Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна - Бальшин М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
4. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССАХ КОНСОЛИДАЦИИ
Консолидация, т. е. получение ^ZZrScn^e" из отдельных обособленных частиц, °2^ствляется да в результате необратимой ^Ф°Рм!^Идеформации консолидируемого тела. НекоторойдстепениДеФ°Р я сплошного компактного тела всегда соответствует
же степень деформации каждого его структурного эле мента. У пористого тела деформация осуществляется и за счет деформации каждого его структурного элемента (внутричастичная) и за счет взаимного смещения (сдвига, разрыва связей) этих элементов (межчастичная)* Так, например, в начальной стадии уплотнения при прессовании порошков 1% необратимой межчастичной деформации может соответствовать иногда меньше, чем 10-*% необратимой внутричастичной, Смещение частиц при уплотнении сопровождается изменением координационного числа структурных элементов, находящихся в контакте с одним из них.
Разнообразные методы получения консолидацией материалов с неорганизованной структурой можно свести в конечном счете к различным сочетаниям следующих трех основных способов:
1. Консолидация путем переплетения исходных волокнистых частиц между собой. Единственным способом (хотя и в нескольких различных вариантах) такой консолидации является получение войлока [4, 5] из металлических, текстильных или бумажных волокон. В этом случае образование контактных узлов при переплетении волокон, в которых взаимное перемещение частиц тормозится трением и механическим зацеплением, является причиной получения цельного войлочного тела из отдельных структурных элементов.
2. Различные варианты уплотнения с приложением к консолидируемому телу извне уплотняющих сил (например, прессование, горячее прессование, вибрационное уплотнение и др.). При этом в конечном счете уплотнение сводится к перемещению материи к контактным узлам с соответствующим ростом контактной поверхности.
3. Различные варианты спекания. Спекание без приложения внешнего давления возникает под действием внутренних напряжений, связанных по меньшей мере в первых стадиях процесса с неполнотой контакта между частицами консолидируемого тела. В конечном счете спекание сводится к переносу массы к контактным узлам тела (который не обязательно сопровождается уплотнением и может ограничиться только увеличением степени контакта) *.
• В монографин «Физика спекания» [6] Я. Е. Гегузин отмечает,
29
между частицами. контактной поверхности
промежутками, поперечные размеры которые н^ превышают радиуса действия молекулярных сил. Взаимный контакт между частицами осуществляется непосредственно или через тонкие пленки примесей.
Напряжения как внутри тел (частиц), так и от одного тела (частицы) к другому могут передаваться только посредством молекулярных сил. Поэтому вышеуказанное определение можно заменить следующим равносильным ему [2]: контактная поверхность определяется величиной участков поверхности, через которые передаются напряжения от одного соприкасающегося тела (частицы) к другому.
Контактные участки являются во многих случаях главными (а иногда даже единственными) воротами для перехода энергии и передачи различных процессов от одного тела (частицы) к другому. Так, передача электрического тока от одного тела к другому обычно происходит только в местах контакта. Тепловая энергия от одного тела к другому наиболее интенсивно передается через контактные участки. Процессы химического взаимодействия между твердыми телами во многих случаях протекают преимущественно (а иногда и исключительно) через непосредственный контакт.
Для лучшего понимания контактных явлении в консолидируемых материалах необходимо предварительно изучить их на компактных телах.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бальшин М. Ю. Металлокерамика. ^^???»?
2. Бальшин М. Ю. Порошковое металловедение, металлурги д
3. Биьшнн М. Ю. Порошковая ««^^?^?-«.
4. Айзенкольб Ф. Успехи порошковой металлурги.
«Мртагишпгия». 1969. . . _ .а__1qr7 п 42.
ЙЇТ^ЙГрїї9I а с k W. Ргос. Met. *
Гегузин Я. Е. Физика спекания. Изд-во «Наука», iw».
что термины «спекание» и ^УпЛ0Т^^*0"г]аст^б^Т^ порошка синонимов. В действительности, cn„f/"^"°„oCc консолидацией без и особенно из волокна в ряде ""^^яением.
уплотнения и иногда даже с некоторым разуплот
Контактные участки — главные, йди даже единственные ворота для пепл. дачи напряжений и процессов от тела к телу и от частиц к частицам
ГЛАВА II КОНТАКТ МЕЖДУ ТЕЛАМИ (ЧАСТИЦАМИ)
5. ЕДИНИЧНЫЙ КОНТАКТ. КОНТАКТНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ II КОНТАКТНОЕ СЕЧЕНИЕ. КОНТАКТНОЕ ДАВЛЕНИЕ И ЕГО КОМПОНЕНТЫ
Пусть под действием нагрузки P пирамидальный или же конический твердый индентор с углом при вершине ф внедряется в более мягкое тело, ограниченное плоскостью, перпендикулярной направлению действия нагрузки (рис. 5). Если конический индентор внедрился в тело на глубину h, то контактная поверхность между ними 4'=nA2(tg ф/2)/(cos ф/2). Контактное же сечение Ax в направлении, нормальном к давлению (плоскость
шлифа), равно:
Ax » яАа tg2 ф/2=nhD/2 tg ф/2=itD2/4=A sin ф/2, (11,1)
где hig ф/2 = D/2 — половина диаметра основания отпечатка;
Ax — контактное сечение, в данном случае и сечение плоскости шлифа индентором и проекция контактной поверхности на плоскость шлифа (плоскость контактного сечения). Контактное же давление рк равно:
