Эффект Ребиндера
Эффе́кт Ре́биндера — явление в физике, его изучение составляет одну из задач физико-химической механики[1].
Описание
[править | править код]Эффект открыт Петром Александровичем Ребиндером в 1928 году[2]. Он представляет собой адсорбционное понижение прочности — изменение механических свойств твёрдых тел вследствие физико-химических процессов, вызывающих уменьшение поверхностной (межфазной) энергии тела. В случае кристаллического твёрдого тела, помимо уменьшения поверхностной энергии, для проявления эффекта Ребиндера важно также, чтобы кристалл имел дефекты в структуре, необходимые для зарождения трещин, которые затем под влиянием среды распространяются. У поликристаллических тел такими дефектами являются границы зёрен[3]:350. Проявляется в снижении прочности и возникновении хрупкости, уменьшении долговечности, облегчении диспергирования. Для проявления эффекта Ребиндера необходимы следующие условия:
- Контактирование твердого тела с жидкой средой
- Наличие растягивающих напряжений
Основными характерными чертами, отличающими эффект Ребиндера от других явлений, например, коррозии и растворения, являются следующие[3]:337:
- быстрое появление — немедленно после контакта тела со средой
- достаточность мизерного объёма действующего на твёрдое тело вещества, но только с сопутствующим механическим воздействием
- возвращение тела к начальным характеристикам после удаления среды
Примеры эффекта Ребиндера
[править | править код]Проволока из монокристаллического цинка, на воздухе растягивающаяся в два раза, после окунания в раствор нитрата ртути при слабой попытке растянуть разламывается с образованием гладких поверхностей излома; пластина поликристаллического цинка, на воздухе складываемая пополам без трещин, после нанесения капли ртути или галлия и слабой попытке согнуть в этом месте, трескается и ломается[3]:337. Вообще проявление эффекта Ребиндера при контакте твёрдого металла или сплава с жидким металлом довольно распространено, подверженные ему пары металл (сплав)—расплав металла включают также следующие: цинк—олово, сталь—индий, сталь—кадмий, алюминий—галлий. Это важно учитывать, например, при сварке и пайке[3]:355.
В ионных кристаллах эффект Ребиндера проявляется при контакте с определёнными полярными веществами: пластичные при температуре 400 °C монокристаллы хлорида натрия при наличии расплава хлорида цинка или расплава хлорида алюминия и растяжении становятся хрупкими; поликристаллы хлорида калия теряют прочность при изгибе и растяжении в воде, насыщенной хлоридом же калия. Эффект Ребиндера в ионных кристаллах может применяться для улучшения бурения горных пород. Силикатное стекло теряет прочность на излом в присутствии воды[3]:356.
Для молекулярных кристаллов проявление эффекта Ребиндера возможно при контакте с определёнными неполярными веществами. Так, поликристаллы нафталина теряют до половины своей прочности и больше в присутствии бензола, дихлорметана[3]:357.
Примечания
[править | править код]- ↑ Лихтман В.И. Адсорбционное понижение прочности // Краткая химическая энциклопедия / Ред. кол. И. Л. Кнунянц (отв. ред.) и др. — М.: Советская Энциклопедия, 1961. — Т. 1. А — Е.
- ↑ Ребиндер П.А. О влиянии изменений поверхностной энергии на спайность, твердость и другие свойства кристаллов // Съезд русских физиков. Перечень докладов, представленных на съезд, с кратким их содержанием. — М.—Л.: ГИЗ, 1928. — С. 29.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Щукин Е.Д. Эффект Ребиндера // Наука и человечество, 1970: Международный ежегодник. — М.: Знание, 1970. — С. 337—367.
Литература
[править | править код]- Гецов Г.Г. Капля долбит камень // Химия и жизнь. — 1972. — № 3. — С. 14—16.
- С.В Грачев, В. Р. Бараз, А. А. Богатов, В. П. Швейкин. «Физическое материаловедение»
Ссылки
[править | править код]- Об Эффекте Ребиндера в Киножурнале «Хочу всё знать» на YouTube
- Волынский А. Л. Эффект Ребиндера в полимерах
 | Это заготовка статьи по физике. Помогите Википедии, дополнив её. |
 | Для улучшения этой статьи желательно:
|