Совершенных кристаллов

С к о р о с т и и п е р е д а т о ч н ы е о т-ношения. Скорости плоских ремней из традиционных материалов изменяются и диапазоне 5...30 м/с. Однако выполнение ремней из новых материалов и более совершенных конструкций позволяет при-

Абразивный износ вследствие плохой защиты подшипника от попадания пыли. Применение совершенных конструкций уплотнений подшипниковых узлов уменьшает износ рабочих поверхностей подшипника.

Реализуемая в нормальной эксплуатации лопастей вертолетов семейства "Ми" система контроля герметичности лонжерона обеспечивает своевременное выявление в них усталостных трещин, распространение которых происходит под действием эквивалентного уровня напряжения, соответствующего расчетной величине. Вместе с тем введение в эксплуатацию все более совершенных конструкций вертолета типа Ми-8МТВ с более мощным двигателем потребовало дополнительной оценки не только закономерностей роста усталостных трещин в эксплуатации, но и эффективности срабатывания датчика-сигнализатора в связи с тем, что в эксплуатации имел место случай разрушения лопасти в полете. Сопоставление было проведено для двух сечений лопасти (случаи № 14, 15 в табл. 10.4), по одному из которых произошло раз-

В результате применения более совершенных конструкций гидротурбин и повышения качества их изготовления значительно снизились затраты металла на единичную мощность (рис. 31).

Огромный объем послевоенного восстановительного и нового строительства мостов потребовал для своего осуществления дальнейшего развития индустриализации строительных производств, введения более совершенных конструкций мостовых элементов, новых технологических процессов и новых строительных материалов. Организационный опыт поточно-скоростного строительства военных лет, опыт применения блочных конструкций и их заводского изготовления, опыт комплексной механизации трудоемких и тяжелых работ — все это следовало привести в единую рациональную систему, направленную на существенное изменение ранее сложившейся технологии, на ускорение и удешевление работ в пределах всего производственного цикла.

Одновременно велась разработка более совершенных конструкций электропоездов с моторвагонной тягой и специальных типов маневровых электровозов.

Помимо разработки совершенных конструкций колесных автомобилей внимание конструкторов все более привлекает решение задачи конструирования «летающих» автомашин. Не имеющие ходовых колес и не соприкасающиеся при движении с дорожной поверхностью такие машины «висят» на тонком слое воздуха — воздушной подушке: сжатый воздух, нагнетаемый под днища машин, приподнимает их над землей. Испытывая при этом только сопротивление воздуха, они могут развивать скорости, теоретически близкие к скоростям самолетов. Для них оказывается достаточным простое выравнивание и некоторое укрепление грунта в пределах дорожной полосы, они в состоянии передвигаться по заболоченной местности, преодолевать водные преграды и т. д.

Большой научно-технический и производственный опыт, накопленный авиационными исследовательскими учреждениями, проектно-конструктор-скими организациями и предприятиями авиапромышленности СССР, предопределил широкие возможности освоения все более совершенных конструкций пассажирских самолетов. Так, в начале 1967 г. были начаты эксплуатационные испытания нового 24-местного самолета Як-40 с тремя реактивными двигателями, развивающего крейсерскую скорость порядка 600 км/час

Для ускорения внедрения железобетонных опор в строительство линий напряжением 35—500 кВ требуется разработка более совершенных конструкций опор, а также замена металлических анкерных и анкерно-угловых опор на железобетонные.

Дальнейшее внедрение железобетонных опор в строительство линий электропередач напряжением 500 кВ требует разработки более совершенных конструкций опор, а также замены металлических анкерных и анкерно-угловых опор на железобетонный вариант.

Рост единичной мощности ТЭЦ, использование КЭС, АТЭЦ, ACT для щелей теплоснабжения обусловливают значительное увеличение протяженности тепловых сетей. В одиннадцатой пятилетке необходимо выполнить большие объемы работ по строительству тепловых сетей. С целью сокращения удельных капиталовложений и потерь тепла при транспорте 'будет продолжено внедрение новых систем теплоснабжения, более 'надежных антикоррозийных наружных стеклоэмалевых покрытий, более совершенных конструкций и композиций теплоизоляционных материалов для труб больших диаметров. Будет продолжено внедрение бесканальной прокладки тепловых сетей диаметром до 400—600 мм, а также проведены научно-исследовательские и опытные работы по применению неметаллических материалов для теплопроводов.

Реальный металл. Внутрикристаллическая структура идеальных (совершенных) кристаллов была рассмотрена исходя из предположений, что за исключением тепловых колебаний атомов, образующих кристалл, его структура точно соответствует кристаллической решетке, с правильным геометрическим построением в ней атомов. Однако такое построение кристалла лишь в редких случаях встречается в природе (свободно растущие кристаллы минералов). Примером некоторого приближения к идеальному кристаллу могут служить искусственно выращиваемые монокристаллы некоторых металлов — нитевидные кристаллы, или «усы». Обычно в любом кристалле встречаются дефекты, которые вызывают отклонение структуры металла от идеальной, т. е. отвечающей термодинамически равновесному состоянию. Поэтому реальные кристаллы не находятся в термодинамическом равновесии. Дефекты кристаллического строения оказываются «замороженными» даже при высоких температурах. Дефекты в кристаллах влияют на механические, электрические и магнитные свойства металлов.

