ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Процессы механической активации твердых тел особенно интенсивно осуществляются при тонком
измельчении частиц в мельницах различного конструктивного оформления. Удельные затраты энергии
(кВт⋅ч/т) зависят от твердости (прочности) измельчаемых или механоактивируемых веществ, конечной
дисперсности порошков и типа измельчающей машины.
При невысоких значениях приложенной нагрузки деформация (смещение, отнесенное к единице
длины) и напряжение (сила, отнесенная к единице площади) в большинстве твердых тел связаны ли-
нейным соотношением и не зависят от времени действия нагрузки. Если при снятии нагрузки восста-
навливается исходная форма тела, то деформация называется упругой. При упругой деформации может
наблюдаться постепенное возникновение микротрещин под нагрузкой и их смыкание при снятии на-
грузки. Если снятие внешних сил не приводит к мгновенному уменьшению деформации, то наблюдает-
ся неупругая деформация. При сохранении деформации после снятия нагрузки деформация называется
пластической, а величина напряжения, соответствующая пластической деформации, называется преде-
лом упругости. Разрушение твердого тела с возникновением пластических деформаций называется пла-
стическим
, а без заметной пластической деформации – хрупким [40, 41].
Наиболее важным типом деформации является сдвиг (скольжение), при котором происходит пере-
мещение двух частей твердого тела по определенной кристаллографической плоскости под действием
деформирующих напряжений. Сдвиг зарождается в определенном месте линейного дефекта кристалли-
ческой решетки в виде краевой или винтовой дислокации.
В плоскости скольжения образуется скопление дислокаций, возникающих при их блокировке пре-
пятствием. При этом на препятствие действует касательное напряжение, превышающее приложенное и
пропорциональное числу дислокаций в скоплении. Концентрация напряжений может привести к слия-
нию ведущих дислокаций и образованию зародышевой микротрещины. Трещина будет распространять-
ся через область высокой концентрации напряжений в конце полосы скольжения и остановится, если ее
длина меньше критического размера, необходимого для самопроизвольного распространения.
При воздействии переменных нагрузок уже на начальной стадии процесса разрушения формируют-
ся микротрещины. Имеющиеся в частице и вновь образованные микротрещины и микродефекты посто-
янно растут, сливаются и формируют макротрещины. Распространение макротрещин ослабляет частицу
и приводит к ее лавинному разрушению.
При импульсных (ударных) воздействиях возникающие напряжения достигают значительных ве-
личин из-за кратковременности нагрузки. Величина напряжения в любой точке определяется нало-
жением падающей и отраженной ударных волн. Наложение этих волн может вызвать высокие на-
пряжения, приводящие к разрушению.
При крупном измельчении размеры дефектов и микротрещин ничтожно малы по сравнению с раз-
мерами измельченных частиц и их разрушение происходит по поверхностям наибольших напряжений с
раскрытием дефектов одного наивысшего порядка. В области тонкого и сверхтонкого измельчения, ко-
гда размеры дефектов соизмеримы с размерами частиц, при той же объемной плотности микротрещин
их количество мало. Поэтому образование новых поверхностей идет с включением дефектов структуры
более низкого порядка, требующих более высоких разрушающих напряжений [40].
При измельчении твердых частиц наблюдается их активация – сложный многоступенчатый про-
цесс изменения энергетического состояния вещества. Активации способствуют также такие явления,
как изменение структуры кристаллической решетки вещества, частичная аморфизация поверхности и
приповерхностных слоев частиц, различные виды излучений, возникающие при разрушении, изменение
вида химических связей на поверхности и в глубинных слоях вещества, электронизация и другие про-
цессы [42].
Под действием механической нагрузки подведенная энергия расходуется на создание упругих и
пластических деформаций в частицах. Пластическая деформация изменяет форму частиц, нарушает
упорядоченность кристаллической решетки и образует дислокацию. Энергия пластических дефор-
маций при съеме деформирующего усилия частично переходит в тепло, частично увеличивает
внутреннюю энергию измельчаемых частиц. Под увеличением внутренней энергии частиц понима-
ется увеличение той части полной внутренней энергии, которая включает в себя энергию взаимо-
действия микрочастиц, энергию кристаллической решетки, энергию электронных оболочек ионов и
атомов, энергию микро- и макродефектов структуры материала и т.д.
ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В КАЛОМЕТРИЧЕСКИХ МЕЛЬНИЦАХ ПОКАЗАЛИ, ЧТО ИЗ-
МЕЛЬЧЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ АККУМУЛИРУЮТ ЗНАЧИТЕЛЬНО БОЛЬШУЮ ЭНЕРГИЮ, ЧЕМ
ТА, ЧТО ИДЕТ НА ОБРАЗОВАНИЕ НОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ [37, 43]. ТВЕРДЫЕ ТЕЛА В ЗАВИСИ-
МОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ (ИНТЕНСИВНОСТИ ПОДВОДА ЭНЕРГИИ, СВОЙСТВ
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- …
- следующая ›
- последняя »
