Номер 6, страница 258, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

6. Какими способами повышают прочность кристаллических тел?

6. Какими способами повышают прочность кристаллических тел?

Прочность реальных кристаллических тел значительно ниже теоретической из-за наличия в их структуре дефектов (дислокаций, вакансий, трещин). Основные способы повышения прочности направлены на создание структуры, затрудняющей движение дислокаций или зарождение и распространение трещин. Существует несколько основных методов:

1. Уменьшение размера зерен (кристаллитов). Большинство конструкционных материалов являются поликристаллическими, то есть состоят из множества мелких, хаотично ориентированных кристаллов — зерен. Границы зерен служат препятствием для движения дислокаций. Чем меньше размер зерна, тем больше таких границ на пути дислокации и тем выше прочность и твердость материала. Этот метод широко используется в металлургии.

2. Легирование (создание сплавов). Введение в основной металл атомов других элементов (легирующих) приводит к искажению кристаллической решетки. Эти искажения создают поля напряжений, которые тормозят движение дислокаций. Этот метод называется твердорастворным упрочнением. Примером может служить создание стали (сплав железа с углеродом) и различных бронз или латуней.

3. Термическая обработка. Различные режимы нагрева и охлаждения позволяют управлять структурой и свойствами материалов. Например, закалка (быстрое охлаждение) придает стали высокую твердость, а последующий отпуск (нагрев до более низких температур) снижает ее хрупкость. Для многих сплавов применяют старение (дисперсионное твердение), при котором в структуре создаются мельчайшие частицы другой фазы, эффективно блокирующие движение дислокаций и упрочняющие материал.

4. Пластическая деформация (наклеп или холодная обработка). При деформации металла (ковке, прокатке, волочении) при температуре ниже температуры рекристаллизации в нем резко возрастает плотность дислокаций. Они начинают мешать движению друг друга, что приводит к упрочнению материала. Прочность повышается, но пластичность снижается. Пример — проволока, которая становится прочнее после волочения.

5. Устранение поверхностных дефектов. Поверхность кристаллических тел часто содержит микротрещины, которые являются концентраторами напряжений и основной причиной хрупкого разрушения. Полировка и химическая обработка поверхности могут удалить эти дефекты и значительно повысить прочность, особенно для хрупких материалов, таких как стекло или керамика.

Ответ: Прочность кристаллических тел повышают путем измельчения зерна, легирования (создания сплавов), термической обработки (закалка, отпуск, старение), пластической деформации (наклеп), а также устранением поверхностных дефектов.