КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ
МАТВИЕНКО ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ
КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ
ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ
СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU
жать долговечность и вызывать растрескивание масло- и топливопровода и различ-
ных полимерных материалов, в том числе тефлона, как известно исключительно
инертного к каким-либо воздействиям среды в отсутствие механических напряже-
ний.
При рассмотрении условий разрушения реального твердого тела уже был упо-
мянут важный структурный параметр, определяющий его прочность — размер за-
родышевой трещины разрушения 𝑙𝑐, входящий в уравнение Гриффитса. В ряде
случаев, особенно при разрушении хрупких тел, например, стекла, такие зароды-
шевые микротрещины могут находиться в твердом теле до приложения нагрузки;
их появление чаще всего связано с поверхностными дефектами, например царапи-
нами.
В пористых телах очевидные дефекты — это поры, причем определяющую роль
при разрушении играют, в соответствии с формулой Гриффитса, самые крупные из
них. Но и в отсутствие явных полостей в реальном гетерогенном материале имеют-
ся, как правило, ослабленные границы между частицами разных фаз (особенно при
наличии хрупких наполнителей), а также другие микро- и макронеоднородности.
Размеры таких неоднородностей определяют в таком случае эффективное значение
параметра в знаменателе формулы Гриффитса.
Границы зерен в поликристаллическом теле дают самый яркий пример влияния
реальной дефектной структуры на степень проявления адсорбционного понижения
прочности. Примером такого эффекта является разрушения зерен цинка в присут-
ствии галлия (рис. 94).
Рис. 93. Разрушение цинка по границам зерен в присутствии галлия
Как видно разрушение идет в основном именно по границе зерен.
В качестве предельного случая такого облегченного распространения трещин
по границам зерен может рассматриваться выполнение условия Гиббса —Смита
— условия термодинамической выгодности образования жидкой прослойки вдоль
границы зерна. Если оно соблюдается для значительной части границ зерен, то
жидкая фаза самопроизвольно, в отсутствие внешних механических воздействий
распространяется (внедряется в виде фазовых прослоек) по системе границ зерен.
Поверхностная энергия твердого тела может быть понижена не только измене-
нием поверхностного натяжения благодаря адсорбции, а также изменением поля-
ризации поверхности, согласно уравнению Липпмана:
−
𝑑𝜎
𝑑𝜙
= 𝜌
𝑠
(162)
где 𝜌
𝑠
– поверхностная плотность заряда.
112
Достарыңызбен бөлісу: