеально хрупкий материал под действием внепшей силы сначала дает только упругую деформацию, а после достижения предела упругости его сплошность разрушается. Идеально пластичный материал не имеет упругости и прн постепенном увеличении нагрузки сначала не изменяет формы, а когда нагрузка достигает предела текучести, возникает непрерывная деформация без разрыва сплошности. Форма, приобретенная в момент снятия нагрузки, полностью сохраняется релаксация внутренних напряжений бесконечно быстрая, и упругого последействия нет. [c.108]

Условимся называть вязким разрушение, сопровождаемое развитыми пластическими деформациями во всем сечении (для идеально-пластического материала это отвечает предельному состоянию). Хрупким разрушением в общем случае будем называть такое, которое происходит при номинальных напряжениях, меньших предела текучести материала. Однако, когда перед разрушением пластические деформации, хотя и имеют место, но сильно стеснены и их величины порядка упругих деформаций, как, например, в тонких мягких прослойках, разрушение также будем называть хрупким. С инженерной точки зрения это вполне оправдано, так как в подобных случаях обнаруживаются все характерные признаки хрупкости — кристаллический излом с блестящими фасетками, отсутствие заметного поперечного сужения сечения в месте излома, малое поглощение энергии и т.д. [c.369]

Если подойти к этому режиму со стороны более низких температур (переход от режима В к режиму Б), то наблюдаемые явления можно отождествить с дроблением хрупкого материала на мелкие части. С другой стороны, если вначале вальцевание проводится в режиме А, а затем в результате понижения температуры переходит в режим Б, то возникают явления, аналогичные дроблению поверхности , наблюдающемуся при истечении расплавов полимеров [29, 30]. Как это было показано в работе [31], этот неустойчивый режим возникает при критическом значении критерия Вайссенберга. Следовательно, возмущения проявляются только тогда, когда высокоэластические напряжения становятся соизмеримы с напряжениями, возникающими вследствие вязкого трения.

Таким образом, упругие силы в процессе вальцевания полимеров являются своеобразным аналогом сил инерции в потоках идеальных жидкостей, поскольку именно они являются причиной нестабильного течения. [c.390] Температура перехода от хрупкого к пластическому разрыву названа температурой хрупкости 7хр (схема Иоффе). Согласно Александрову [3.26], хрупкость проявляется в тех случаях, когда нарастание напряжений в твердом теле под действием деформирующих сил не сопровождается течением, пластической деформацией или каким-либо другим процессом молекулярной перегруппировки, приводящим к релаксации этих напряжений. Разрыв, происходящий в абсолютно упругом твердом теле, является идеально хрупким. Практически же хрупкий разрыв наблюдается тогда, когда процессы релаксации играют малую роль. В этом смысле в дальнейшем и будет пониматься хрупкое состояние материала. [c.46]

Во всех случаях К > Это означает, что материал образцов не идеально хрупкий, а удельная энергия разрушения в основном определялась работой деформации в переходной зоне перед краем развивающейся трещины. [c.16]

В рассматриваемом случае затрата энергии на создание новых поверхностей разрыва (энергия разрушения) фактически определяется работой пластической деформации 6Wp, т. е. 8Г = 6Wp. Эта энергия разрушения отличается от энергии разрушения упругого тела тем, что здесь 5Г целиком определяется затратой энергии на работу пластической деформации. Для идеально упругого хрупкого тела по определению d = О и величина бГ есть часть внутренней энергии, причем плотность энергии разрушения постоянна. В рассматриваемой модели величину у нельзя считать постоянной материала в этом случае [c.215]

При наложении внешней нагрузки в идеальном твердом материале происходит изменение валентных углов и увеличение расстояний менаду атомами. Внешне это проявляется в деформации материала, величина которой, однако, очень мала. Когда расстояние между атомами увеличивается, происходит резкий спад потенциальной энергии и, как следствие этого, разрыв материала. Деформация материала вплоть до разрыва полностью обратима. Она носит название гуковской, причем величина деформации с достаточно хорошим приближением прямо пропорциональна приложенной силе. Эта деформация характерна для любого твердого тела независимо от того, какие другие деформационные процессы протекают в материале при наложении силового поля. На достаточно большом удалении (в сторону низких температур) от точки стеклования, где полностью исключены колебательные и вращательные движения молекулярных групп полимера, такая упругая деформация является единственным типом деформации. На рис. 12.10 область проявления только этого типа деформации обозначена цифрой I. Разрушение материала при очень малой (обычно ниже 1%) деформации называют хрупким разрушением, а предельная температура, ниже которой оно имеет место, — температурой хрупкости. Уже отмечено, [c.289]

Важнейший шаг в построении модели хрупкого разрушения сделал Гриффитс [133]. Он понял, Что задавая конструкцию в ее идеальном виде, в котором она предстает на чертеже, мы не полностью определяем границы тела. В действительности помимо законных границ в любом изделии всегда имеются дефекты — трещины, поверхность которых также составляет часть границы. Теории прочности упомянутого выше типа, дополняющие теорию упругости ограничением на напряжения, для расчета прочности тел с трещинами не годятся принципиально на краю трещины напряжения получаются, согласно теории упругости, бесконечными. Трещины способны расширяться с увеличением нагрузок это делает задачу теории упругости для тела с трещинами нелинейной. Следовательно, в задаче разрушения должна быть существенной некоторая характеристика сопротивления материала распространению в нем трещин. В качестве такой характеристики Гриффитс выбрал энергию образования единицы поверхности трещины. Ирвин [141] и Орован [178] распространили концепцию Гриффитса на квазихрупкое разрушение и тем расширили область ее применения. В работе [9] был предложен силовой подход к теории хрупкого и квазихрупкого разрушения, основанный на явном учете дополнительных к основным нагрузкам сил сцепления, действующих на поверхности трещин, и условии ограниченности напряжений в концах трещин, указанном С. А. Христиановичем [37, 23]. Было показано, что определение прочности математически приводится к глобальной задаче отыскания области существования (по параметрам нагружения) решения нелинейной задачи теории упругого равновесия тел с трещинами. Последняя принадлежит к числу трудных проблем с подвижной границей, так что в сколь-ко-нибудь сложных случаях нельзя рассчитывать на получение аналитического решения. В связи с этим большое значение приобретает эксперимент — физический и численный — а следовательно, выяснение законов подобия. Отсылая за подробностями постановки задачи разрушения к обзорам [142, 10, 88, 24] и монографи-фиям [76, 160, 64, 82], мы остановимся здесь на законах подобия при хрупком и квазихрупком разрушении [10, 11, 131]. [c.160]

Твердое тело, обладающее совершенной упругостью до предела течения (идеальный пластический материал) или вплбть до разрыва (идеальный хрупкий материал), разрушается в первом случае по пластическому механизму, а во втором случае разрывается, когда напряжение или деформация достигают некоторых определенных пределов.

Для таких материалов указанный критерий сводится соответственно к критериям Генки и Губера. [c.262]

Твердое тело, обладаюш,ее совершенной упругостью до предела течения (идеальный пластический материал) или вплоть до разрыва (идеальный хрупкий материал), разрушается в первом случае по пластическому механизму, а во втором случае разрывается, когда напряжение или деформация достигают некоторых определенных пределов. Для таких материалов указад1ный критерий сводится соответственно к критериям Генки и Губера, а они, в свою очередь, к критериям Ранкина и Сен-Венана, которые в этом случае оказываются идентичными, если только берутся компоненты не полных тензоров напряжения и деформации, а их девиаторов. [c.411]

Если предположить, что область в вершине трешипы описывается на основе анализа сил взаимодействия между атомными плоскостями, то можно построить критерий оценки склонности материала к хрупкости по раскрытию трещины, приняв для этого случая бк модель для идеально хрупкого тела (рис. 5, б). Модель обладает следующими свойствами [c.27]

Теория Гриффита основывается на рассмотрении хрупкого материала как идеально упругой сплошной среды, содержащей отдельные микротрещины. Считалось, что если величина перенапряжеиия у вершины наиболее опасной микротрещииы достигает значения теоретической (предельной) прочности, начинается катастрофическое разрушение. Напряжение в образце в этот момент равно пороговому напряжению Гриффита оа- [c.92]

