Ефект Ребіндера

ЩО ВИВЧАЄ ФХММ

Фізико-хімічна механіка металів» вивчає дуже важливі проблеми сучасного матеріалознав­ства — аналізу поведінки конструкційних металів (головним чи­ном, сталей), їх міцності і довговічності в реальних складних умовах експлуатації, що характеризуються дією різноманітних видів навантаження і напруженого стану (без значних запасів міцності), високих тисків і температур і, особливо, різних активних середо­вищ.

Вивчає понят­тя про структурно-механічні властивості металів та сплавів, (зв’язує механічні властивості з хімічним скла­дом і структурою.

Фізико-хімічна механіка матеріалів вивчає також вплив зовнішнього середовища на фізико-механічні влас­тивості всіх твердих тіл — як кристалічних, так і аморф­них, як конструкційних матеріалів, так і інших твердих та дисперсних тіл. У зв’язку з величезним обсягом інтере­сів фізико-хімічної механіки вона поділилася на фізико-хімічну механіку металів та фізико-хімічну механіку ін­ших тіл. В цій монографії розглядатимуться лише метали.

Виникає питання, чому фізико-хімічна механіка в першу чергу вивчає саме метали. Це пояснюється тим, що металам, зокрема залізу та сплавам на його основі, належить провідне місце в техніці сучасного та майбут­нього. Метали на відміну від інших ма­теріалів можуть витримувати місцеву пластичну дефор­мацію без руйнування і навіть з одночасним само зміцненням. В матеріалах, нездатних до пластичної дефор­мації, місцеве перевантаження призводить до утворен­ня тріщин та руйнування.

Здатність до пластичної деформації та наклепу обу­мовлена особливостями будови гратки металів, які ма­ють вільні узагальнені електрони. Якщо який-небудь ма­теріал буде мати такі властивості, то він стане металом зі всіма випливаючими з цього наслідками.

Фізико-хімічна механіка матеріалів вивчає вплив ня їх фізико-механічні властивості.різних середовищ — яь зовнішніх, так і тих, що знаходяться всередині матеріа­лу. Існує два уявлення про цю науку: перше кладе в ос­нову зміни механічних властивостей лише під впливом зниження поверхневої енергії твердого тіла в результат^[1] адсорбції середовища, друге — враховує не тільки вплив середовища, яке знижує поверхневу енергію, а також здатність середовища розчиняти тверде тіло, утворюва­ти з ним нові хімічні сполуки і системи гратки шляхом втілення або заміщення. Ми додержуємося другої точки зору.

ЕФЕКТ РЕБІНДЕРА

Наприклад, адсорбційно-розклинюючий ефект Ребіндера зв’язаний з наяв­ністю поверхнево-активного середовища та клиноподіб­них дефектів в твердому тілі; вплив молекулярного водню обумовлений наявністю дефектів твердого тіла типу замкнутих колекторів тощо. Гіпотеза про природно-ненапружений стан твердого тіла також не відпові­дає реальному фізичному стану металів. Ця гіпотеза передбачає відсутність будь-яких напружень у твердо­му тілі до прикладення зовнішнього навантаження. Але ж відомо, що виготовлення металів чи виробів з них викликає появу залишкових напружень в частині грат­ки зерна (напруження 3-го роду), залишкових напру­жень в об’ємі зерна (напруження 2-го роду) і залиш­кових напружень в частині виробу (напруження 1-го роду).