Свойствам компонентов

К числу вспомогательных или соподчиненных параметров, включаемых в стандарт, обычно относятся: удельные расходы электроэнергии, топлива и смазки; путь торможения; емкость топливных баков или иные показатели запасов топлива; усилия переключения рукояток и педалей; крутящие моменты двигателей; требования к применяемым материалам и физико-механическим свойствам элементов конструкций машин и оборудования; требования к внешнему виду и отделке; отдельные эксплуатационные требования, связанные с климатом или другими исходными условиями и т. п. Эти параметры и характеристики, зависящие от методов изготовления, а также от отдельных специальных требований, должны пересматриваться систематически, значительно чаще, чем главные параметры.

В этой таблице элементы, расположенные один над другим, образуют группу сходных по свойствам элементов (валентность по водороду, кислороду и т. д.). К первой группе относятся левые концы всех периодов — щелочные металлы и водород (однако есть основания для помещения водорода в седьмую группу выше фтора) и элементы Си, Ag, Аи, принадлежащие серединам больших периодов; во второй группе располагаются щёлочно-земель-ные металлы и т. д.

емых заново элементов конструкций, характеризуемых таблицами кодированных сведений, выбрать с помощью таблиц применяемости или на основе других признаков те элементы, которые наилучшим образом соответствуют условиям работы проектируемых конструкций; во-вторых, определенным образом разместить элементы конструкций относительно друг друга в соответствии с заданными условиями их работы; в-третьих, выбрать наиболее рациональные методы соединения, фиксации и закрепления элементов конструкций; в-четвертых, присвоить соответствующим свойствам элементов значения их реквизитов, полученные в процессе проектирования, т. е. сформировать таблицы кодированных сведений о конструкциях.

свойствам» элементов его группы (серы н селена).'

Назовем области, в которых ионный обмен находит широкое применение. Это — водоподготовка (приготовление воды для различных целей: на электростанциях — для питания котлов высокого давления, охлаждения ядерных реакторов; получение высокочистой воды); гидрометаллургия; ионообменный синтез и катализ; очистка промышленных сточных вод для извлечения из них ценных элементов и обезвреживания этих вод; очистка отходящих газов и паров; химический анализ и препаративная химия (разделение близких по свойствам элементов, концентрирование микроколичеств элементов, получение высоко^ чистых соединений, определение состава комплексов и их устойчивости, знака и величины заряда ионов в растворе); медицина (лечение язвы желудка, гипертонии, приготовление молока для кормления грудных детей из коровьего, очистка антибиотиков и .других медицинских препаратов); пищевая промышленность (очистка сахарных растворов, ускорение созревания виноградных вин). •

Поскольку скандий извлекают попутно из комплексного сырья, содержащего большие количества близких по свойствам элементов, технология получения его чистых соединений очень разнообразна и сложна. Особенно трудно отделить скандий от РЗЭ иттриевой группы, циркония, гафния, титана, тория, урана,-алюминия, железа. Для получения скандия используют комбинацию различных схем: фракционного осаждения; методов, основанных на различной летучести соединений; экстракции и ионного обмена.1

Технология получения редких и рассеянных элементов имеет ряд особенностей, связанных с необходимостью переработки бедного рудного сырья сложного состава. Многие из перечисленных элементов не имеют собственных месторождений и извлекаются из отходов и промежуточных продуктов сернокислотного производства, алюминиевой промышленности, производства цинка, кобальта, никеля, меди и т. д. Указанные сырьевые источники отличаются сложностью химического состава, физическим состоянием и низким содержанием извлекаемого элемента. Это обусловливает разнообразие технологических способов и схем выделения элементов и получения их в химически чистом виде. В большинстве случаев применяют типичные гидрометаллургические методы с получением на первой стадии разбавленных по ценному компоненту растворов с последующим концентрированием его и отделением от примесей. Развитие и совершенствование технологии производства редких и рассеянных элементов не может быть осуществлено без применения метода ионного обмена. Применение ионообменных смол и избирательных неорганических ионообменных материалов дает возможность не только выделить и сконцентрировать тот или иной редкий или рассеянный элемент, очистить его от примесей, но и решить задачи по разделению близких по свойствам элементов: лития и натрия, рубидия и цезия, галлия, индия и таллия, селена и теллура, по получению соединений элементов и металлов высокой степени чистоты.

