<<
>>

Металлические усы

Это произошло в Англии во время второй мировой войны. Новые, весьма необходимые автоматические приборы, использующиеся в военной технике, выходили из строя один за другим — замыкались контакты.

Причину замыкания долго найти не могли. Наконец, после тщательного наблюдения установили: виновники аварии — тонкие волоски олова, выступавшие на тончайшей оловянной пленке, нанесенной на сталь. Волоски состригли, и приборы начали работать. Через некоторое время контакты вновь замкнулись, и исследователи опять обнаружили все те же волоски олова. Сколько их в дальнейшем ни «стригли», они вырастали вновь. Волоски были названы усами.

После войны многие ученые начали исследовать причины появления усов, определять их свойства. Ус имел толщину около мкм. Оказалось, что тончайший ус обладал колоссальной прочностью. Если бы такой волосок имел сечение в I MM2r он бы выдержал нагрузку в несколько сот килограммов! Это значит, что прочность металла близка к теоретической. Рентгеноструктурный анализ помог разгадать чудесные свойства усов: они представляли собой почти бездефектные, «идеальные» монокристаллы чистого олова [74]!

Как показали дальнейшие эксперименты, отсутствие дефектов в усах объяснялось условиями их роста и малыми размерами. Они росли столь быстро, что дефекты просто не успевали возникнуть. Стоило увеличить размеры усов, дефекты кристаллической решетки появлялись, и прочность резко падала. Было обнаружено, что усы даже после рождения могут быстро «портиться» за счет появления примесей в результате окисления их поверхности. Поэтому надо было принимать специальные меры для хранения выращенных усов. Поскольку усы состояли из отдельных нитей, их назвали также нитевидными кристаллами.

Сегодня существует более 100 способов получения монокристаллов. Наиболее совершенными свойствами обладают нитевидные кристаллы, полученные осаждением из газовой фазы.

В трубчатую печь помещают алун- довую или кварцевую лодочку с хлористой солью металла. При нагреве происходит возгонка соли. Через печь пропускают водород, который восстанавливает соль до металла. Нитевидные кристаллы появляются на стенках лодочки в виде пушистых наростов — усов. Рост нитевидных кристаллов связан с влажностью, чистотой и количеством соли, стабильностью режима восстановления. Определяющими всегда являются температура и скорость восстановления.

В нашей стране в 60-х годах Е. М. Савицкий с сотрудниками получил нитевидные кристаллы почти всех тугоплавких металлов. В настоящее время получают нитевидные

кристаллы чистых металлов размером 2 — 10 мм и толщиной от 0,5 до 2,0 мкм, практически лишенные дефектов кристаллической решетки. Эти монокристаллы обладают прочностью, близкой к теоретической. Так, например, предел прочности монокристаллов железа составляет 13 ООО МПа, меди — 3000 и цинка 2000 МПа, в то время как техническое железо имеет предел прочности 300 МПа, медь — 250 и цинк 180 МПа.

Исследование поверхности нитевидных кристаллов показало, что она не имеет микроскопических трещин, остается «атомно гладкой». Кристаллическая решетка усов характеризуется почти полным отсутствием дислокаций. Таким образом, отсутствие в металле примесей при определенных условиях обеспечивает бездефектную структуру его кристаллов. Бездефектная структура чистых («однородных») металлов является надежным способом повышения их прочности.

<< | >>
Источник: Гуревич Ю.Г. . Булат. Структура, свойства и секреты изготовления: Монография. 2006

Еще по теме Металлические усы:

  1. ГДЕ ВАШИ «УСЫ»?
  2. Изготовление металлических предметов
  3. МЕТАЛЛЫ ИЗ ЗАМАСЛЕННОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЛОМА
  4. МЕТАЛЛЫ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ШЛАМОВ СМЕШАННОГО СОСТАВА
  5. А.А. Тишкин, В.В. Горбунов, Н.Н. Серегин Алтайский государственный университет, г.Барнаул, Россия МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЗЕРКАЛА КАК ПОКАЗАТЕЛИ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ КУЛЬТУР АЛТАЯ ПОЗДНЕЙ ДРЕВНОСТИ И СРЕДНЕВЕКОВЬЯ (ХРОНОЛОГИЯ И ЭТНОКУЛЬТУРНЫЕ КОНТАКТЫ)1
  6. КОРЕЙСКАЯ КУЛЬТУРА XIII - XII ВВ.
  7. АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ ОТХОДОВ ОГНЕВОЙ ЗАЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ
  8. 11.1 ИЗЫСКАНИЯ ТРАССЫ
  9. ЕСТЬ ПЕРВЫЙ СЛИТОК!.. ЕСТЬ ЧИСТЫЙ ГРАФИТ!
  10. КАМПАНИИ
  11. МЕДЬ ИЗ ОСАДКОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
  12. Глава 16 Волго-Вятский РАЙОН
  13. МАГНИЙ ИЗ РЕАКТОРНЫХ ШЛАМОВ
  14. СВИНЕЦ ИЗ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ТЕТРАЭТИЛСВИНЦА