Экспериментальные данные (фиг. 2) подтвердили справедливость указанной схемы. Наибольшая прочность получена на нитевидных кристаллах железа (усах), характеризуемых высокой степенью совершенства кристаллического строения. Различные сочетания термической и механической обработки дают для стали более низкие значения прочности, чем у совершенных кристаллов. Однако получаемая при этом прочность по крайней мере на порядок выше прочности того же материала в отожженном состоянии.

В отличие от закалки металлов с высоких температур при облучении образуется одинаковое количество вакансий и межузельных атомов. Если бы процесс нарушений при облучении сводился только к образованию пар Френкеля и их рекомбинации, то можно было бы относительно просто представить условия равновесной рекомбинации «антинарушений» и установить период самовосстановления структуры и свойств материала. В какой-то мере такая картина изменения дефектной структуры, по-видимому, может реализоваться после облучения до малых доз совершенных кристаллов («усов»). В действительности даже при наличии только изолированных точечных дефектов в решетке реальных кристаллов наряду с рекомбинацией протекают более сложные процессы взаимодействия точечных дефектов друг с другом с образованием двойных, тройных и т. д. комплексов, кластеров. Каждый из первичных дефектов может взаимодействовать с примесными атомами, дислокациями, границами раздела. В результате этого возникают комплексы вакансия — атом примеси, внедренный атом — атом примеси, пороги и суперпороги на дислокациях, изменяется перераспределение элементов в растворе, состояние границ раздела, конфигурация дислокаций.

1)создание совершенных кристаллов с идеальной решеткой, так называемых усов.

небольших совершенных кристаллов применяется держатель из кремния,

Выращивание совершенных кристаллов рассмотрено Доримасом [241-

В 1973 г. в некоторых научных журналах появился ряд статей, предсказывавших большое будущее аморфным металлам. Эти статьи можно было бы объединить под таким общим заголовком: «Лабораторной любознательности уже достаточно!». С тех пор прошло 'около десяти лет, а за это время 'аморфные металлы широко проникли во многие области науки и проявили себя как новые перспективные материалы с самыми разнообразными возможностями для практического' использования. Столь быстрый прогресс — это и веление.:времени, и отражение тех надежд, которые всегда связаны с появлением новых материалов, обладающих, к тому же, уникальными свойствами. До недавних пор главный девиз науки о металлах звучал как «Металлы — это кристаллы», т. е. вещества, имеющие закономерно упорядоченную структуру. Поэтому не будет преувеличением сказать, что появление аморфных металлов, где расположение атомов не упорядоченно, внесло большой вклад в систему знаний о металлах вообще, существенно изменив наши представления о них. Неудивительно, что металлы, обладающие крайне беспорядочными атомными конфигурациями, разительно отличаются по своим свойствам от совершенных кристаллов, где действуют ограничения, вызванные существованием симметрии.

Монокристаллы кремния получают несколькими" методами [11, 16, 50], причем обычно применяются метод Чохральского [16] и его модификации 191]. По этому методу затравка для монокристалла погружается в расплавленный кремний, поддерживаемый при температуре плавления, и затем медленно вытягивается из него. При этом обычно плавка проводится в чистых кварцевых тиглях, а по последнему методу 117] при выращивании небольших совершенных кристаллов применяется держатель из кремния, к которому крепится плавильная ванна из кремния на подвижном штоке. Типичные монокристаллы, полученные по методу Чохральского, показаны на рис. 3.

атмосфере. Такой метод зонной плавки имеет два основных преимущества: кремний не соприкасается с тиглем, например с кварцевым тиглем, как в методе Чохральского, и может быть получен более однородный кристалл. На рис. 4 приведена фотография установки для такой зонной плавки. Выращивание совершенных кристаллов рассмотрено Доримасом [241-

5. На МДК от достаточно толстых и совершенных кристаллов наблюдаются так называемые кикучи-линии, которые возникают в результате когерентного рассеяния электронов, первоначально неупруго рассеянных образцом; каждое семейство кристаллографических плоскостей, примерно параллельных падающему электронному пучку, дает на МДК пару кику-чи-линий: светлую (на позитиве), расположенную вблизи брэгговского рефлекса от этого семейства плоскостей, и темную — вблизи следа первичного пучка. Поскольку кикучи-линии параллельны следам на МДК соответствующих плоскостей, с их помощью можно очень точно определять ориентировку кристалла, малые угловые разориентировки субзерен и т. д.

Следует отметить, что использование совершенных кристаллов, являющихся, по существу, дифракционными оптическими элементами, позволило создать целое семейство рентгеновских приборов и методов, широко применяющихся в научных исследованиях и промышленности. Однако кристаллы как оптические элементы для спектрального анализа и управления рентгеновским излучением применяются лишь в области длин волн 0,01 нм. < < X < 2 нм. Во всяком случае в области % > 1 нм эффективность их использования быстро падает. Таким образом, большая часть мягкого рентгеновского диапазона, находясь между вакуумным .ультрафиолетовым и жестким рентгеновским диапазонами, оказалась как бы вне досягаемости как обычных зеркал и линз, так и совершенных кристаллов.