Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна - Бальшин М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
/ /K==]/O/a = УЩ?г «= V7?i\
vlvK=tJl=Wz. (111,24)
Величина со— безразмерной доли деформированного объема частиц также может быть различной при уплотнении анизотропной укладки частиц в разных направлениях. Из формулы (III, 8а) следует, что 2=аед. Поэтому можно переписать систему формул (III, 23, а, б, в) следующим образом:
(CZ1 -f-a2 + а3)/3 ="аи = О2 da/dft « О2 Z; Zd(UJd® — Z1 + za + z3;
«і« Oa Z1; аа « #2 Z2; а3 « О2 Z3. (Ш.25)
В этой системе уравнений при zi>zz>Zs, по меньшей мере, г»>1, 23<1. Из формул (111,22), (111,8) следует, что
08<а<0; 03<02z<0; z>l, (Ш'26)
Таким образом вся разница между двумя концепциями, выраженными формулами (III,25) и * • что в одном случае г>1 в некоторых направленияА [формула (Ш.25)], в другом [формула (111^jW * всех направлениях. А эта разница не принципиальная. В обоих случаях возникают два вопроса: I) ка*°" ^Cl р ческий смысл значения коэффициента консолидации Z^».
70
2) каким образом осуществляется столь высокая степень консолидации?
Если прочность связи нескольких волокон или их отрезков между собой больше прочности каждого из волокон, то в этом случае коэффициент консолидации г>1. В самом деле, рис. 12 изображает в разрезе три нити или отрезки трех нитей (звенья связи) между двумя бывшими контактными узлами, в которых в результате полного слияния и рекристаллизации при спекании плотностью исчезли границы между нитями. Такие случаи неоднократно наблюдались при спекании волокон [11,33]. Нетрудно видеть, что в таком узле критическое сечение в месте стыка самое сильное, а не самое слабое, и перестает быть критическим. Оно равняется сумме сечений трех нитей. Вероятность того, что отрезки нитей будут одинаковой длины, ничтожно. Поэтому, например, при растяжении отрезки нитей будут рваться один за другим. Первым порвется самый короткий, последним — самый длинный отрезок. Если относительная плотность системы рис. 12 #=0,15, то прочность ств/ (о*в) к =» 0,15 • 1 /3 =0,045, т. е. в два раза больше максимальной по формуле ObI(Ob)к»0.152 = 0,0225. В этом случае условное значение z«=0,045/0,0225, расцененное по формуле
г шш а/#а я 0B/[(oB)Kfla] - 2. (?27)
Таким образом, значение коэффициента консолидации г>1 имеет реальный физический смысл — прочность
71
связи между частицами выше прочности самиу , Рис 12 объясняет, каким образом э? пооиг?™Час> сомненно, что во всяком случае г>Г хотя колГТ' Не-ное вычисление г по формуле (III 27)' ті иКа0Личесті*н. статистики потеряло Von ^!^^^S^ приведенный на рис. 12, вышел за рамки этой стЖ™' ческой теории и ждет разработки новой статиад^ї теории, основанной на других принципах «ческой
Особо высокие значения г наблюдаются в случя* спекания систем с образованием жидкой фазы напоим™ системы из смеси волокна молибдена с 10—15% (объ емн.) медного волокна (рис. 13). На рис. 13 показан поо-дольный разрез участка из трех нитей (или отрезков нитей) молибдена между двумя контактными узлами. Линиями показан молибден, точками—расплавленная медь, располагающаяся в приконтактных участках. В этом случае сечение приконтактных и контактных участков заметно больше суммы сечений всех трех молибденовых нитей. Поэтому для схемы рис. 13 также г>\.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
1. То, что принято называть свойствами пористого тела,'—на самом деле только условные характеристики некоторой пористой конструкции из компактного материала. Эти характеристики относят к условным, заведомо искаженным характеристикам пористого тела. Главные из этих параметров — номинальная длина пористого тела 1К и нормальное к ней номинальное сечение. Остальные условные параметры являются сравнительно простыми функциями этих двух основных и относительной плотности О (например, номинальные объем, отношение длины к сечению и т. п.). Действительный путь процесса в пористом теле / заведомо больше I«, сечение действительной концентрации процесса Ля заведомо меньше номинального сечения. Поэтому реальный безразмерный параметр Щк пористого тела не только дает юияе о действительной длине пути процесса в пористом но и является масштабным фактором, сколько раз условная характеристика в данном случае
скорость о процесса, например Р^пР^^^Гок искажена по сравнению с истинной скоростью звука
в веществе тела (v/Vk^Ik/')-
72
Таким образом, можно, зная отношение условно™ свойства пористого тела к свойству компактного опое* делить масштаб искажения и, наоборот, зная масштаб искажения и свойство компактного тела, определить w ловное свойство пористого тела. Другой важнейший параметр пористого тела — критическая доля а (сечения объема) — также масштабный фактор, определяющий например, масштаб искажения номинального модуля упругости E по отношению к модулю упругости ?к компактного металла (а=?/?к).
2. Любое свойство индивидуального пористого образца имеет масштаб искажения, отличающийся по величине от масштаба других образцов (даже при одинаковых материале и пористости). Более того, разные свойства одного и того же материала имеют различные масштабы искажения. Тем не менее, зная одно из свойств пористого образца, например электропроводность, можно вычислить около десятка других (теплопроводность, скорость звука, модуль упругости, модуль объемного сжатия, модуль сдвига,, коэффициент Пуассона и др.). Это положение можно назвать первым правилом единства свойств пористого тела. Оно базируется на следующих предпосылках:
