Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна - Бальшин М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
Необходимость применения термина «консолидация» диктуется тем, что никакой другой термин не может характеризовать общую сущность многообразных процессов объединения отдельных элементов в цельные тела — например, таких частных процессов, как прессование порошков и волокон, спекание, получение тканей, войлока из неметаллических и металлических волокон и т. п. Например, термин «формование» явно менее пригоден для обозначения этой группы процессов, так как их основной физический смысл не столько в придании формы объединенному телу, сколько в придании ему способности сохранять форму»
Точно так же только термин «консолидированные материалы и тела» пригоден для характеристики исключительно разнообразной продукции, полученной консолидацией,— строительных материалов, керамики, бумаги, неметаллических и металлических тканей и трикотажа, спеченных порошковых и волокнистых материалов и др.
Структурные элементы, из которых получают консолидированные тела, в тех случаях, когда речь идет об их индивидуальном поведении, называют частицами^ Частица— индивидуальное тело с небольшими размерами, по крайней мере в двух измерениях—• порядка от 0,1 мкм до 1 мм, в большинстве случаев 10—100 мкм. Частицы порошков имеют размеры такого же порядка и по третьему измерению —длине. Волокнистые частицы по длине
и
могут иметь гораздо большие размеры Тя* В4 трикотажные изделия могут консолидировался иЛЭ' единственной частицы с длиной порядка 1 км Д 0Й*
Значение процессов консолидации для техники ключается в том, что: а) консолидированные^5^иЛ"" человечество начало изготовлять еще в глубокой ности, раньше любых других искусственно получаЕ материалов; б) в настоящее время консолидированные материалы и изделия стоят йо сравнению с любыми доТ гими на первом месте по выпускаемому количеству по разнообразию ассортимента, свойств и областей применения, по возможности такого сочетания свойств в консолидированных телах, которое немыслимо для других твердых тел; в) методы консолидации весьма перспективны для получения материалов будущего.
Процессы консолидации играют значительную роль в природе при образовании почвы, грунтов, горных пород и др.
Для науки изучение консолидированных материалов представляет большой интерес, так как оно расширяет понимание природы твердого тела. Консолидированные тела иногда отличаются такими особенностями, которые требуют внесения некоторых корректив в обычное определение понятия твердого тела, в соответствии с которыми его отличительными признаками является сохранение постоянства объема, а при условии воздействия не слишком высоких напряжений и постоянство формы. Объем, занимаемый пористыми консолидированными телами, при обжатии может необратимо уменьшаться. Такие консолидированные материалы, как, например, ткани, трикотаж при самых ничтожных усилиях меняют свою форму и близки к жидкостям по своей способности принимать и воспроизводить форму контуров тел, с которыми они соприкасаются.
Основной характеристикой консолидированного твердого тела является то, что оно при изменении формы под действием не слишком больших усилий сохРаняет. как и обычные твердые тела, объем, цельность.н порядок (точнее, очередность) расположения «РУИУР^ІЇ-
МЄНТОВ, ИЗ КОТОРЫХ ОНО СОСТОИТ. Например Щ»ГCBOg«
вании первоначально прямого отреза ткани (что требуе
очень незначительных усилий) он изм^е;"„™ 'LlHHa но сохраняет Цельность и очередность расположения
>5
структурных элементов (например, нить № 4 в такой ткани по-прежнему расположена рядом с нитью № 5). Для некоторых консолидированных тел по сравнению с обычными сплошными твердыми телами понятия обратимая и необратимая деформация теряют свой классический характер. Так, в вышеупомянутом примере свернутая ткань сохраняет порядок расположения структурных элементов, ее легко вновь развернуть и придать ей первоначальную форму. В этом смысле формоизменение можно назвать практически обратимым. Однако трудно назвать эту деформацию обратимой в классическом смысле; так, свернутый кусок ткани после снятия приложенных усилий не разворачивается сам по себе.
Уже давно было показано [1—3], что упругое последействие после снятия приложенных напряжений в порошковых консолидированных прессовках приводит не к чисто упругой, а в подавляющем большинстве случаев и к обратимой деформации. Таким образом, понятие об упругом последействии по отношению к консолидированным материалам также теряет свой классический характер.
При различных процессах консолидации, например прессовании и спекании, имеют место деформация и изменения контакта и связей между структурными элементами, характерные только для консолидируемых, а не для сплошных твердых тел.
Выше было приведено краткое, далеко не полное перечисление некоторых методов консолидации и консолидированных материалов. Они настолько разнообразны и различны, что не имеет смысла их описание в одной монографии. В научной монографии целесообразно рассматривать такие теоретические основы процессов получения и свойств материалов, которые имеют достаточно общих сторон и достаточно выраженную взаимосвязь.
