Реферат
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ
1. 1. Влияние магнитного поля на кристаллические вещества 9
1. 2. Влияние электрического потенциала на ползучесть металлов 15
1. 3. Влияние электрического потенциала на твердость металлов 19
1. 4. Влияние электрического потенциала на микротвердость
металлов 21
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2. 1. Материалы для исследования 25
2. 2. Методика исследования микротвердости. Конструкция и принцип работы микротвердомера 27
2. 2. 1. Методы определения микротвердости в зависимости от типа индентора 34
2. 3. Схема испытаний при воздействии поверхностного электрического потенциала 36
2. 4. Статистическая обработка данных физического
эксперимента 38
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ
3. 1. Влияние слабых электрических потенциалов на
микротвердость исследуемых материалов 40
3. 2. Оценка влияния электрического потенциала на микротвердость металлов (цирконий, алюминий, цинк, кобальт, медь, титан) 49
3. 3. Оценка изменения удельной поверхностной энергии 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 59
Актуальность темы. За всю историю изучения свойств металлических материалов их поведение под нагрузкой отражало совместное влияние только двух внешних факторов: силового и температурного полей. Естественно ожидать, что из числа внешних физических факторов не только напряжения и температура могут активно влиять на процесс пластической деформации такой сложной системы, какой является кристаллическая решетка металлов со своими электрическими и магнитными полями. Вполне закономерен вопрос о влиянии внешних магнитных и электрических полей на поведение металлов под нагрузкой. Однако легче поставить эксперимент, чем теоретически предвидеть последствия такого вмешательства. Известно, что воздействие электрических полей на нагружаемый объект может заметно изменять его деформационные характеристики. Наиболее изучено в этом плане влияние обработки короткими высокоамплитудными импульсами электрического тока, которая может существенно снижать сопротивление деформированию. В металлических системах легко можно изменить состояние поверхности, меняя ее электрический потенциал. Величина поверхностного потенциала контролирует ход многих практически важных процессов, таких как коррозия различного вида, износ, выносливость в агрессивных средах, и в том числе поведение материала под нагрузкой. В связи с этим, необходимость и актуальность исследования микротвердости материалов в условиях внешних энергетических воздействий диктуется как научной важностью проблемы, так и требованиями практики.
Таким образом, целью данной работы является исследование влияния малых электрических потенциалов на микротвердость металлических материалов.
Результаты работы будут способствовать более глубокому пониманию физической природы влияния слабых электрических потенциалов на механические и физические свойства металлов и сплавов.
Для достижения поставленной цели требуется решить следующие конкретные задачи:
^Экспериментально установить зависимость электрического потенциала в интервале от 0 до 0,1 В на исследуемые материалы;
2. Установить влияние электрического потенциала на
микротвердость материалов в интервале от 0 до 5 В;
3. Провести оценку изменения удельной поверхностной энергии.
В настоящей работе проанализирован эффект, состоящий в изменении микротвердости металлических материалов при влиянии малого электрического потенциала.
Основные выводы данной работы:
1. Экспериментально установлено, что минимальные изменения микротвердости при воздействии потенциала от 0 до + 0,1 В на 8 % зафиксированы в цинке, а максимальные на 26 % - в меди, а минимальные изменения микротвердости при воздействии потенциала от 0 до +5 В на 11 % зафиксированы в цирконии и железе, а максимальные на 31 % - в титане. Такой эффект может быть объяснен изменением удельной поверхностной энергии.
2. Обнаружено, что при действии электрического потенциала микротвердость циркония, титана и железа возрастает, а алюминия, кобальта, меди и монокристаллического цинка, напротив, снижается. Предположено, что интенсивность и знак изменений микротвердости определяются величиной и знаком константы Холла. У алюминия, кобальта, меди и цинка константа Холла отрицательная, а у циркония, железа и титана — положительная.