Процесс разрушения нельзя рассматривать без учета релаксационных э( ектов. Одним из основных проявлений этих эффектов являются механические потери. Согласно классификации Бартенева [52, 68], можно выделить условно два типа потерь поверхностные и объемные . Первый тип потерь, характерный для любого твердого тела, в том числе идеально хрупкого, связан с необходимым сбросом энергии после перехода рвущейся связи через потенциальный барьер и с невозможностью полной квазистатичности этого процесса. В случае неупругого, пластичного и т. п. материала возникают потери, обусловленные неупругими локальными деформациями, которые имеют место даже при внешне хрупком разрушении. [c.28]

В связи с этим отметим, что статистические закономерности характерны не для всех случаев хрупкого разрушения. Образцы с идеальной структурой характеризуются теоретической прочностью От, которэя исключает статистический характер разрушения. Далее, бездефектные образцы (высокопрочное состояние материала) характеризуются предельной прочностью а,г, которая также практически не подчиняется статистическим закономерностям (нрнмер — бездефектное стекловолокно). Для полимеров бездефектные волокна иока не получены, хотя в гл. 3 отмечалось, что получены суперволокна с прочностью, [c.245]

А. Ф. Силаев. ХРУПКОСТЬ -1) Хрупкость материалов — свойство твердых материалов разрушаться под действием возникающих в них механических напряжений без заметной пластической деформации. В отличпе от пластичности, X. м. характеризуют как неспособность материала к релаксации напряжений, к-рые, увеличиваясь по мере роста усилий, достигают предела прочности, вследствие чего в материале появляются трещины, и оп разрушается. Идеальная X. м.— полное отсутствие пластических сдвигов в зоне разрушения — реализуется очень редко. Считают, напр., что подобной хрупкостью обладают алмаз, стекло и кварц при очень низких т-рах. Такие понятия, как хрупкий и пластичный материал, к-рые обычно устанавливают па основании стандартных испытаний образцов па растяжение, [c.706]

Кривые 2 и 3 на рис. 9 иллюстрируют общий характер ползучести несшитых (т. е. линейных полимеров, например невулкани-зированных каучуков. Цепи могут подвергаться течению из-за отсутствия поперечных связей. Однако, когда длина цепей возрастает, увеличивается число временных зацеплений, которые сильно тормозят процесс течения, являясь, в сущности, временными поперечными связями. При быстром приложении напряжений эти три каучука будут вести себя одинаково, однако их модули упругости сильно зависят от степени поперечного сшивания или зацеплений Действительно, как упомянуто выше, если каучук сильно сшит, он становится хрупким. При этом конфор-мационная упругость материала исчезает и доминирующей становится упругость, близкая по природе к той, которая характерна для идеального классического твердого тела. Когда температура снижается или скорость деформации увеличивается, реальный каучук становится более хрупким. [c.61]

Механические и физические свойства металлов и сплавов

Металлические изделия и детали используются в разных сферах промышленности. Существует множество видов металлов и каждый из них обладает сильными и слабыми сторонами. При изготовлении деталей для машин, самолётов или промышленного оборудования мастера обращают внимание на характеристики материала. Поэтому требуется знать свойства металлов и сплавов.

Свойства металлов и сплавов

Блок: 1/5 | Кол-во символов: 379
Источник: https://metalloy.ru/splavy/i-metally-svojstva

Признаки металлов

У металлов есть признаки, которые их характеризуют:

Высокие показатели теплопроводности. Металлические материалы хорошо проводят электричество.
Блеск на изломе.
Ковкость.
Кристаллическая структура.

Не все материалы прочные и обладают высокими показателя износоустойчивости. Это же касается плавления при высоких температурах.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 337
Источник: https://metalloy.ru/splavy/i-metally-svojstva

1. Основные механические свойства металлов и сплавов

Свойство материалов принимать первоначальную форму после прекращения действия внешних сил называется упругостью, а деформация, исчезающая после снятия нагрузки, получила название упругой. Если к детали прикладывать все возрастающую нагрузку, то при достижении ею определенных значений и после прекращении ее действия деталь не примет своей первоначальной формы, а останется деформированной. Такая деформация называется пластической. Способность материала деформироваться под действием внешних нагрузок не разрушаясь и сохранять измененную форму после прекращения действия нагрузок называется пластичностью.

Материалы, не способные к пластическим деформациям, называются хрупкими. Такие материалы при избыточной нагрузке или под действием удара разрушаются внезапно. К хрупким материалам относятся (стекло, камень, чугун, закаленная сталь и др).

Важным свойством материалов, наряду с упругостью и пластичностью, является прочность. Она характеризуется максимальной нагрузкой, которую выдерживает материал детали не разрушаясь.

Детали машин в зависимости от условий работы должны обладать определенными механическими свойствами (прочностью, упругостью и пластичностью).

Прочность, упругость и пластичность металлов определяют при испытании образцов круглой или плоской формы на растяжение. Основными параметрами являются размер диаметра d и расчетная, контролируемая, длина l0 образца (рис. 1).

Рис. 1. Круглый образец до (а) и после (б) испытаний

Испытания выполняют на разрывных машинах.

Для получения сравнимых результатов введено понятие нормальное напряжение. Нормальным напряжением называют нагрузку, приходящуюся на единицу площади поперечного сечения образца. Нормальное напряжение обозначается греческой буквой σ (сигма).

Для нагрузки Р в ньютонах (Н) и площади поперечного сечения F в мм2, σ = Р/ F Па (паскаль).

Отношением наибольшей нагрузки, которую выдержал образец до разрыва, к первоначальной площади его поперечного сечения определяется величина предела прочности. Пределом прочности называется напряжение, отвечающее максимальной нагрузке, которую выдержал образец во время испытания, которое обозначается σв и выражается в Па.

Важная характеристика материалов – удельная прочность, которая определяется отношением предела прочности к удельному весу металла. Эта характеристика имеет большое значение при выборе материала, когда необходимо уменьшить массу машины.

Показатели пластичности, характеризующие способность металла деформироваться не разрушаясь, называют относительное удлинение и относительное сужение. Для получения этих показателей обе половины разорванного образца плотно прижимают друг к другу и измеряют длину рабочей части ( lк), а также диаметр образца в том месте, где произошел paзрыв (dк). Относительное удлинение обозначается греческой буквой δ и измеряется в процентах. Его определяют формуле:

(1)

где l0 – первоначальная расчетная длина; lк – расчетная длина после испытания.

Относительное сужение поперечного сечения образца Ψ, также измеряемое в процентах, находят по формуле:

(2)

где F0 – площадь поперечного сечения образца до испытания; Fk – площадь сечения образца в месте разрыва (в шейке).

Пределом текучести называется наименьшее растягивающее напряжение, при котором деформация продолжает расти без изменения нагрузки, которое обозначается σт и выражается в Па.

Чем больше относительное удлинение и относительное сужение поперечного сечения образца, тем более пластичен металл. Так, например, техническое железо при растяжении до разрыва удлиняется в 1,5 раза, у серого чугуна относительное удлинение и относительное сужение близки к нулю. Для изготовления большинства деталей машин и конструкций используют относительно пластичные материалы, так как они не подвержены опасности внезапного разрушения.

При длительной эксплуатации детали машин подвергаются повторно-переменным нагрузкам (растяжение-сжатие). При напряжениях, меньших предела текучести или предела упругости, они могут внезапно разрушиться. Это явление называется усталостью металлов.

Способность металлов работать в условиях многократных повторноили знакопеременных нагрузок, определяют их предел выносливости (или усталости). Пределом выносливости (усталости) называют максимальное напряжение, которое выдерживает материал, не разрушаясь, при достаточно большом числе повторно-переменных нагружений (циклов).

