Градиента потенциала

межзеренное растрескивание); 2) ввод полученных матриц, представляющих собой дискретные аппроксимации исследуемых структур, в ЭВМ, рацбиение их но более крупные ячейки с размерами lk*J-k> J-k = 4, 6, 8, 10, 12, 16, 21, 32 при k = 1,...,8 и построение для каждого разбиения характеристической меры в виде равноячеечного распределения единиц Р (Р, = Mj/ ZMj, где Mj — количество единиц в 1-ой крупной ячейке, ?М — общее количество единиц в матрице крупных ячеек, i = 1,2,3,...,N, N — [64/.Ц]2}; 3) расчет для набора величин q из интервала [-30:40] традиционных МФ-харпктеристик — f(d)-спектров и Dq-спектров размерностей Реньи. Методика позволяет количественно оценивать степень однородности и скрытой упорядоченности структур (описываются соответственно характеристиками l(«)q-4fll И Д^о * P'1'l "~ ^ч <"•- Чем больше f^o, тем однороднее структура, и Чец больше Л4р, тем она упорядоченное. Установлено, что процессы структурной самоорганизации протекают в приповерхностном слое с опережением по сравнению с внутренними объемами материала, что согласуете»! с известным фактом наличия градиента плотности дислокаций в приповерхностном слое. Уменьшение относительной величины поверхностных микродефектов повышает однородность этих процессов и сглаживает их локализацию вблизи дефектов. При этом но Этапе мдкроупругой деформации повышается степень упрочнения и гомогенности приповерхностного слоя (рост ОПц и Oo.z). ° на этане зарождения разрушения появление и рост зародышей трещины происходит при больших напряжениях и деформациях (рост 0В и пластичности). VcTuHosjioiio, что относительному увеличению показателей прочности в 1,04..-1,14 раза, и пластичности в 1,2 раза соответствует относительное увеличение МФ-характеристик D4 (q = 1...40) и а.ш в 1,06 page. При нанесении покрытия из Не коэффициенты корреляции зависимости1 относительного увеличения О,щ и Оц.г и относительного изменения МФ-харпктеристик D^u и ОЦр Превышали 0,99. При нанесении Покрытий Ив Си с h/d < 0,0008...0,001 переходный слой Си-Мо снижает интенсивность процессов структурной самоорганизации в приповерхностном сдое Мо, и увеличению Gnu и СТ() а (Ов и 6 практически не изменяются.) соответствует увеличение D( (q > 2) и Д4о- После h/d 'г D.001 покрытие сиособствует большей пластической деформации материала приповерхностного слоя, и снижению Он и росту пластичности соответствует уменьшение D<(. Точки перелома зависимостей МФ-хорактеристик и механических свойств от h/d совпадают. Это согласуется с данными анализа связи фрактальной размерности зоны предразрушения с механическими свойствами [1]. В обезуглеро-женном поверхностном слое процессы деформации и разрушения протекают более однородно, а инициация разрушения начинается в нем при больших напряжениях и деформациях, по сравнению с материалом необезуглероженного поверхностного слоя. Изменению (ТПц на

При неравномерном распределении плотности тепдового потока по длине парогенерирующей трубы законы изменения температуры стенки и жидкости существенно зависят от знака и абсолютного значения осевого градиента плотности теплового потока dq/dx (рис. 9.12 и 9.13) [192]. При отрицательном значении dq/dx возможно .не только возникновение развитого поверхностного кипения, но и, как видно из рис. 9.13, его прекращение (в правой части гра-

где V — объем конструкции, и пренебрегая наличием незначительного градиента плотности энергии в пределах отдельных элементов конструкции машины, уравнение (1) можно переписать в конечно-разностной форме в виде системы линейных алгебраических уравнений, правая часть которых является функцией возбуждения, действующего в машине [6]:

Расширение канала разряда. На фотограмме в режиме самосвечения (рис. 1.17) канал в ЩГК имеет неоднородную яркость. В центральной части по мере расширения канала выделяется ядро с яркостью, существенно большей, чем на периферии; границы канала несколько размыты. На фотограмме с подсвечиванием наблюдается достаточно резкая смена плотности почернения при переходе от канала к диэлектрику, что указывает на существование высокого градиента плотности вещества на границе раздела канал-твердый диэлектрик. Искровой канал как цилиндрическое образование на щелевых фото-развертках можно наблюдать в течение (2-5)-10"6 с до затемнения фотограммы зоной нарушения сплошности.

