Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

она одна и та же и для проволоки диаметром 1 мм и для плетеного каната. Вес проволоки будет, конечно, пропор­ционален площади по­перечного сечения, но на единицу этой площа­ди он будет один и тот же.

Однако, как мы уже знаем, даже такая ог­ромная прочность зна­чительно ниже идеаль­ной. Чтобы приблизить­ся к идеальной проч­ности, надо, как мы ви­дели, постараться (с уча­стием поверхностно-ак­тивных веществ!) рас­крыть все изъяны в кру­пинках-кристалликах, а затем сварить или плот­но склеить эти кру­пинки.

Равномерно переме­шать мельчайшие кру­пинки, а затем предель­но плотно их упако­вать — вот главная за­дача порошковой металлургии, а также технологии тон­кой жаропрочной керамики, огнеупоров и ме­таллокерамики. Тугоплавкие твердые тела мо­гут быть сформованы без плавления и литья. Они формуются из тонких порошков с неболь­шим количеством связующего, роль которого часто играет поверхностно-активное вещество. Отформованное изделие спекается при тем­пературе хотя и высокой, но не достигающей точки плавления. Спекание — поверх­ностное явление, подобное слиянию двух капель ртути в одну,— происходит бла­годаря уменьшению поверхностной энергии. В твердых телах ему способствует диффузия, скорость которой растет с повышением темпе­ратуры.

Уплотнить мелкозернистый порошок не так-то просто. Для этого нужна огромная и дорогая прессовая аппаратура, развивающая высокие давления. Но и в таких прессах хо­рошо уплотняются только Пластичные зерна, например зерна мягких металлов, которые как бы текут под давлением и заполняют все пустоты. Зерна же твердых, тугоплавких и хруп­ких материалов не текут и лишь немного (упру­го) деформируются. В спрессованном материале возникают огромные внутренние (упругие) на­пряжения. Когда давление снимают, эти внут­ренние напряжения разрывают изделие иногда еще до спекания, возникает растрескивание, идет брак.

Новая отрасль науки — физико-химическая механика решает задачу, как управлять дис­персной структурой и свойствами будущего материала в процессе его образования. Физи­ко-химическая механика предлагает эффектив­ный и дешевый способ: все связи между кру­пинками разрушаются интенсивной вибрацией с частотой около 10 тыс. колебаний в минуту. Снова путь к прочности через разрушение! И дело вовсе не в том, чтобы просто подверг­нуть порошок вибрированию,— вибрационные воздействия применяют в технике давным-дав­но. Важно знать, какой должна быть вибра­ция, чтобы смешение было однородным, упа­ковка наиболее плотной, а следовательно, и конечная прочность материала максимально высокой. Нужно, чтобы подвижность смеси стала наибольшей, т. е. разрушились бы все молекулярные связи.

Вы, конечно, догадываетесь, что и тут дело не обходится без поверхностно-активных ве­ществ, обволакивающих каждую крупинку тончайшим смазочным слоем. Эти замечатель­ные вещества в сочетании с предельным вибри­рованием и позволяют обойтись без громозд­ких прессов. Теперь давление для наиболее плотной упаковки требуется в сотни раз мень­шее. Крупинки порошка укладываются плотно (рис. 9), внутренних напряжений не возни­кает, и изделие после спекания получается очень прочным.

Изменяя размеры зерен порошка, можно создавать высокопрочные тела с различной пористостью вроде фильтров, или поглотителей, или катализаторов в виде таблеток или гранул. Катализаторы — дисперсные тела с сильно раз­витой поверхностью пор, на которой в адсорб­ционных слоях быстро протекают химические реакции.

Современной химической технологии как раз и нужны прочные катализаторы, выдерживаю­щие интенсивные газовые потоки.

Самый распространенный строительный ма­териал— цементный, бетон. Частицы тонко молотого цемента при перемешивании с водой, песком и щебнем растворяются в воде, и из раствора выкристаллизовываются гидратные

424