Интенсифицировать процессы разделения близких по своим свойствам элементов можно путем применения непрерывнодей-ствующих ионообменных установок. На рис. 43 показана схема установки для разделения рубидия и цезия в 0,2—0,5-м, растворе, содержащем, % (по массе): 70CsCl; 20RbCl; 5KC1 и SNaCl [99]. Исходный раствор через распределитель 2 подается в первую ионообменную колонку 1, где смешивается по пути движения с отработанным раствором второй колонки 3. В ко-

На эффективность способа фронтальной хроматографии для очистки солей оказывает влияние процесс комплексообразова-ния в растворе и в фазе ионита. Добавки в исходные растворы специальных комплексообразователей, связывающих примеси в хорошо сорбируемые комплексы катионитами и анионитами, позволяют достичь полной очистки основного элемента даже от близких ему по свойствам элементов. Однако следует иметь в виду, что комплексообразователи должны отличаться высокой степенью чистоты. Высокая стоимость последних делает более перспективным использование катионитов и анионитов, вступающих в реакции комплексообразования с ионами элементов-примесей. К числу таких ионитов относятся карбоксильные и фосфорнокислые катиониты СГ-1, КБ-2, КБ-4П-2, КБ-7, КФ-1, КФ-2, КФ-3, КФП и т. д., слабоосновные анирниты поликонденсационного типа АН-2Ф, ЭДЭ-10П и иониты со специальными хелатными группировками. Известно применение катионита КБ-4 в Н+-форме для удаления из раствора хлористого натрия (300—315 г/л) примесей Fe3+, Ni2+ Cu2+, Mn2+ и Сг3+ [53, с. 153].

жет быть применен и для разде- ™^0аржи; 2~ аэролифт; з-ГиДРо-ления других близких по свойствам элементов. В этом способе катионит находится в цикле активной загрузки и промывки до 95% времени, осуществляется одновременный непрерывный самотек промывных растворов, процесс автоматизируется и легко технически обслуживается.

Кристаллический теллур. Теллур, кристаллизующийся в гексагональной системе, имеет металлический вид. Он хрупок и поэтому легко превращается в порошок. Цвет теллура — серебристо-белый; более чистые сорта имеют яркий металлический блеск. Теллур обладает некоторыми неметаллическими свойствам» элементов его группы (серы н селена).'

Краткий обзор существующих методов. Определение деформационных характеристик композиционных материалов по свойствам компонентов и харак-

Устойчивость — это другое условие надежности конструкции, которое в качественном смысле означает, что дополнительная деформация требует дополнительного нагружения [9, 10]. Рост нагрузки неизбежно вызовет расширение пластической области или увеличение скорости течения, или продолжит развитие процесса разрушения. Хотя необходимо всячески добиваться подобного устойчивого поведения материала или элемента конструкции, особенности свойств композитов не позволяют во всех случаях ожидать от этих материалов и конструкций на их основе устойчивого поведения. Поведение системы, состоящей из различных по свойствам компонентов, может быть, а может и не быть устойчивым, когда в ней на уровне компонентов начинаются процессы разрушения. Однако при проектировании и создании искусственного композиционного материала почти всегда есть возможность выбора таких компонентов, которые обеспечат необходимую степень устойчивости механического поведения.

Краткий обзор существующих методов. Определение деформационных характеристик композиционных материалов по свойствам компонентов и харак-

Атмосферный воздух - это газообразная оболочка земли с постоянно убывающей по высоте концентрацией химически несвязанных и уникальных по своим свойствам компонентов. У поверхности земли состав сухого воздуха по основным компонентам практически не изменяется.

Приведенная на рис. 275 диаграмма состояния Fe—Ir построена расчетным методом с использованием литературных данных по термодинамическим свойствам компонентов, жидкой и твердых а, у и б фаз [2,4].