Для стальных образцов эту характеристику устанавливают при 10 млн. циклов, для цветных металлов – при 100 млн. циклов. Предел выносливости обозначают греческой буквой σ-1 и измеряют в Па.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 4570
Источник: https://extxe.com/18916/mehanicheskie-i-fizicheskie-svojstva-metallov-i-splavov/

Диаграмма состояния

Диаграмма состояния показывает строение сплава в зависимости от соотношения компонентов и от температуры. Она строится экспериментально по кривым охлаждения сплавов (рис. 8). В отличие от чистых металлов сплавы кристаллизуются не при постоянной температуре, а в интервале температур. Поэтому на кривых охлаждения сплавов имеется две критические точки. В верхней критической точке, называемой точкой ликвидус (tл), начинается кристаллизация. В нижней критической точке, которая называется точкой солидус (tc), кристаллизация завершается. Кривая охлаждения механической смеси (рис. 8, а) отличается от кривой охлаждения твердого раствора (рис. 8, б) наличием горизонтального участка. На этом участке происходит кристаллизация эвтектики.

Эвтектикой называют механическую смесь двух фаз, одновременно кристаллизовавшихся из жидкого сплава. Эвтектика имеет определенный химический состав и образуется при постоянной температуре.

Диаграмму состояния строят в координатах температура-концентрация. Линии диаграммы разграничивают области одинаковых фазовых состояний. Вид диаграммы зависит от того, как взаимодействуют между собой компоненты. Для построения диаграммы состояния используют большое количество кривых охлаждения для сплавов различных концентраций. При построении диаграммы критические точки переносятся с кривых охлаждения на диаграмму и соединяются линией. В получившихся на диаграмме областях записывают фазы или структурные составляющие. Линия диаграммы состояния на которой при охлаждении начинается кристаллизация сплава называется линией ликвидус, а линия на которой кристаллизация завершается — линией солидус.

Виды диаграмм состояния

Диаграмма состояния сплавов, образующих механические смеси (рис. 9), характеризуется отсутствием растворения компонентов в твердом состоянии. Поэтому в этом сплаве возможно образование трех фаз: жидкого сплава Ж, кристаллов А и кристаллов В. Линия АСВ диаграммы является линией ликвидус: на участке АС при охлаждении начинается кристаллизация компонента А, а на участке СD — компонента В. Линия DСВ является линией солидус, на ней завершается кристаллизация А или В и при постоянной температуре происходит кристаллизация эвтектики Э. Сплавы концентрация которых соответствует точке С диаграммы называются эвтектическими, их структура представляет собой чистую эвтектику.

Сплавы, расположенные на диаграмме левее эвтектического, называются доэвтектическими, их структура состоит из зерен А и эвтектики. Те сплавы которые на диаграмме расположены правее эвтектического, называются заэвтектическими, их структура представляет собой зерна В, окруженные эвтектикой.

Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии изображена на рис. 10. Для этого сплава возможно образование двух фаз: жидкого сплава и твердого раствора а. На диаграмме имеется всего две линии, верхняя является линией ликвидус, а нижняя — линией солидус.

Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии показана на рис 11. В этом сплаве могут существовать три фазы — жидкий сплав, твердый раствор α компонента В в компоненте А и твердый раствор β компонента А в компоненте В. Данная диаграмма содержит в себе элементы двух предыдущих. Линия АСВ является линией ликвидус, линия АDСЕВ — линией солидус. Здесь также образуется эвтектика, имеются эвтектический, доэвтектический и заэвтектический сплавы. По линиям FD и EG происходит выделение вторичных кристаллов αIIи βII(вследствие уменьшения растворимости с понижением температуры). Процесс выделения вторичных кристаллов из твердой фазы называется вторичной кристаллизацией.

Диаграмма состояния сплавов, образующих химическое соединение (рис. 12) характеризуется наличием вертикальной линии, соответствующей соотношением компонентов в химическом соединении АmВn. Эта линия делит диаграмму на две части, которые можно рассматривать как самостоятельные диаграммы сплавов, образуемых одним из компонентов с химическим соединением. На рис. 12 изображена диаграмма для случая, когда каждый из компонентов образует с химическим соединением механическую смесь.

Дата добавления: 2015-02-14; 16734; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных |

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 4348
Источник: https://studopedia.ru/5_48116_mehanicheskie-fizicheskie-himicheskie-i-tehnologicheskie-svoystva-metallov.html

Классификация металлов

Металлы разделяются на две большие группы — черные и цветные. Представители обоих видов различаются не только характеристиками, но и внешним видом.

Черные

Представители этой группы считаются самыми распространёнными и недорогими. В большинстве своем имеют серый или тёмный цвет. Плавятся при высокой температуре, обладают высокой твердостью и большой плотностью. Главный представитель этой группы — железо. Эта группа разделяется на подгруппы:

Железные — к представителям этой подгруппы относится железо, никель и кобальт.
Тугоплавкие — сюда входят металлы температура плавления которых начинается с 1600 градусов. Их применяют при создании основ для сплавов.
Редкоземельные — к ним относятся церий, празеодим и неодим. Обладают низкой прочностью.

Существуют урановые и щелочноземельные металлы, однако они менее популярны.

Цветные

Представители этой группы отличаются яркой окраской, меньшей прочностью, твердостью и температурой плавления (не для всех). Разделяется эта группа на следующие подгруппы:

Лёгкие — подгруппа, включающая в себя металлы с плотностью до 5000 кг/м3. Это такие материалы, как литий, натрий, калий, магний и другие.
Тяжёлые — сюда относится серебро, медь, свинец и другие. Плотность превышает 5000 кг/м3.
Благородные — представили этой подгруппы имеют высокую стоимость и устойчивость к коррозийным процессам. К ним относятся золото, палладий, иридий, платина, серебро и другие.

Выделяются тугоплавкие и легкоплавкие металлы. К тугоплавким относится вольфрам, молибден и ниобий, а к легкоплавким все остальные.

Классификация веществ. Металлы | Химия 11 класс #20 | Инфоурок

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 1607
Источник: https://metalloy.ru/splavy/i-metally-svojstva

Основные виды сплавов

Человечество знакомо с различными металлическими сплавами. Самыми многочисленными из них являются соединения на основе железа. К ним относятся ферриты, стали и чугун. Ферриты имеют магнитные свойства, в чугуне содержится более 2,4% углерода, а сталь — это материал с высокой прочность и твердостью.

Отдельное внимания требуют металлические сплавы из цветных металлов.

Производство стали

Цинковые сплавы

Соединения металлов, которые плавятся при низких температурах. Смеси на основе цинка устойчивы к воздействию коррозийных процессов. Легко обрабатываются.

Алюминиевые сплавы

Популярность алюминий и сплавы на его основе получили во второй половине 20 века. Этот материал обладает такими преимуществами:

Устойчивость к низким температурам.
Электропроводность.
Малый вес заготовок в сравнении с другими металлами.
Износоустойчивость.

Однако нельзя забывать про то, что алюминий плавится при низких температурах. При температуре около 200 градусов характеристики ухудшаются.

Алюминий применяется при изготовлении комплектующих к машинам, производстве деталей для самолётов, составляющих промышленного оборудования, посуды, инструментов. Не многие знают, что алюминий популярен в сфере производства оружия. Связано это с тем, что детали из алюминия не искрят при сильном трении.

Чтобы увеличить прочность детали, алюминий смешивают с медью. Чтобы заготовка выдерживала давление — с марганцем. Кремний добавляют, чтобы получить обычную отливку.

Алюминий. Сплавы алюминия. Алюминиевые рамы для велосипеда.

Медные сплавы

Сплавы на основе меди — марки латуни. Из этого материала изготавливаются детали высокой точности, так как латунь легко обрабатывать. В составе сплава может содержаться до 45% цинка.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 1702
Источник: https://metalloy.ru/splavy/i-metally-svojstva

Кол-во блоков: 7 | Общее кол-во символов: 12943
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:

https://studopedia.ru/5_48116_mehanicheskie-fizicheskie-himicheskie-i-tehnologicheskie-svoystva-metallov.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 4348 (34%)
https://metalloy.ru/splavy/i-metally-svojstva: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 4025 (31%)
https://extxe.com/18916/mehanicheskie-i-fizicheskie-svojstva-metallov-i-splavov/: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 4570 (35%)

Физика

В СИ за единицу механического напряжения принимают 1Па = 1Н/м².

