Научные открытия России
Государственный реестр открытий СССР
 


ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Научные открытия в области металловедения и борьбы с коррозией.



Научное открытие "Явление адсорбционного понижения прочности металлов под действием металлических расплавов".

Формула открытия: "Открыты явления понижения сопротивления пластическому деформированию и самопроизвольного диспергирования твердых моно- и поликристаллических металлов под влиянием жидких поверхностно-активных металлов и установлено, что эти явления, а также известное в практике явление возникновения хрупкости металлов под действием металлических расплавов имеют общую физико-химическую природу - понижение свободной поверхностной энергии под влиянием обратимой адсорбции (в отсутствие коррозионных процессов)".
Авторы: П. А. Ребиндер, Е. Д. Щукин, Ю. В. Горюнов, Н. В. Перцов, Л. А. Кочанова, Л. С. Брюханова.
Номер и дата приоритета: № 28 от 26 января 1956 г.


Описание открытия.
В инженерной практике часто наблюдается потеря пластичности твердыми металлами и сплавами, находящимися в контакте с жидкими металлами. Она ведет к поломке стальных осей при расплавлении баббита в подшипниках, к появлению трещин в стальных деталях при пайке, особенно жесткими припоями – латунью или бронзой, и т. п. Эти опасные явления описаны академиком П. А. Ребиндером. Он исследовал широко распространенные явления понижения прочности или изменения других механических характеристик твердых тел в результате физико-химического влияния окружающей среды.

Проволока из монокристаллического цинка толщиной около миллиметра очень пластична. При растяжении руками она удлиняется более чем вдвое. Но стоит погрузить ее на несколько секунд в раствор азотнокислой ртути, отчего на ее поверхности появится тонкий блестящий слой ртути, как пластичность полностью исчезнет. Теперь даже при небольших усилиях проволока будет ломаться. То же произойдет и с обычным поликристаллическим металлом. Например, пластинка цинка толщиной 1-2 мм может быть согнута и сложена вдвое. Если же ее смочить каплей ртути или жидкого гелия, то уже при слабом изгибе в месте контакта с жидким металлом появится трещина, которая вызовет хрупкий излом всей пластинки.

В соответствующих средах ускоряются процессы измельчения неметаллических твердых тел и материалов. Это явление используется при бурении горных пород, измельчении руды, тонком помоле цемента и т. д. Введением специальных добавок в смазки, применяемые при обработке давлением, облегчается пластическое течение металла и улучшается качество поверхности.

Итак, понижение поверхностной энергии (поверхностного натяжения) на границе тела с окружающей средой облегчает процессы деформации и разрушения. Для этого явления характерны быстрота обнаружения - сразу же после соприкосновения с данной средой, возможность проявления даже при ничтожных количествах поверхностно-активного компонента, но всегда в сочетании с действием определенных механических нагрузок, специфическая физико-химическая обратимость – восстановление исходных свойств тела после устранения влияния среды. Все это отличает описанное явление от других возможных случаев влияния среды, в частности от процессов растворения и коррозии.

Физико-химические явления, связанные с влиянием среды на механические свойства твердых тел, открыл коллектив ученых МГУ и Института физической химии Академии Наук СССР: академик П. А. Ребиндер, доктора физико-математических наук Е. Д. Щукин, доктор химических наук Ю. В. Горюнов, кандидаты химических наук Н. В. Перцов, Л. А. Кочанова, кандидат физико-математических наук Л. С. Брюханова.

На обнаруженных явлениях основано развитие современной теории пластичности кристаллических тел в приложении к анализу действия адсорбционно-активных сред, на деформационные и прочностные свойства металлов. Открытие помогло выяснить механизм потери пластичности и прочности, действие адсорбционного пластифицирования и результаты облегчения диспергирования. Адсорбционным взаимодействием твердого металла с жидким объясняют случаи катастрофических хрупких разрушений при повышенных температурах металлических деталей и конструкций, находящихся в контакте с жидкими металлическими теплоносителями и припоями, расплавившимися антифрикционными сплавами и защитными металлическими покрытиями.

Теперь это взаимодействие учитывается при проектировании теплообменных установок и разработке технологических процессов, включающих контакт твердого металла с жидким. Явления такого взаимодействия могут быть использованы для облегчения деформации и обработки металлов и сплавов, для тонкого диспергирования металлов и получения на этой основе новых сплавов с повышенной прочностью. Положения открытия учитываются физикохимиками, металлургами, специалистами, работающими в области физики пластичности и прочности твердых тел. Исследования открытого взаимодействия развернулись в институтах машиноведения и автоматики, проблем материаловедения, металлофизики Академии Наук Украины, Институте металлургии и т. д.

Открытие получило широкое признание в США, Великобритании, Франции, Болгарии, ГДР, Венгрии и в других странах. Так, У. Ростокер, Дж. Мак-Коги, Г. Маркус - авторы монографии "Хрупкость под действием жидких металлов" (США) - отмечают, что работы российских ученых в области исследования адсорбционного понижения прочности металлов под влиянием металлических расплавов относятся к числу первых действительно академических исследований этого явления.




Главная
КОСМОС
ЗЕМЛЯ
ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ
ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ
ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
МАТЕМАТИКА
Сайт создан в системе uCoz