"Создано человеком" - читать интересную книгу автора (Жаворонков Н.М.)

академика А. Ф. Иоффе, объяснившего в свое время упрочнение каменной соли,
погруженной в воду (с 0,5 до 160 кг/мм2), растворением поверхностного слоя
кристаллов, вследствие чего ликвидировались и его дефекты. Причем роль
дефектов структуры особенно отчетливо выступает при рассмотрении
масштабного фактора, то есть зависимости прочности образцов от их размеров.
Эту зависимость еще в 1926 году А. П. Александров и С. Н. Журков
установили для стеклянных нитей: оказалось, что нить диаметром 22 микрона
имеет прочность 22 кг/мм2, а диаметром 2,5 микрона уже 560 кг/мм2.
Уменьшение диаметра стеклянных нитей с 22 до 2,5 микрона давало
25-кратное увеличение прочности! Результаты исследований были опубликованы
в 1933 году в монографии А. П. Александрова и С. Н. Журкова "Явление
хрупкого разрыва". И уже в наши дни была разработана и экспериментально
подтверждена теория прочности и пластичности кристаллических тел,
связывающих их с движением линейных дефектов - дислокаций.
Дислокации очень подвижны. Собственно, пластическое течение
кристаллических структур и осуществляется в результате скольжения
дислокаций. При этом движение дислокаций (и соответственно деформация
пластичных кристаллов) происходит при значительно меньших напряжениях, чем
их теоретическая прочность.
Именно поэтому проблема упрочения металлов и сводится к созданию
условий, затрудняющих движение дислокаций и повышающих предельные
напряжения, при которых дислокации начинают скользить. Такого эффекта
можно достичь в термически упрочненных сплавах, когда после закалки
образуется огромное количество мельчайших частичек. Они взаимодействуют с
дислокациями и повышают напряжение, при котором дислокации приходит в
движение.
В высокопрочных алюминиевых сплавах с цинком и магнием упрочнение
вызывается образованиями, представляющими собой начальную стадию
образования соединения алюмптыя, магния, цинка. Эти мелкие частички
тормозят движение дислокаций, и прочность сплава повышается.
Аналогичная картина наблюдается и в сталях, магниевых и медных сплавах,
когда прочность обусловлена мерой торможения движения дислокаций. Однако
все эти способы не могут обеспечить заметного приближения к теоретической
прочности. Оно может быть достигнуто лишь принципиально другим путем - не
торможением движения дислокаций, а их устранением, созданием
бездислокационной структуры.
Как показали еще опыты А. П. Александрова и С. Н. Журкова, при
уменьшении диаметра испытываемых нитей (вплоть до самого малого диаметра)
прочность существенно повышается. Следовательно, реальное появление
бездислокацпонной структуры и соответствующее повышение прочности может
быть получено только п случае очень малого поперечного сечения -- волокон,
нитей, игл.
Современная техника сумела создать волокна, объединившие в себе высокие
прочность, модуль упругости п сравнительно небольшой удельный вес. Это
волокна бора, углерода, окиси алюминия и карбида кремния. Конечно, такие
волокна получить трудно, но вполне реально. Например, осаждением бора из
газовой смеси водорода и треххлористого бора на нагретую вольфрамовую
проволоку диаметром 12,5 микрона.
Для повышения термостойкости и лучшей связи с материалом матрицы тем же
способом на поверхность борного волокна наносят тонкий слой (2-6 микронов)