Закон Гука (1635-1703): при малых деформациях напряжение прямо пропорционально относительному удлинению (б = Е • е). На рис.33 представлен график зависимости механического напряжения от относительного удлинения.

Участок 0А — область пропорциональности: на этом участке выполняется закон Гука. Точке А соответствует напряжение б_проп, называемое пределом пропорциональности.

Предел пропорциональности б_проп — максимальное напряжение, при котором закон Гука еще выполняется.

Предел упругости б_упр — напряжение, при котором тело полностью утрачивает упругость (участок АВ).

На участке ВС наблюдается явление «текучести» материала: удлинение тела нарастает при незначительном росте деформирующей силы.

При дальнейшем увеличении удлинения тело вновь обретает способность сопротивляться деформации; напряжение в нем вновь увеличивается, достигая максимума в точке D, которой соответствует начало разрушения.

Предел прочности б_проч — наибольшее напряжение, возникающее в теле перед началом разрушения. Участку DE соответствует постепенное разрушение тела.

Все детали машин и механизмов изготавливаются со значительным, но разумным запасом прочности.

Отношение предела прочности материала (или предела текучести для пластичных тел) к фактически действующему напряжению называют коэффициентом запаса прочности (k). Например, в строительном деле коэффициент запаса прочности стальных балокустановлен не менее 2,5 — 2,6, а для балок из хрупких материалов (чугун, бетон) не менее 3 — 9.

Механические свойства материалов различны. Такие материалы, как резина или сталь, обнаруживают упругие свойства при сравнительно больших напряжениях и деформациях. Их называют упругими.

Материалы, у которых незначительные нагрузки вызывают пластические деформации, называют пластичными (пластилин, свинец).

Большое значение на практике имеет такое свойство твердых тел, как хрупкость. Материалы называют хрупкими, если они разрушаются при небольших деформациях (чугун, фарфор).

Важной характеристикой материалов является твердость. Она характеризует способность материала оказывать сопротивление проникновению в него другого тела, т. е. способность противодействовать вдавливанию или царапанью. )

Деформация и напряжение. Деформацию сжатия и растяжения можно характеризовать абсолютным удлинением Δl, равным разности длин образца до растяжения l₀ и после него l :

Абсолютное удлинение при растяжении положительно, при сжатии имеет отрицательное значение.

Отношение абсолютного удлинения к длине образца называется относительным удлинением :

. (30.1)

При деформации тела возникают силы упругости. Физическая величина, равная отношению модуля силы упругости к площади сечения тела, называется механическим напряжением :

. (30.2)

За единицу механического напряжения в СИ принят паскалъ (Па). .

Модуль упругости. При малых деформациях напряжение прямо пропорционально относительному удлинению:

. (30.3)

Коэффициент пропорциональности Е в уравнении (30. 3) называется модулем упругости. Модуль упругости одинаков для образцов любой формы и размеров, изготовленных из одного материала:

. (30.4)

Из формулы (30.4) следует, что

. (30.5)

Сравнив выражение (30.5) с законом Гука, получим, что жесткость k стержня пропорциональна произведению модуля Юнга на площадь поперечного сечения стержня и обратно пропорциональна его длине.

Диаграмма растяжения. Зависимость напряжения от относительного удлинения является одной из важнейших характеристик механических свойств твердых тел. Графическое изображение этой зависимости называется диаграммой растяжения. По оси ординат откладывается механическое напряжение , по оси абсцисс — относительное удлинение (рис. 102).

Закон Гука выполняется при небольших деформациях. Максимальное напряжение , при котором еще выполняется закон Гука, называется пределом пропорциональности. За пределом пропорциональности (точка А) напряжение перестает быть пропорциональным относительному удлинению; до некоторого напряжения после снятия нагрузки размеры тела восстанавливаются полностью. Такая деформация называется упругой.Максимальное напряжение , при котором деформация еще остается упругой, называется пределом упругости(точка В). Большинство металлов испытывает упругую деформацию до значений .
При напряжениях, превышающих предел упругости , образец после снятия нагрузки не восстанавливает свою форму или первоначальные размеры. Такие деформации называются остаточными или пластическими.

В области пластической деформации (участок CD) деформация происходит почти без увеличения напряжения. Это явление называется текучестью материала.

Материалы, у котерых область текучести CD значительна, могут без разрушения выдерживать большие деформации. Если же область текучести материала почти отсутствует, он без разрушения сможет выдержать лишь небольшие деформации. Такие материалы называются хрупкими. Примерами хрупких материалов могут служить стекло, кирпич, бетон, чугун.

За пределом текучести кривая напряжений поднимается и достигает максимума в точке Е. Напряжение, соответствующее точке Е, называется пределом прочности . После точки Е кривая идет вниз и дальнейшая деформация вплоть до разрыва (точка К) происходит при все меньшем напряжении.

Дефекты в кристаллах. Способы повышения прочности твердых тел. Кристаллическими телами являются все металлические изделия — стальные каркасы зданий и мостов, рельсы железных дорог, линии электропередач, станки, машины, поезда, самолеты.

Одной из важнейших задач науки и техники является создание прочных и надежных машин, станков и зданий с минимальной затратой металлов и других материалов.

Сравнение реальной прочности кристаллов со значениями, полученными на основании теоретических расчетов, обнаруживает весьма существенные расхождения. Теоретический предел прочности в десятки и даже в сотни раз превосходит значения, получаемые при испытаниях реальных образцов.

Оказалось, что причина расхождения теории и эксперимента заключается в наличии внутренних и поверхностных дефектов в строении кристаллических решеток.

Самые простые дефекты в идеальной кристаллической решетке — точечные дефекты — возникают при замещении собственного атома чужеродным, внедрении атома в пространство между узлами решетки или при отсутствии атома в одном из узлов кристаллической решетки (рис. 103).

Другой вид дефектов — линейные дефекты — возникает при нарушениях в порядке расположения атомных плоскостей в кристаллах. Пример такого нарушения в структуре кристалла представлен на рисунке 104.

Деформация и разрушение кристалла с линейным дефектом облегчаются потому, что вместо одновременного разрыва всех связей между атомами двух плоскостей становится возможным поочередный разрыв небольшого числа связей между атомами с постепенным перемещением дефекта в кристалле.

Для получения кристаллических материалов с высокой прочностью нужно выращивать монокристаллы без дефектов. Это очень сложная задача, и поэтому в практике этот путь пока широкого распространения не получил.

Большинство современных методов упрочнения материалов основано на другом способе. Для упрочнения кристалла с дефектами в решетке можно создать условия, при которых перемещение дефектов в кристалле затрудняется. Препятствием для перемещения дефектов в кристалле могут служить другие дефекты, специально созданные в кристаллической решетке. Так, для увеличения прочности стали применяется легирование стали — введение в расплав небольших добавок хрома, вольфрама и других элементов. Внедрение атомов чужеродных элементов в решетку кристаллов железа затрудняет перемещение линейных дефектов при деформации кристаллов, прочность стали повышается при этом примерно в три раза. Дополнительные дефекты в кристаллической решетке создаются при протяжке, дробеструйной обработке металлов. Эти виды обработки могут повышать прочность материалов примерно в два раза.

Хрупкий материал – обзор

15.1 Введение

Известно, что хрупкие материалы не обладают значительной пластичностью после образования трещин; поэтому были разработаны волокнистые композиты для придания улучшенных механических свойств хрупким материалам. При растяжении неармированные хрупкие матрицы вначале упруго деформируются. Затем за упругими реакциями следуют микротрещины, локальные макротрещины и, наконец, разрушение. Введение волокон в хрупкие матрицы обычно приводит к изменениям постэластических свойств, которые могут варьироваться от незначительных до существенных, в зависимости от ряда факторов.Эти факторы включают, помимо прочего, прочность матрицы, тип и количество волокон, прочность и ориентацию волокон. Волокна могут быть инертными или реактивными; их инертность или реакционная способность с матрицами будут определять характеристики сцепления армированных волокном композитов (Браун и др. , 2002; Шах и Рыбаков, 2011).