где V — объем конструкции, и пренебрегая наличием незначительного градиента плотности энергии в пределах отдельных элементов конструкции машины, уравнение (1) можно переписать в конечно-разностной форме в виде системы линейных алгебраических уравнений, правая часть которых является функцией возбуждения, действующего в машине [6]:

3. Барьерный эффект, связанный с формированием некоторого градиента плотности дислокаций вблизи поверхности и возникающий вследствие реализации разобранных выше облегченных условий деформации [13,14].

ционной способностью, приводящей к перераспределению дислокационной структуры после разгружения образца и приготовления из него тонкой пленки для электронно-микроскопических исследований. Авторами настоящей статьи, например, наблюдалось движение дислокационных петель в фольге из стали Х18Н9Т при просвечивании ее на электронном микроскопе. В связи с этим в работах [4, 5] указывалось на необходимость специального закрепления и стабилизации дислокационной структуры в таких исследуемых объектах, например, облучением высокоэнергетическими пучками электронов или протонов и соответствующим закреплением дислокаций точечными дефектами, или специальными методическими приемами приготовления фольги (например, методом анодного окисления). Нежелательные эффекты релаксации дислокационной структуры вблизи поверхности можно также избежать, изучая специальные модельные объекты, имеющие жесткую кристаллическую решетку. Кристаллами такого типа могут быть ОЦК металлы (особенно VIA группы), а также полупроводниковые материалы с жесткой алмазоподобной решеткой. На рис. 1 и 2 показано образование градиента плотности дислокаций (дискуссионного «debris-слоя» [13, 14]) вблизи поверхности монокристалла Si на начальной стадии деформации, который не могли обнаружить другие исследователи [18—20] на более пластичных материалах.

Рис. 1. Образование градиента плотности дислокаций вблизи поверхности монокристаллического Si при одноосном динамическом сжатии на «Инстроне» , X 270

ми. Показано, что на начальной стадии пластическое течение протекает преимущественно в поверхностных слоях кристаллов. Протекание первой стадии аномального пластического течения приводит к образованию определенного градиента плотности дислокаций вблизи поверхности кристалла, препятствующего работе внутренних объемных источников, и к проявлению барьерного^ эффекта поверхности. Рассмотрены основные методические трудности изучения закономерностей пластического течения вблизи поверхности кристалла. Илл. 2, библ. 20 назв.

Экспериментальные исследования течения газов в капиллярах в условиях свободномолекулярного режима обнаружили отличие измеренной проводимости от рассчитанной по формуле Кнудсена. Одной из причин этога различия является поверхностная диффузия Л_. 5-22]. Она объясняется тем, что при малых значениях плотности адсорбированных на поверхности молекул последние могут рассматриваться как двумерный газ, так что при наличии градиента плотности имеет место двумерный диффузионный поток, описываемый выражением

аМ = аМ^Л1 = —О(ар1ах)Л8, (6.122) где ЛМ т — масса газа, переносимого через нормальную к направлению распространения массы поверхность а8 за время йт при наличии градиента плотности переносимого вещества ар/Лх в сторону ее уменьшения.

Практическая проверка методики была осуществлена на магистральном газопроводе "Средняя Азия - Центр". Потенциально опасные места определялись на основании анализа данных измерения поперечного градиента потенциала, измеренного как до отключения катодной поляризации, так и в различные моменты времени после ее отключения. Следует отметить, что для протяженных конструкций, таких, как магистральные газопроводы, в ряде случаев удобным инструментом электрометрических обследований является измерение не самого потенциала, а его поперечного градиента. При этом проводят измерение разности потенциалов между двумя точками на поверхности земли, одна из которых находится над сооружением, другая - на расстоянии 2-10 м от него.

