Юный техник 1968-05, страница 12

но и понижения прочности твердых тел.

Сегодня мы уже знаем, что молекулы-пограничники в поверхностном слое ведут себя не так, как те, которые находятся в глубине вещества. Благодаря своей одинаковой направленности, упорядоченному однообразному расположению эти молекулы действуют не вразброд, а дружно. Они активно сплачиваются, чтобы противостоять всякой силе, идущей извне. Мы знаем, что на поверхности тел происходит множество важных явлений. Например, адгезия, что означает «прилипание». Вспомните водопровод. Кажется, ясно: труба неподвижна, а вода течет в ее металлических берегах. Но так ли это? Благодаря адгезии к металлическим стенкам трубы прилил слой воды толщиной в молекулу, и он не двигается. Своим притяжением он еще пытается удержать соприкасающиеся с ним молекулы воды. Конечно, удержать их он не может: сцепление между молекулами воды и слоем меньше, чем между молекулами воды и железа.

— Вы хотите, Петр Александрович, уверить нас, что вода течет не в железных, а водяных берегах? От каких же факторов зависит ее движение и где еще наблюдаются в природе подобные процессы?

—Движение, или, лучше сказать, достаточно медленное течение, жидкости не зависит от материала и свойств поверхности трубы, а только от природы жидкости и температуры.

— Значит, выводы физико-хи-мической механики имеют огромное практическое значение для промышленности, транспорта — всего народного хозяйства?

— Да, это и усовершенствование механической обработки твердых тел и получение новых высококачественных строительных материалов, по-новому решаются многие вопросы грунтоведения, почвоведения и инженерной геологии. Ведь, изменяя условия взаимодействия твердых тел, частиц друг с другом и молекулами воды, можно управлять распределением влаги в почве, ее структурой.

Перед нами раскрывается вся картина процессов твердения вяжущих веществ — гипса, извести, цемента. Мы ищем и находим новые пути к повышению прочности материалов. Эти пути, как ни парадоксально, ведут через... разрушение.

Вникнем в суть дела. Все твердые тела: металлы, стекла, полимеры — имеют в своей структуре множество изъянов. Через несколько сотен правильных, идеальных расстояний между атомами и молекулами, размеры которых исчисляются миллионными долями миллиметра, встречается в среднем по одному дефекту. Это уже зародыш трещин. Представьте се бе, что в какой-то цепи через сто прочных стальных колец встречалось бы одно бумажное. Ясно, что именно оно и определяло бы низкую прочность всей цепи.

П. А. Ребиндер набрасывает схему твердого тела: нечто вроде мозаичного набора почти идеальных бездефектных блочков, размеры которых близки к сотым долям микрона.

— Чем меньше размеры зерен, образующих твердое тело, тем выше прочность этих зерен, а следовательно, и всего тела, потому что меньше вероятность встретить в нем опасный дефект. Значит, чтобы материал стал высокопрочным, стойким, твердое тело нужно сначала измельчить, то есть разрушить.

Мы ищем способы временно, на короткий период снизить твердость металла, сделать его совершенно хрупким или, наоборот, мягким, легко текущим, помочь небольшими, но часто действующими вибрационными усилиями расшатать структуру металла. И это не научное чудачество, а диалектика: чтобы научиться создавать, надо уметь разрушать и знать, почему и как происходит разрушение.

— Как же это происходит на практике?

— Шаровые мельницы наносят частицам беспорядочные удары, образуя новые дефекты. При этом происходит не разрушение идеальной структуры твердого тела, а раскрытие, как мы говорим, наи

10