Волокна могут также предотвращать появление больших трещин, тем самым предотвращая просачивание воды и загрязняющих веществ в керамические материалы, такие как портландцементные растворы и бетоны.таким образом, коррозию стальной арматуры или потенциальное ухудшение состояния бетона можно уменьшить за счет добавления различных волокон в матрицы портландцемента. Кроме того, наблюдаются другие улучшенные свойства, такие как прочность на растяжение и сжатие, модуль упругости, трещиностойкость, контроль над трещинами, долговечность, ударопрочность и сопротивление истиранию, усадка, расширение, тепловые характеристики и огнестойкость (отчет ACI, 2002).

Использование волокон для армирования хрупких материалов восходит к египетской и вавилонской эпохам.Обожженная глина, армированная соломой, и кладочные растворы, армированные шерстью животных, являются хорошими ранними примерами армированных волокном композитов, используемых в качестве строительных материалов (Johnston, 2001). Однако современная концепция армирования волокнами возникла с развитием асбестоцементов. Эти композиты были изготовлены из смеси асбестовых волокон и шлама (цемента и воды) для производства тонкостенных плоских и гофрированных плит для кровли, труб и других элементов. Эта технология, известная как процессы Хатчека, Маньяни или Маннвилля, началась примерно в 1900 году и уже много лет широко используется в производстве строительных материалов.Асбестоцемент пришел в упадок в 1970-х годах, когда было обнаружено, что вдыхание асбеста представляет серьезную опасность для здоровья человека. Тем временем, однако, были разработаны другие композиты, армированные волокном.

Ромуальди впервые предложил использовать волокна в качестве дисперсной арматуры для бетона в двух своих статьях в 1963 и 1964 годах. Позже Бирюкович предложил использовать стекловолокна в бетоне, который изначально не был стойким и прочным в сильнощелочном портландцементном тесте.Именно Majumdar и Ryder (1968) изобрели щелочестойкие (AR) стеклянные волокна с добавлением оксида циркония (Brandt, 2008).

Основная роль волокон заключается в перекрытии трещин, образующихся в бетоне, и повышении пластичности бетонных элементов. Волокна увеличивают деформацию при пиковых нагрузках, а также обеспечивают дополнительную энергопоглощающую способность железобетонных элементов и конструкций. Недавно сообщалось, что они также значительно улучшают статическую прочность бетона на изгиб, а также его ударную вязкость, прочность на растяжение, пластичность и ударную вязкость (Шах и Рыбаков, 2011; Пачеко-Торгал и Джалали, 2011).

В отчете ACI (2002 г.) фибробетон (FRC) определяется как бетон, изготовленный из гидравлических цементов, содержащих мелкие или мелкие и крупные заполнители, смешанные с прерывистыми дискретными волокнами. Категории используемых волокон: стальные, щелочестойкие стеклянные, синтетические и натуральные волокнистые материалы. Натуральные асбестовые волокна и широкий спектр растительных волокон (например, сизаль, джут, бамбук и т. д.) также используются для армирования. Существует большое разнообразие составов растворов и бетонов, армированных волокном, в зависимости от конкретных применений.Как правило, длина и диаметр волокон, используемых для армированного волокном бетона, не превышают 3 дюймов (76 мм) и 0,04 дюйма (1 мм) соответственно (Ohama, 1989; ACI, 2002). Непрерывные сетки, тканые ткани и длинные стержни не считаются дискретными волокнистыми армирующими элементами. во всех случаях наиболее удобным числовым параметром для описания волокна является соотношение сторон, т. е. длина волокна, деленная на эквивалентный диаметр (эквивалентный диаметр волокна представляет собой диаметр круга с площадью, равной площади поперечного сечения волокна). ).Для бетона типичные используемые отношения длины волокна составляют от 30 до 150 для волокон длиной 0,25–3,0 дюйма (6,3–76,2 мм) (Majumdar, 1975).

На рисунке 15.1 (Brown и др. , 2002 г.) показано поведение фибробетона под нагрузкой. Обычный бетон (без армирования волокнами) растрескивается на две части, когда конструкция подвергается пиковой растягивающей нагрузке и не может выдерживать дальнейшую нагрузку или деформацию. Аналогичная конструкция из фибробетона (FRC) трескается при той же пиковой растягивающей нагрузке; однако он обычно выдерживает большие деформации как единый элемент.Площадь под кривой представляет собой энергию, поглощенную FRC при воздействии растягивающей нагрузки, обычно описываемой как «реакция FRC после растрескивания». Наилучшая производительность при добавлении волокон достигается, когда волокна не только перекрывают трещины, но и подвергаются процессам вытягивания. В этих случаях деформация продолжается только при использовании дополнительной энергии нагрузки (Браун и др. , 2002; ACI, 2002).

15.1. Зависимость растягивающей нагрузки от деформации для простого и фибробетона.

(адаптировано из Brown et al. , 2002)

Из рис. 15.1 видно, что FRC работает как неармированный, пока не достигнет так называемой «первой прочности на разрыв». С этого момента волокнистая арматура берет верх и скрепляет бетон. Вытягивание волокна определяет максимальную грузоподъемность. Важно отметить, что арматура для бетона имеет шероховатую поверхность, что способствует адгезии к пасте и механическому сцеплению. Короткие волокна, напротив, гладкие.Это условие ограничивает производительность до точки, намного меньшей, чем предел текучести самого волокна. Как следствие, некоторые волокна вырываются легче, чем другие, при использовании в качестве армирующих, что влияет на ударную вязкость бетона, то есть на общую энергию, поглощаемую до полного разрушения (Brown et al. , 2002).

FRC начал находить применение во многих областях гражданского строительства, особенно при ремонте и когда требуется повышенная долговечность. Синтетические волокна использовались в основном для максимального предотвращения коррозии в бетонных конструкциях.FRC также подходит для минимизации кавитационных/эрозионных повреждений таких конструкций, как шлюзы, навигационные шлюзы и опоры мостов, где встречаются высокоскоростные потоки. Другие приложения включают легкие конструкции, где относительно тонкие элементы FRC имеют эквивалентную прочность более толстого простого бетона. Специальные области применения фибры в бетонах, а также будущие тенденции подробно описаны в разделе 15.4 этой главы.

FRC может иметь некоторые недостатки. В зависимости от категорий волокон железобетон может обладать высокой проницаемостью, что может привести к карбонизации и воздействию ионов хлора, что приведет к проблемам с коррозией (Glasser et al., 2008 г.; Бентур и Митчелл, 2008 г.). Процессы изготовления представляют собой еще один недостаток, связанный с FRC. Включение волокон в цементную матрицу является трудоемким и стоит дороже, чем производство простого бетона. Однако общие преимущества, получаемые при использовании FRC, перевешивают недостатки (Brown et al. , 2002).

Хрупкий материал — Хрупкое разрушение

Прочность также может быть определена относительно областей диаграммы напряжения-деформации (для низкой скорости деформации). Вязкость связана с площадью под кривой напряжение-деформация . Кривая напряжение-деформация измеряет ударную вязкость при постепенном увеличении нагрузки. Прочность на растяжение измеряется в джоулях на кубический метр (Дж·м ^-3 ) в системе СИ. Чтобы быть прочным, материал должен быть одновременно прочным и пластичным . На следующем рисунке показана типичная кривая напряжения-деформации пластичного и хрупкого материала. Например, хрупкие материалы (такие как керамика), которые прочны, но с ограниченной пластичностью, не являются жесткими; и наоборот, очень пластичные материалы с низкой прочностью также не являются прочными.Чтобы быть прочным, материал должен выдерживать как высокие напряжения, так и большие деформации.

