КИНЕТИЧЕСКИЙ АКТ СПЕКАНИЯ И СМАЧИВАНИЯ В ПРЕДЛАГАЕМОЙ МОДЕЛИ. ТРЕНИЕ
В традиционной модели для спекания двух образцов достаточно установление химических связей через границу и структурная подстройка тонких нанапленок, практически внешних монослоев. В предлагаемой модели с Fст-дальнодействиями потребуется еще и установление "Fст-связей" через поверхность раздела, то есть согласования Fст-полей двух фаз и объединения их в единое поле. Так как радиус дальнодействия структурных эффектов R имеет величину порядка 1 мкм, то для такого согласования Fст-полей требуется согласование структуры двух фаз на глубину 1мк, тоесть структурная подстройка, приближающаяся к рекристаллизации, на глубину 1 мкм. Это согласуется с данными опыта; при спекании действительно часто выявляется прорастание зёрен одного образца в глубь другого образца, то есть рекристаллизация [193-196]. Температура активного спекания соответствует температуре рекристаллизации, то есть условиям, при которых проявляется уже заметный рост зерна. Так, для железа средней чистоты как температура активного спекания, так и температура рекристаллизации составляют приблизительно 700 oС. При охлаждении техническое спекание, как и рекристаллизация, практически прекращаются с переходом металла в хрупкое состояние. Для анализа спекания в предлагаемой модели существенно следующее: при потенциале (2.1) интенсивность Fст-взаимодействий в поверхностных слоях одной фазы и Uст уменьшается в результате приближения другой фазы, структура которой не согласована с первой; два несогласованных Fст-поля могут взаимно ослаблять, гасить друг друга, а два согласованных поля взаимно усилятся. Понижение энергии Uст при сближении образцов означает их "Fст-отталкивание" и отрицательный вклад структурных взаимодействий в адгезию. Не слишком большие внешние силы, сближающие образцы, в этом случае могут уравновеситься на расстоянии этим "Fст-отталкиванием", и молекулярный или атомарный контакт не образуется. В предлагаемой модели возможно скольжение одной фазы по поверхности другой, "как на магнитной подушке", без молекулярных контактов и без образования химических связей через границу. Именно такое скольжение фаз необходимо, чтобы моделировать реальные процессы трения твердых тел. Наоборот, в традиционной модели даже малое усилие P, сжимающее образцы, может уравновеситься на границе лишь силами межмолекулярного или межатомного отталкивания частиц, которые появляются только на малых расстояниях, и лишь после образования связи; любое сжатие P образцов означает, следовательно, молекулярный или атомарный контакт фаз, образование межчастичных связей через границу и спекание как минимум на части P/Po площади контакта. Достаточно очевидно, что в рамках традиционных представлений невозможно описать или смоделировать также обычное трение твёрдых поверхностей с коэффициентом трения к = fтр/P порядка 0,1-1 [121]. В точках контакта фаз в модели будет протекать образование новых связей через границу, то есть спекание, и трение двух отдельных образцов быстро перейдёт в пластическую или вязкую деформацию их объединяющейся массы. Чтобы получить в модели процесс, приближающийся к реальности, необходимо ввести какое-то отталкивание фаз на расстоянии, за счёт не межмолекулярных или межатомных сил, но за счёт каких-то качественно иных взаимодействий, подобное упомянутому отталкиванию дальнодействующих Fст-полей, чтобы стало возможно скольжение поверхностей, "как на магнитной подушке", без молекулярного контакта. Реальные процессы трения дают много интересных нетривиальных закономерностей [121] по зависимости силы трения от давления P, от скорости скольжения, материала поверхностей, включая случаи аномально лёгкого скольжения (как по льду) и случаи повышенной величины силы трения, по влиянию плёнок смазки и др. На более твёрдой из трущихся поверхностей обычно остаются чешуйки материала более мягкой поверхности и др. Ясно, что не удастся построить молекулярную модель подобных явлений в рамках традиционной теории. На основе представления об Fст-отталкивании фаз становится понятной и наблюдаемая очень сильная зависимость скорости спекания от величины давления P. При спекании взрывом удаётся спечь даже алмазы за небольшое время прохождения ударной волны [192]. При прессовании давлением порядка 104 атм порошки железа спекаются при комнатной темературе практически со скоростью прессования. В предлагаемой модели небольшие сжимающие усилия P полностью уравновесятся Fст-отталкиванием без молекулярного контакта; лишь при больших значениях Р, превышающих Fст-отталкивание, наступит контакт по большим площадкам, приводящий к интенсивной рекристаллизации и спеканию.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «КИНЕТИЧЕСКИЙ АКТ СПЕКАНИЯ И СМАЧИВАНИЯ В ПРЕДЛАГАЕМОЙ МОДЕЛИ. ТРЕНИЕ» з дисципліни «Про кризу кінетичної теорії рідини і затвердіння»
