Взаимодействия материалов

ОТРАВЛЕНИЕ КАТОДА - снижение (иногда полная потеря) эмиссии катода электровакуумного прибора, обусловленное увеличением работы выхода электронов в результате взаимодействия материала эмитирующей

В агрессивных средах разрушение поверхности твердого тела происходит под влиянием двух одновременно протекающих процессов — коррозии (в результате химического и электрохимического взаимодействия материала со средой) и механического изнашивания. Химическое взаимодействие реализуется при контакте материалов с сухими газами или неэлектропроводными агрессивными жидкостями; электрохимическая коррозия — при контакте металлов с электролитами (водные растворы кислот, щелочей, солей и т.д.). При этом наблюдаются два процесса - анодный (непосредственный переход атомов металла в раствор в виде ионов) и катодный (ассимиляция избыточных электронов атомами или ионами раствора). В результате в зоне трения возникает электрический ток.

Окислительное изнашивание происходит при наличии на поверхности трения защитных пленок, образовавшихся в результате взаимодействия материала с кислородом (см. выше). ;

взаимодействия материала образца и индентора. На рис.21

Ткачев [120] попытался комплексно рассмотреть микрорезание, пластическое оттеснение и коррозионно-механиче-ское изнашивание, обобщив различные мнения о характере взаимодействия материала с абразивом (рис. 39, б).

действия материала с абразивом: при трении и при ударе об абразивную поверхность. Необходимость испытания при двух схемах 'взаимодействия с абразивом вытекает из того, что «чистого» трения или удара при изнашивании реальных деталей не наблюдается. То, что обычно понимается под изнашиванием при трении об абразивную поверхность, в действительности происходит обязательно с некоторой степенью динамичности 'взаимодействия «материала и абразива. При так называемом «чистом» трении энергия соударения материала и абразива обычно невелика. В предлагаемом методе испытания она принята 4 кгс-м/см2.

Влияние схемы взаимодействия материала с абразивом

По разработанной методике исследовались еще многие марки и типы сталей [146—148]. В большинстве случаев установлено ухудшающее влияние низкой температуры на абразивную износостойкость этих материалов при двух схемах взаимодействия металлов с абразивной поверхностью (трение и удар). Значительный интерес представляют другие схемы взаимодействия материала с абразивом. Поэтому были проведены испытания на изнашивание стали 45 в крупнокусковой и мелкодисперсной абразивной массе. В первом случае в качестве абразива использовался гравий, а во втором— карбид кремния. Испытания в крупнокусковой абразивной массе проводились на установке ЧП-I барабанного типа [149, 150], а в мелкодисперсной — на установке, схема которой предложена Н. М. Серпиком [151]. Методика выполнения этих исследований подробно изложена в работах [149—151], а основные результаты сравнительной износостойкости стали 45 при разных схемах изнашивания приведены на рис. 61. Испытания показали, что схема взаимодействия материала с абразивом — один из главных факторов,

Влияние схемы взаимодействия материала с абразивом . . 157

Химическая коррозия — процесс взаимодействия материала с

Физико-химическая коррозия — процесс взаимодействия материала с агрессивной средой, приводящий к его физическому разрушению как посредством выщелачивания, так и вследствие возникновения напряжений за счет осмотических и контракционных явлений.

(ТВЭЛ) - конструктивный элемент гетерогенного ядерного реактора, содержащий делящееся в-во и обеспечивающий надёжный отвод теплоты от ядерного топлива к теплоносителю. ТВЭЛ имеет • форму .цилиндра (сплошного или пустотелого), пластины и др.; состоит из сердечника, выполненного обычно из делящегося в-ва, и оболочки, служащей, как правило, для предупреждения выхода осколков деления в теплоноситель и исключения взаимодействия материалов теплоносителя и сердечника. Для оболочки используются материалы, слабо поглощающие нейтроны (алюминий и цирконий в тепловых реакторах, сталь - в быстрых). Оболочки Т.э. должны обладать высокой корроз., эрроз. и термич. стойкостью, высокой механич. прочностью, не должны существенно изменять характер поглощения нейтронов в реакторе. Обычно Т.э. объединяются в группы, т.н. сборки, или кассеты. ТЕПЛОЁМКОСТЬ - величина, равная отношению кол-ва теплоты ЬО, сообщаемого телу (системе) при бесконечно малом изменении его состояния в к.-л. процессе, к вызванному им приращению темп-ры Т тела: C=SQ/dT. Отношение Т. к массе тела /т? наз. удельной Т.: с=С/т, а отношение Т. к количеству вещества -молярной Т.; Ст=Мс=МС/т, где М - молярная масса в-ва. Т. зависит от хим. состава в-ва, условий, в к-рых оно находится, процесса теплопередачи. Напр., в адиабатном процессе С=0, в изохорическом процессе С=Су, в изобарическом процессе C=Cpv\ в изотермическом процессе С= ±°°. Единица Т. (в СИ) -Дж/К.

ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ, топливный элемент ядерного реактора, Т В Э Л,— конструктивный элемент ядерного реактора, в к-ром происходит процесс деления или деления и воспроизводства ядерного горючего. Т. э. состоит из сердечника, выполненного из делящегося материала, и оболочки, служащей, как правило, для предупреждения выхода осколков деления в теплоноситель и исключения взаимодействия материалов теплоносителя и сердечника. Для оболочки используются вещества, слабо поглощающие нейтроны (алюминий и цирконий в тепловых реакторах, сталь — в быстрых). Конструкция Т. э. должна быть устойчивой против изменения размеров сердечника под воздействием облучения, нагрева и пр. факторов. Обычно Т. э. объединяются в реакторах в группы, образуя т. н. сборки, или кассеты.

Основное влияние на процесс изнашивания оказывают постоянное возникновение и нарушение фрикционных связей, имеющих двойственную молекулярно-механическую природу. В работе [93 ] дана классификация этих связей, где выделено пять основных видов в зависимости от характера взаимодействия материалов, когда имеет место упругое или пластическое оттеснение материала, микрорезание, разрушение окисных пленок или разрушение основного материала в результате адгезии (молекулярного взаимодействия, табл. 16). Износ связан с многократным нарушением фрикционных связей. Таким образом, I—III виды фрикционных связей возникают при механическом взаимодействии материалов микровыступов, IV — при механическом (уп-ругопластический контакт пленок) или молекулярном (схватывание пленок) и V вид—при молекулярном взаимодействиях.

Во-вторых, трудно оценить истинную площадь пятна химического взаимодействия материалов покрытия и основного металла. Как было показано в [8], строение пятна очень неоднородно. Контактная поверхность между материалом покрытия и основным металлом заполнена очагами схватывания (приваривания). Плотность расположения этих очагов различна.

Возможные причины корреляции планарности скольжения и склонности сплавов к КР и водородному охрупчиванию будут рассмотрены в следующем разделе, однако, каким бы ни было объ яснение, ее существование выражает определенный фундаментальный аспект взаимодействия материалов со средой. Любая модель — индуцированного водородом охрупчивания или КР, которая не может объяснить важность пленарного скольжения как главного элемента поведения, является весьма неполной. В то же время, следует учитывать, что планарность скольжения не является достаточным условием разрушения под воздействием среды, особенно при КР [66, 80, 94, 99]. Необходимо четко выделять и принимать во внимание и другие металлургические, а также электрохимические факторы.

В первый раздел входят вопросы взаимодействия материалов соприкасающихся деталей при трении (при наличии смазки или без нее), материалов,

Весьма интересные работы проведены в последнее время по испытанию различных антифрикционных материалов, в том числе пластмасс, обеспечивающие возможность широкого внедрения их в промышленность. Однако в этих работах еще недостаточно исследовано само явление взаимодействия материалов трущейся пары, как и вообще механизм износа.

Защитные свойства покрытий зависят от возможности взаимодействия материалов покрытия и детали (табл. 77). Основные свойства металлических и неметаллических неорганических покрытий и их назначение приведены в табл. 78 и 79. Технология нанесения покрытий и методы контроля качества приведены в ГОСТ 16976— 71. Свойства покрытий из пластмасс и резины приведены в табл, 80,

Появление новых методов и средств определения структуры, строения и состава поверхностных слоев, возникающих в процессе трения, позволяет расширить научные и прикладные исследования в области граничной смазки, химико-физических свойств присадок к маслам. Важным является получение тонких поверхностных пленок на поверхностях трения под влиянием контактных давлений, температур, временного фактора, химического взаимодействия материалов и смазочных сред, при воздействии окружающей среды. На всех стадиях формирования граничных слоев решающее влияние имеют адсорбционные процессы, кинетика образования и разрушения поверхностных пленок. Целесообразно получить реологические уравнения для граничных смазочных слоев при высоких давлениях, скоростях сдвига, температурах с учетом анизотропии свойств.

расстояниями. В этом случае соединение обеспечивается силами межатомного взаимодействия материалов покрытия и детали. Поэтому важнейшее значение для соединения покрытия с основой имеет удаление пленок оксидов на подготовительных операциях. Поверхность железа, например, покрыта слоем оксидов FeO, Fe203 и Fe3Ct, а также гидрооксидами Fe(OH)2 и Fe(OH)3. Прочность соединения покрытия с основой может быть значительно улучшена, если также удален напряженный в результате механической обработки и поверхностный слой металла толщиной 15...30 мкм. Эта функция выполняется посредством травления.

На стадии проектирования неразъемных разнородных соединений, для защиты от агрессивного воздействия среда при выборе сварочных материалов в технологии сварки необходимо учитывать специфику таких соединений. Возникает необходимость оценки коррозионного взаимодействия материалов, определения характера коррозионного разрушения и кинетики развития коррозионного процесса соединений, выполненных различными способами сварки.

Защитные свойства покрытий зависят от возможности взаимодействия материалов покрытия и детали (табл. 77). Основные свойства металлических и неметаллических неорганических покрытий и их назначение приведены в табл. 78 и 79. Технология нанесения покрытий и методы контроля качества приведены в ГОСТ 16976— 71. Свойства покрытий из пластмасс и резины приведены в табл, 80,