Вязкое разрушение

Разрушение — это разделение объекта или материала на две или более частей под действием напряжения. Инженеры должны понимать механизмы разрушения. Существует разрушения (например, хрупкое разрушение ), которые происходят при определенных условиях без предупреждения и могут вызвать серьезные повреждения материалов. Хрупкое разрушение происходит внезапно и катастрофически без какого-либо предупреждения.Это является следствием самопроизвольного и быстрого распространения трещины . Однако для вязкого разрушения наличие пластической деформации предупреждает о неизбежности разрушения и позволяет принять превентивные меры. Детальному пониманию того, как происходит разрушение материалов, может помочь изучение механики разрушения .

При испытании на растяжение точкой разрушения является точка деформации, в которой материал физически разделяется. В этот момент деформация достигает своего максимального значения, и материал фактически разрушается, хотя соответствующее напряжение может быть меньше предела прочности в этот момент. Пластичные материалы имеют предел прочности при изломе ниже, чем предел прочности при растяжении (UTS), тогда как в хрупких материалах предел прочности при изломе эквивалентен UTS. Если пластичный материал достигает своего предела прочности при растяжении в ситуации с регулируемой нагрузкой, он будет продолжать деформироваться без приложения дополнительной нагрузки, пока не разорвется. Однако, если нагрузка контролируется по смещению, деформация материала может уменьшить нагрузку, предотвращая разрыв. Среди кривых растяжения различных групп материалов можно выделить некоторые общие характеристики.На этом основании можно разделить материалы на две широкие категории; а именно:

Ковкие материалы . Пластичность – это способность материала растягиваться при растяжении. Пластичный материал будет деформироваться (удлиняться) больше, чем хрупкий материал. Пластичные материалы демонстрируют большую деформацию перед разрушением. При вязком изломе перед разрушением происходит обширная пластическая деформация (образование шейки). Вязкое разрушение (разрушение при сдвиге) лучше, чем хрупкое разрушение, потому что перед разрушением происходит медленное распространение и поглощение большого количества энергии.Любой процесс разрушения включает две стадии: образование трещины и распространение трещины в ответ на приложенное напряжение. Характер разрушения сильно зависит от механизма распространения трещины. Говорят, что трещины в пластичных материалах стабильны (т. е. сопротивляются растяжению без увеличения приложенного напряжения). Для хрупких материалов трещины неустойчивы. Это означает, что распространение трещины, однажды начавшись, продолжается спонтанно без увеличения уровня напряжения. Пластичность желательна при высоких температурах и высоких давлениях в реакторных установках из-за дополнительных нагрузок на металлы.Высокая пластичность в этих применениях помогает предотвратить хрупкое разрушение.
Хрупкие материалы . Хрупкие материалы при воздействии напряжения разрушаются с небольшой упругой деформацией и без значительной пластической деформации. Хрупкие материалы поглощают относительно мало энергии до разрушения, даже высокопрочные. В хрупком изломе ( транскристаллитный скол ) перед разрушением не происходит видимой пластической деформации. В кристаллографии спайность — это склонность кристаллических материалов раскалываться по определенным кристаллографическим структурным плоскостям. Любой процесс разрушения включает два этапа: образование трещины и распространение трещины в ответ на приложенное напряжение. Характер разрушения сильно зависит от механизма распространения трещины. Для хрупкие материалы , трещины неустойчивые . Это означает, что распространение трещины, однажды начавшись, продолжается спонтанно без увеличения уровня напряжения. Трещины распространяются быстро (со скоростью звука) и возникают с большими скоростями – до 2133,6 м/с в стали. Следует отметить, что меньший размер зерна, более высокая температура и более низкое напряжение уменьшают возникновение трещин.Более крупный размер зерна, более низкие температуры и более высокое напряжение способствуют распространению трещин. Существует уровень напряжения, ниже которого трещина не будет распространяться ни при какой температуре. Это называется нижним напряжением распространения трещины. При хрупком разрушении поверхность разрушения относительно плоская и перпендикулярна направлению приложенной растягивающей нагрузки. В целом, хрупкое разрушение требует трех условий:
- Дефект, такой как трещина
- Напряжение, достаточное для развития небольшой деформации в вершине трещины
- Температура на уровне или ниже DBTT

См. также: Температура вязко-хрупкого перехода

См. также: Коррозионное растрескивание под напряжением

См. также: Водородное охрупчивание

Керамика и твердые, хрупкие материалы

BASF и Entegris выпустили совместный пресс-релиз, в котором объявили о продаже бизнеса Precision Microchemicals компании Entegris.Сделка была завершена 30 ноября 2021 года. Подробнее. />/> По вопросам продажи, технической поддержки или для размещения заказа,
, пожалуйста, свяжитесь с Entegris. />

Керамические материалы представляют собой неорганические неметаллические материалы, изготовленные из соединений металла и неметалла. Керамика может быть кристаллической или некристаллической, прочной, жесткой, хрупкой, химически инертной и не проводят тепло или электричество, но свойства сильно различаются.

Керамика прочна на сжатие и слаба на сдвиг и растяжение, что затрудняет ее распиловку, шлифовку, притирку и полировку.Кристаллическая керамика изготавливается с использованием различных процессов формования, тогда как некристаллическая керамика, представляющая собой стекло, обычно формируется из расплавов. Оба типа керамики требуют алмазного инструмента для обработки и алмазных суспензий для полировки и отделки. Некоторые примеры керамических типов и областей применения:

Керамический тип	Заявка
Титанат бария	Элементы хранения данных
Висмут Стронций Кальций Оксид меди	Высокотемпературный сверхпроводник
Оксид бора	Бронежилет
Нитрид бора	Смазка или абразив (в зависимости от типа кристалла)
Фаянс	Тарелки и кружки
Феррит	Трансформаторы (магнитные сердечники)
Цирконат титанат свинца (PZT)	Ультразвуковой преобразователь
Диборид магния (MgB2)	Сверхпроводник
Фарфор	Товары для дома
Сиалон (кремниевый оксинитрид алюминия)	Химическая промышленность (обработка расплавленного цветного металла)
Карбид кремния (SiC)	Абразивный огнеупорный материал, токоприемник в микроволновой печи
Нитрид кремния (Si3N4)	Абразив
Стеатит (силикаты Mg)	Электрический изолятор
Карбид титана (TiC)	Часы с защитой от царапин/тепловой экран для повторного входа в шаттл
Оксид урана (UO2)	Топливо для ядерных реакторов
Оксид иттрия-бария-меди (YBa2Cu3O7-x)	Высокотемпературный сверхпроводник
Оксид цинка (ZnO)	Полупроводник/Варистор
Диоксид циркония (ZnO2)	Автомобильный кислородный датчик и топливные элементы
Частично сабилизированный цирконий (PSZ)	Менее хрупкая керамика — подшипники и компоненты в тяжелых абразивных средах

Приложения

Инженерам по керамике и твердоломким материалам, научно-исследовательскому и производственному персоналу рекомендуется связаться с Chemetall Precision Microchemicals для получения подробной информации.

Продукция по отраслям————————— Аэрокосмическая промышленностьОбработка алюминияПриборыАвтомобилестроениеКерамика и твердые и хрупкие материалыХимическая и нефтехимическая обработкаРулонХолодное формованиеПища и напиткиСтеклоТяжелое оборудование: сельскохозяйственное и внедорожноеHVACГлавная , Личная гигиена и косметикаПритирка и полировка, промышленныеСветодиоды (LED) и широкополосные материалыМашиностроение и производство металловМагнитные головки, записываемые носители/жесткие дискиПоверхность металлаВоенные/оборонаОптические и электрооптические компонентыФармацевтика/нутрицевтикаПереработка пластмассТехнологии гальваникиЦеллюла и бумагаПолупроводникиСолнечные компонентыИнструментальные штампы и пресс-формыТранспорт и техническое обслуживание флота

Как справиться с хрупкостью керамических материалов?

Как известно, у керамических материалов есть общий фатальный недостаток – хрупкость.Хрупкость керамических материалов определяется химической связью и ее микроструктурой и является неотъемлемой характеристикой керамических материалов. В следующих параграфах мы обсудим хрупкость керамических материалов и способы их улучшения.

Почему керамика хрупкая?