В справочной литературе [X, Э, Ш, 1, 2] приведены экспериментальные данные и гипотетические варианты диаграммы состояния системы Fe—Rh. На рис. 295 представлена диаграмма состояния Fe—Rh, построенная на основе обобщения данных работы [3], в которой использованы литературный материал по фазовым равновесиям и расчеты с использованием данных по термодинамическим свойствам компонентов, которые подвергали оптимизации. Поведение жидкой фазы описывали моделью регулярных растворов с одним параметром взаимодействия.

Ползучесть при продольном сдвиге. Продольный сдвиг монослоя - это вид нагружения, при котором наиболее сильно проявляются вяз-коупругие свойства полимерного связующего. Для определения ползучести монослоя по де-формативным свойствам компонентов воспользуемся расчетной моделью (см. рис. 5.1.2). Согласно этой модели материал состоит из неограниченного числа слоев бесконечно малой толщины, параллельных плоскости нагружения. Полагается, что каждый слой находится в однородном напряженном состоянии и средние деформации всех слоев в любой момент нагружения одинаковы. Деформация сдвига слоя складывается из деформаций полимерного связующего и волохон. В процессе ползучести напряжения в компонентах монослоя меняются, т.е. происходит их перераспределение во времени. Таким образом, эпюры распределения напряжений сдвига в момент нагружения и при любом фиксированном значении времени нагружения различны. В результате решения системы уравнений равновесия с учетом закона деформирования компонентов (5.1.39) получается закон деформирования монослоя при продольном сдвиге

Подробная классификация механизмов разрушения и условия, необходимые для их реализации при растяжении однонаправленного бороалюминия в направлении армирования, приведены в [4]. Благодаря ярко выраженным свойствам компонентов, бороалюми-ний является идеальным материалом для численного моделирования процессов деформирования и разрушения композитов с хрупким волокном и пластичной матрицей [5-7]. Разрушение рассматривается как процесс, состоящий из элементарных актов разрушения — разрывов волокон и матрицы, отслоений волокон от матрицы. Использование таких моделей позволяет определить закономерности, связывающие характеристики структуры материала (прочность волокон и матрицы, границы их раздела, объемное содержание волокон) с реализуемыми механизмами разрушения.

Разными авторами было предложено несколько методик расчета четырех упругих констант однонаправленных волокнистых композиционных материалов по свойствам компонентов — волокон и матрицы, различающихся только принимаемыми приближениями и допущениями.

Упрочнение трехмерными частицами может привести к получению материалов с изотропными свойствами, так как материал симметрично распределен по трем ортогональным плоскостям. Однако композиционный материал, упрочненный частицами, не является гомогенным и свойства его чувствительны не только к свойствам компонентов, но и к свойствам поверхностей разделов и геометрии распределения. Прочность композиционных материалов, упрочненных частицами, обычно зависит от диаметра частиц, расстояния между ними и объемной доли упрочняющей фазы. Свойства матрицы, включая коэффициент деформационного упрочнения, который повышает эффективность стеснения пластической деформации упрочнителем, также важны.

Волокнистые композиции отличаются анизотропией свойств и обладают очень высокой прочностью и жесткостью в одном или нескольких направлениях. Для однонаправленных волокнистых композиций по их составу и свойствам компонентов могут быть рассчитаны значения всех пяти или шести независимых модулей упругости с достаточной степенью точности по сравнительно про: стым уравнениям. Модули упругости слоистых волокнистых композиций или композиций с хаотически распределенными волокнами могут быть также легко рассчитаны. Что же касается прочности, то она может быть предсказана очень приблизительно. Некоторые показатели прочности, в частности, продольная прочность при растяжении, определяются главным образом прочностью волокон, тогда как трансверсальная прочность при растяжении или межслойная сдвиговая прочность — свойствами матрицы. Прочность при растяжении и ударная прочность сильно зависят от длины волокон и прочности адгезионной связи волокно—матрица. Для обеспечения высокой прочности при растяжении длина волокон должна возрастать при снижении прочности адгезионной связи. Наоборот, ударная прочность обычно возрастает при уменьшении прочности связи волокно—матрица и сокращении длины волокон до определенного предела.