Техника - молодёжи 1985-12, страница 65

ВЕРНИСАЖ ИЗОБРЕТЕНИЙ

бруска (такой же брусок сутки пролежал в ванне, наполненной гипоидной смазкой — густой, черной жидкостью, хорошо известной автомобилистам, но так и остался в первозданном виде). Затем в контейнер залили ту же смазку и начали опускать плунжер. Когда давление достигло нескольких кбар (для этого достаточно 3—4 с), его быстро стравили, подняли плунжер, извлекли заготовку, раскололи. Черная, ни одного просвета! Проделали то же самое с деревянными кубиками. Который побывал в контейнере под давлением, мгновенно пропитался насквозь, другой же, сутки проплававший в смазке при температуре +50°, существенных изменений не претерпел. Электродный графит, на неделю погруженный в горячую воду, потяжелел на 1,7%, а за несколько секунд пропитки под давлением 10 кбар — на 7,7%!

Ну а если подобным способом пропитать уже промокшую древесину— предложил автор этих строк. Коллеги сослались на профессора П. С. Серговского. Открываю его учебник «Гидротермическая обработка и консервирование древесины», читаю: «Вода, заполняющая влагопроводящие пути древесины, практически несжимаема, и введение в такую древесину пропитывающих веществ в достаточном количестве, очевидно, невозможно». Раз возразить нечем, придется прибегнуть к эксперименту. И что же?

Под давлением в несколько ки-лобар промокшая деревяшка насквозь пропиталась высоковязкой жидкостью! А если поработать с расплавленным металлом? С этой целью контейнер обмотали электроспиралью, внутрь его поместили пористое тело, спеченное из бронзовых дробинок диаметром 0,2— 0,4 мм и залили сплавом Вуда /50% висмута и по 25% свинца и олова/. Двухчасовая «варка» подопытного образца в кипящем сплаве Вуда закончилась тем, что он пропитался на 0,8 мм. Тогда давление в контейнере всего на 10 с подняли до 5 кбар. Пропитка сквозная!

Пожалуй, единственным, но существенным недостатком нового способа /а. с. № 385674/ было то, что образец каждый раз приходилось вручную ставить в контейнер, затем герметизировать его, а после пропитки вручную же извлекать то, что получилось, наружу. Осознав это, мы разработали специальный агрегат /а. с. № 590145/.

Действует он следующим образом /на 4-й стр. обложки — схема справа вверху/. Перед операцией обрабатываемое изделие помещают в стакан /А/, который состыковывают с другим /Б/, находящимся в контейнере и, в свою очередь, соединенным с третьим /В/, высовывающимся из контейнера. Изделие в последнем уже пропитано. При этом днища стаканов /Б/ и /В/ находятся под шлифовыми втулками, а линии их стыковки — вне зоны действия шлифовых уплотнителей. Толкатель отведен влево. В рабочую полость контейнера подается под высоким давлением жидкость, уплотнительные кольца и шлифы плотно прижимаются к сопрягаемым поверхностям, обеспечивая его герметичность. После одного или нескольких циклов подачи жидкости давление в рабочей полости контейнера снижается, шток толкателя перемещается вправо, проталкивая в контейнер первый стакан /А/ на обработку и частично выдвигая оттуда второй /Б/ только что про питанными изделиями. Затем шток вновь отводят влево, к стакану /А/ пристыковывают стакан /Г/, и весь процесс повторяется. Стакан /В/ снимают и извлекают из него обработанное изделие.

Разработка автоматического управления этим процессом /а. с. № 621393/ и возможность использования не только жидкости, но и газов, существенно расширяет об ласть применения агрегата.

Нелишне напомнить, что при этом не нужно нагревать пропитывающую жидкость /ничто не меша ет расширить «ассортимент» подобных веществ/. Становится возможным обрабатывать пористый материал, уже заполненный другим веществом без предварительного удаления последнего.

А теперь позволю себе небольшое лирическое отступление. Занимаясь проблемой упрочнения металлов и сплавов, я заодно проводил и тонкое измельчение материалов. Однажды резиновая трубка, в которой были куски полевого шпата, разгерметизировалась, и внутрь ее попала жидкость. Мне показалось странным, что некоторые куски измельчились, но было некогда, и я ограничился тем, что собрал их и записал этот случай в лабораторный журнал.

Прошло несколько лет. Просматривая как-то монографию Бридж-мена «Новейшие работы в области

высоких давлений», изданную в 1948 году, я узнал, что автор еще в 20-х годах обнаружил эффект разрушения твердых, анизотропных материалов, находящихся в сжатой жидкости, когда давление резко падало. Затем в 1932 году Поултер и Вилсон опубликовали в журнале «Физикал ревю» статью о том, что жидкости — вода, спирт, эфир — под высоким давлением проникают сквозь стекло и плавленый кварц. Авторы полагали, что жидкость в столь жестких условиях диффундирует сквозь эти вещества, а при внезапном снижении давления не успевает выйти наружу и как бы взрывается в микротрещинах.

Где же концентрируются микротрещины? Либо на межзеренных поверхностях, либо в местах дефектов, характерных для минералов кристаллического строения. А таких участков уйма — плоскости срастаний, границы блоков, инородные включения и т. п. В сущности, любое инородное включение — это конденсатор напряжений в кристалле, создающий сеть микротрещин, зародышей будущего разрушения. Тут-то я и вспомнил о запыленном пакетике со злополучными кусками полевого шпата, поместил их под микроскоп. Да, разрушения возникли в местах, уже ослабленных микро- и макротрещинами. Но это же новый способ селективного измельчения минералов!

Расклинивающее действие сжатой жидкости можно усилить, доведя давление до такой величины, когда она превращается в твердое тело. Поскольку жидкость в кристаллическом состоянии обладает повышенной плотностью (у воды при давлении 8 кбар плотность 1,36 г/см³), то при резком сбросе давления она станет выделять не только энергию, затраченную на сжатие, но и дополнительную энергию фазового ее перехода. Последняя равна произведению давления перехода на изменение объема. Величина энергетического довеска солидна — например, для воды она составляет 7,2 кгм/см³. Поскольку при затвердевании жидкости эта внутренняя энергия распределяется по всему объему, повышая ее температуру, необходима некоторая выдержка под давлением, чтобы фазовый переход произошел полностью.

Когда способ селективного измельчения стал относительно ясным, я засыпал в рабочую полость контейнера, заполненную водой,

61