Керамические материалы представляют собой поликристаллические структуры, состоящие из ионных или ковалентных связей, поэтому в них отсутствуют системы скольжения, которые могут деформировать материалы. В процессе подготовки неизбежно оставление микродефектов на поверхности материала, которые могут стать источником трещин.Как только материал подвергается внешней нагрузке, напряжение будет сосредоточено в вершине этих трещин. В керамических материалах, если нет другой системы, которая может потреблять внешнюю энергию, может обмениваться только новая свободная энергия. Так называемая новая свободная энергия представляет собой энергию, поглощаемую новой поверхностью, образованной распространением вершины трещины, что приводит к быстрому распространению трещины и так называемому хрупкому разрушению.

Как повысить хрупкость керамики?

Хрупкость керамических материалов в значительной степени влияет на надежность и постоянство свойств материала. Поэтому ключевой работой многих исследователей керамики является изучение хрупкости керамических материалов и предложение эффективных способов ее улучшения. Следующее сделает для вас простую сортировку данных.

1. Создание слабой интерфейсной системы в керамических материалах

Поскольку в керамических материалах нет механизма, способного поглощать внешнюю энергию, можно ли искусственно создать в керамических материалах какие-то слабые межфазные структуры, чтобы распространение трещин могло поглощать внешнюю энергию за счет их диссоциации, не повреждая весь материал? После многих лет практики есть много возможных решений.

* Композиты с керамической матрицей, армированные D

Волокна (или вискеры) определенным образом добавляются в керамическую матрицу. С одной стороны, высокопрочное волокно (вискер) может разделить дополнительную нагрузку; с другой стороны, слабый интерфейс между волокном (или вискером) и керамической матрицей можно использовать для создания системы поглощения внешней энергии, чтобы улучшить хрупкость керамических материалов.

Например, композиты с керамической матрицей могут быть нанесены на компоненты Leap, CMC, введенные в облицовку корпуса турбины двигателя.Усовершенствованный двигатель требует гораздо меньше охлаждающего воздуха, чем жаропрочные сплавы на основе никеля, и имеет меньший удельный вес, что позволяет экономить около 15 процентов топлива, используемого в предыдущих двигателях.

* Композитные керамические материалы

Если два вида разных материалов соединяются вместе, напряжение должно создаваться между двумя материалами из-за их разных коэффициентов теплового расширения и модуля упругости, а напряжение на границе раздела зерен является основной причиной слабой поверхности раздела. Многие исследования показали, что если наноразмерные зерна одного вещества существуют в микронных зернах другого вещества, что известно как нано-микронная внутрикристаллическая рекомбинация, их прочность и ударная вязкость неожиданно улучшаются.

Например, исследования показали, что добавление нанокарбида кремния (5%) и квадрооксида циркония (15%) в матрицу из оксида алюминия позволяет достичь прочности 1200 МПа (прочность обычных керамических материалов из оксида алюминия составляет всего около 300 Ма).

* Самозатвердевающий керамический материал

Как упоминалось выше, в матрицу керамики добавляют волокна или вискеры для ее упрочнения и повышения жесткости. Однако трудно добиться равномерного распределения волокон или нитевидных кристаллов в гранулированной керамической матрице с большим коэффициентом удлинения, что приводит к дисперсии свойств композита.Поэтому люди предполагают, что если в матрице керамики можно сформировать форму с определенным соотношением сторон, то можно добиться того же эффекта, что и при армировании керамики волокном или вискером.

Таким образом, часть керамического корпуса может сама по себе создавать определенное соотношение сторон посредством специальной обработки. Например, небольшое количество жидкой фазы в процессе спекания глиноземной керамики может вызвать анизотропный рост зерен глинозема, в то время как прочность и ударная вязкость глиноземных керамических материалов могут быть значительно улучшены за счет формирования большого количества стержнеобразных кристаллов с большое соотношение сторон в матрице оксида алюминия.

* Многослойные композитные материалы

Идея ламинированного композитного материала выдвигается из микроструктуры раковины в природе, то есть два материала с разными компонентами укладываются друг на друга, образуя многослойный ламинированный композит с параллельными интерфейсами. Структура материала конструкции образца имеет множество слабых поверхностей раздела, перпендикулярных направлению напряжения. Эти слабые поверхности раздела являются основной причиной искажения основного пути распространения трещины, а также важным фактором повышения ударной вязкости материала.В то же время из-за разных материалов с обеих сторон слоя остаточное напряжение должно создаваться из-за разницы в модуле упругости и коэффициенте теплового расширения между ними, и это остаточное напряжение в определенном пределе является основной причиной для армирования и упрочнения.

2. Циркониевый закаленный керамический материал

С тех пор, как была выдвинута идея керамической стали, исследования керамических материалов, упрочненных диоксидом циркония, процветали. Соединения циркония имеют три типа кристаллов: кубический при высокой температуре, тетрагональный при средней температуре, моноклинный при нормальной температуре.Однако тетрагональный диоксид циркония мезотермического типа может оставаться стабильным при комнатной температуре в условиях ингибирования внешнего стресса. Как только материал подвергается внешней силе, удерживаемый мезостабильный тетрафазный диоксид циркония претерпевает фазовый переход. В процессе фазового перехода будет поглощаться определенная энергия, что несомненно играет роль в потреблении внешней энергии. В то же время в процессе фазового превращения произойдет изменение объема на 3% ~ 5%. В результате вокруг вершины трещины будут образовываться крошечные трещины, что является проявлением увеличения ударной вязкости материала.

Следовательно, фазовый переход диоксида циркония будет способствовать увеличению прочности и ударной вязкости материала. Эта характеристика диоксида циркония делает его очень эффективной добавкой для упрочнения и упрочнения керамических материалов, таким образом образуя серию упрочняющей керамики на основе диоксида циркония. Тетрагональный поликристалл диоксида циркония (TZP) является одним из наиболее важных керамических материалов, упрочненных диоксидом циркония, который, как считается, обладает лучшими механическими свойствами при комнатной температуре.

3.Функционально-градуированный материал

В процессе нанесения керамического покрытия градиентное изменение состава покрытия часто необходимо для получения керамического покрытия с хорошими характеристиками и высокой прочностью сцепления, чтобы получить более толстое покрытие или из-за большой разницы в термических и механических свойствах между металлом. матрица и керамическое покрытие.

4. Нанокерамический материал

С точки зрения микроструктуры существует прямая зависимость между размером зерна и свойствами материала.Когда размер зерна керамического материала достигает наноуровня, характеристики керамического материала, очевидно, будут превосходными. Например, частично стабилизированная керамика из диоксида циркония изготавливается из порошков твердого раствора 3% (моль) оксида иттрия и диоксида циркония посредством атмосферного спекания, при котором оксид гадолиния диспергируется в диоксиде циркония в виде мелких кристаллов со средним диаметром 0,3 мкм. При нагревании выше 1200 ℃ керамика из диоксида циркония может удлиняться при определенной скорости растяжения 12%.

Тестирование и анализ: Фрейман, Стивен В., Mecholsky Jr., John J.: 9780470155868: Amazon.com: Books

Поддерживает использование и разработку прочных, устойчивых к разрушению и механически надежных керамических материалов

Разрушение хрупких материалов подробно излагает ключевые научные и инженерные концепции, лежащие в основе выбора процедур испытаний на вязкость разрушения, определение прочности и прогнозирование надежности. С помощью этой книги читатели могут уверенно тестировать и анализировать широкий спектр хрупких материалов, чтобы наилучшим образом использовать существующие материалы, а также поддерживать разработку новых материалов.Авторы объясняют важность микроструктуры в этих определениях и описывают использование количественной фрактографии в анализе отказов.