Таким образом, при наличии высокого градиента потенциала (у очень тонких пленок) прямая пропорциональность между скоростью перемещения ионов и полем сменяется экспоненциальной зави- рис. 29. Схема образования СИМОСТЬЮ. катионных вакансий при

Электростатические силы возникают вследствие болы ого градиента потенциала (напряженности поля) в переходных об-

Данный подход был реализован на практике в виде ряда нормативно- технических документов РАО "Газпром", подготовленных УГНТУ и ВНИИГАЗом. Практическая проверка методики была осуществлена на МГ "о'редняя Азия - Центр". Потенциально спаоные места определялись на основании анализа данных измерения поперечного градиента потенциала, измеренного как до отключения 1сатодной поляризации, так к в различные моменты времени ••••.. после ее отключения. Сле-дуе. отметить, что для протяженных конструкций, таких как МГ, удобным инструментом злека. ометрических обследований является измерение не самого потенциала, а его продольного градиента. При этом проводят измерение разности потенциалов между двумя точками на поверхности земли, одна ив которых находится над сооружением, другая - на расстоянии 2 - 10 ы от него. Полярность имеет обратный знак по отношению к наложенному потенциалу сооружения. При атом опасными,с точки зрения развития КР, считаются участки МГ, на которых после отключения катодной защиты более длительно проявляется ее последействие (за счет формирования катодных обложений), а по прошествии определенного времени на поверхности трубы устанавливается собственный потенциал, более положительный, нежели "естественный" (минус 0,55 В, МСЭ), за счет пассивации стали КБС.

нению с напряжением дуги в СО2 (вследствие меньшего значения градиента потенциала в столбе дуги). В гелии напряжение на 22 — 38 % выше, чем в СО2. Коэффициент расплавления ар в аргоне и гелии на 3 — 5 % меньше, чем в СО2. Коэффициент потерь ц/ на угар и разбрызгивание в аргоне равен 1 — 3 %, в гелии — 7 — 10 %. Расход гелия на 30 — 40 % больше, чем С02 из-за малой плотности.

нению с напряжением дуги в СО2 (вследствие меньшего значения градиента потенциала в столбе дуги). В гелии напряжение на 22 — 38 % выше, чем в СО2. Коэффициент расплавления <хр в аргоне и гелии на 3 — 5 % меньше, чем в СО2. Коэффициент потерь v/ на угар и разбрызгивание в аргоне равен 1 — 3 %, в гелии — 7 — 10 %. Расход гелия на 30 — 40 % больше, чем СО2 из-за малой плотности.

Оч-±5 Пределы измерения градиента потенциала

В таком приближении подразумевается эквипотенциальность электролита в поперечном сечении трубки. В самом деле при достаточно малых г, чтобы можно было принять допущение об зквипотенциальности сечения, имеем /а (rt) f=a rt/2, и тогда (250) преобразуется так, что градиент э. д. с. оказывается равным градиенту потенциала вдоль оси трубки, создаваемому током q. Наличие утечки приводит к появлению зависимости градиента потенциала от осевой координаты х через зависимость осевого тока в каждом элемента трубки от его положения на оси [вместо постоянной величины q имеем I (х)]. Здесь утечка сказывается

В таком приближении подразумевается эквипотенциальность электролита в поперечном сечении трубки. В самом деле, при достаточно малых г, чтобы можно было принять допущение об эквипотенциальное™ сечения, имеем /х (rf) « rt/2, и тогда уравнение (263) преобразуется так, что градиент э. д. с. оказывается равным градиенту потенциала вдоль оси трубки, создаваемому током q. Наличие утечки приводит к появлению зависимости градиента потенциала от осевой координаты х через зависимость осевого тока в каждом элементе трубки от его положения на оси [вместо постоянной величины q имеем / (х)]. Здесь утечка сказывается на величине осевого тока / (х), но отсутствует «полевое» влияние токов утечки на потенциалы по оси трубки вследствие допущения об .эквипотенциальное™ сечения, и тогда выполняется условие (273).

При электрофоретическом осаждении перемещение диспергированных в электролите частиц к электроду происходит при высоком значении градиента потенциала — порядка десятков кВ/м. Наиболее высокий градиент потенциала поддерживается при осаждении из органических сред и несколько ниже — при осаждении из водных растворов электролитов.

Решение технологической задачи сводится теперь к определению динамики изменения внешнего контура С2. Таким образом, в расчетах знание электрического поля необходимо лишь в той мере, какая нужна для вычисления градиента потенциала на перемещающейся (деформирующейся) (Внешней границе.