Разрушение хрупких материалов относится к широкому спектру керамических материалов (т. е. любого неорганического неметалла), включая полупроводники, цементы и бетон, оксиды, карбиды и нитриды. Книга охватывает такие темы, как:

Основные принципы механики разрушения, лежащие в основе испытаний и процедур анализа хрупких материалов
Теория и механизмы роста трещин, вызванных воздействием окружающей среды
Испытания механики разрушения для определения сопротивления материала быстрому разрушению
Методы испытаний и анализа для оценки прочности керамики
Методы анализа процесса разрушения на основе количественных измерений поверхности разрушения
Влияние микроструктуры материала

На протяжении всей книги рисунки и иллюстрации помогают читателям понять основные понятия и методы.Этот текст, изобилующий примерами из реальной жизни, позволяет инженерам и ученым-материаловедам и керамистам выбирать и применять оптимальные методы испытаний для своих конкретных исследовательских нужд, а затем точно анализировать результаты.

Разница между пластичными и хрупкими материалами с кривой напряжения-деформации | by Information Palace

В машиностроении каждый материал должен выдерживать внешние нагрузки различного характера, такие как повторяющиеся, непрерывные и флуктуирующие. Материалы используются для различных целей в зависимости от требуемых свойств конечного продукта.Так как же материал отреагирует на внешнюю нагрузку? Чтобы узнать ответ на этот вопрос, разделим материалы на две категории — хрупкие и пластичные.
Когда материал подвергается внешней растягивающей нагрузке, существует предел, до которого материал может выдерживать нагрузку. После этого предела материал определенно подвергается деформации или разрушается. Некоторые материалы в этот момент подвергаются пластической деформации (материал будет постоянно менять свою форму, даже если снять напряжение), а другие мгновенно разрушатся.Материалы, которые претерпевают пластическую деформацию перед разрушением, пластичны, а материалы, не испытывающие пластической деформации, являются хрупкими, т. е. мгновенно разрушаются.
Пластичность и пластичность материалов
Пластичность — это физическое свойство материала, благодаря которому его можно растянуть в проволоку без разрыва. Другими словами, способность изгибаться при приложении внешнего напряжения.

Пластичные материалы — это материалы, которые легко вытягиваются в провода. Многие из металлов являются лучшими примерами пластичных материалов, таких как медь, золото и серебро.Другой металл, такой как алюминий, не является пластичным материалом. Пластичность материала зависит от температуры. Обычно при нагревании металлов их хрупкость снижается. При повышении температуры дислокации перемещаются, за счет чего происходит пластическая деформация и, следовательно, улучшается пластичность. С другой стороны, некоторые неметаллы при нагревании становятся пластичными.
Хрупкие материалы
Материалы, которые легко ломаются или ломаются, известны как хрупкие материалы. Эти материалы не выдерживают постоянной внешней нагрузки. Они мгновенно ломаются при приложении нагрузки, без какой-либо пластической деформации после создания звука. Примеры хрупких материалов включают стекло и керамику.
Общие черты пластичных и хрупких материалов:
Оба связаны с пластической деформацией при растяжении.
Оба свойства зависят от температуры, т. е. если материал пластичен при комнатной температуре, то он может превратиться в хрупкий материал при ограничении температуры до 0 градусов Цельсия. Точно так же при высокой температуре хрупкий материал становится пластичным.
Различия между пластичным и хрупким материалом
Определение
Пластичный: материал, который можно легко согнуть или из которого можно вытянуть проволоку.
Хрупкий: материал, который мгновенно ломается при приложении внешней нагрузки.
Деформация
Пластичность: Такой материал подвергается пластической деформации перед разрушением.
Хрупкий: этот материал демонстрирует нулевую пластическую деформацию после нагрузки и мгновенно ломается.
Удлинение
Пластичность: при растягивающем напряжении процентное удлинение до разрыва у этих материалов выше.
Хрупкий: Они показывают очень меньшее процентное удлинение перед разрушением.
Поглощение энергии перед разрушением
Пластичность: при растягивающей нагрузке они могут поглощать больше энергии до разрушения.
Хрупкий: очень небольшое количество энергии поглощается такими материалами перед разрушением.
Операции формовки
Пластичные: такие материалы могут подвергаться операциям формовки металлов, таким как прокатка, волочение или гибка.
Хрупкие: они не выдерживают никаких операций формовки.
Кривая напряжения-деформации
Площадь под кривой на графике напряжения-деформации обозначает энергию, поглощаемую материалом.

Факторы, влияющие на свойства материалов
Пластичность: способность волочить провода зависит от температуры.
Хрупкость: Хрупкость зависит от приложенного напряжения.
Внешний вид после разрушения

Примеры
Ковкий: медь, мягкая сталь, резина, золото, серебро и металлы.
Хрупкие: стекло, керамика, лед, чугун, бетон и камень.
Заключение
Таким образом, пластичные материалы — это материалы, из которых можно вытягивать провода. С другой стороны, хрупкие материалы твердые, но они не выдерживают нагрузки, поэтому мгновенно ломаются. Кроме того, срок службы пластичных материалов после приложения нагрузки выше, чем у хрупких материалов. Кривая напряжения-деформации для пластичного материала охватывает большую площадь, чем для хрупкого материала, по той причине, что хрупкий материал мгновенно ломается.
Не забудьте оставить ценный комментарий к этой записи и поделиться с близкими.Чтобы быть в курсе Information Palace , укажите адрес электронной почты в поле ниже и подпишитесь. Кроме того, если вы хотите узнать о наночастицах оксида цинка, ознакомьтесь с нашей конструкцией «Свойства и применение наночастиц оксида цинка».

Хрупкое или пластичное: секреты критической фиктивной температуры

Стекло не обязательно должно быть хрупким.

В статье, опубликованной в Интернете в журнале Nature Communications, команда Йельского университета и ее сотрудники предлагают способ прогнозирования того, будет ли данное стекло хрупким или пластичным — желательное свойство, обычно связанное с такими металлами, как сталь или алюминий, — и утверждают что любое стекло может иметь любое качество.

Под пластичностью понимается пластичность материала или его способность изменять форму без разрушения.

«Большинство из нас думает, что стекла хрупкие, но наше открытие показывает, что любое стекло можно сделать пластичным или хрупким», — сказал Ян Шроерс, профессор машиностроения и материаловедения в Йельском университете, который руководил исследованиями с Golden. Кумар, профессор Техасского технологического университета. «Мы определили особую температуру, которая говорит вам, образуете ли вы пластичное или хрупкое стекло. ”

По их словам, ключом к формованию пластичного стекла является его быстрое охлаждение. Насколько быстро, зависит от природы конкретного стекла.

Сосредоточившись на новой группе стекол, известных как объемные металлические стекла (BMG) — сплавы или смеси металлов, которые могут быть чрезвычайно гибкими, но в то же время такими же прочными, как сталь, — исследователи изучили влияние так называемой критической фиктивной температуры. (CFT) на механические свойства стекол при комнатной температуре.

При формовании из жидкости существует температура, при которой стекло становится слишком вязким для реконфигурации и застывает.Эта температура называется температурой стеклования. Основываясь на экспериментах с тремя репрезентативными объемными металлическими стеклами, исследователи заявили, что для каждого отдельного сплава также существует критическая температура, которая определяет хрупкость или пластичность стекла. Это ЦФТ.

Исследователи заявили, что можно разделить стекла на две группы: те, которые будут хрупкими, потому что в жидкой форме их КТП выше температуры стеклования, и те, которые будут пластичными, потому что в жидкой форме их КТП ниже температуры стеклования. температура перехода.

Ранее считалось, что только химический состав жидкости определяет, будет ли стекло хрупким или пластичным.

«Это не так, — сказал Шроерс. «Мы можем сделать любое стекло теоретически пластичным или хрупким. И именно критическая фиктивная температура определяет, насколько экспериментально сложно изготовить пластичное стекло. Это главный вклад этой работы».

Открытие теоретически применимо ко всем стеклам, а не только к металлическим стеклам, сказал он.

«Стекло может иметь совершенно разные свойства в зависимости от скорости его охлаждения, — сказал Шроерс. «Если вы охладите его быстро, он станет очень пластичным, а если вы охладите его медленно, он станет очень хрупким. Мы ожидаем, что наше открытие будет способствовать разработке пластичных стекол и в целом способствовать более глубокому пониманию формирования стекла».

Этот материал перепечатан из материалов Йельского университета с редакционными изменениями, внесенными Materials Today.