• Что такое фактурная штукатурка
• Выбираем сухие строительные смеси
• Преимущества напряженного железобетона
• Что влияет на выбор кровельного материала
• В чем преимущество пробковых полов

деформация, а лишь часть ее, т. н. у п р у-гая деформация, тогда как деформация, соответствуюшая отрезку OD, останется; эта деформация носит название остаточной. Новое приложение усилия Р вызовет упругую деформацию, характеризуемую теперь уже не путем OA, а путем DC, причем точка С будет новым пределом упругости. Параллельность линий OA и DC для первоначального и деформированного состояний вещества указывает на сохранение телом модуля упругости. Следовательно пластич. деформация 0D, изменив форму тела, не изменила тем его механич. свойств, его упругости, но повысила предел упругости. Наконец, если деформация будет доведена до предела прочности (точка В), то она приведет к разрушению тела. Пока тело подвергается только упругой деформации, затрачиваемая на нее энергия обратима. Сдвиг н^е хода деформации при пластич, деформации и наличие остаточной деформации 0D указывают на необратимость энергии, затраченной на остаточную деформацию ОJD; энергия идет на нагревание деформируемого тела.

Отличие пластич. тел от хрупких-в значительной длине участка АВ при короткости участка OA, тог-

Фиг. 2.

да как у тел хрупких соотношение этих участков обратное. На фиг. 2 сопоставлены для сравнения графики усилие-деформация трех главных видов: а-твердого металла, обладающего малой деформируемостью, но при усилиях за пределами пропорциональности обнаруживающего большую податливость; б-каучука, весьма легко деформируемого, но в противоположность металлу постепенно уменьшающего свою податливость, и в-пластичного тела, способного к весьма большим деформациям при незначительных добавочных за пределом упругости усилиях, Т. о. пластичные тела за сравнительно низким пределом упругости обладают способностью течь и в этом отношении нередко сравнивались с жидкостями, причем самая пластичность рассматрзшалась как внутреннее трение г} жидкостей, с тем однако отличием, что в случае пластичных тел оно в 10-18 раз (олово, и значительно более многие другие металлы) превосходит способность течь обычных жидкостей. Это сведение П. к вязкости высокого порядка, какая напр. у вароподоб-ных тел, не может однако быть удержано по ряду соображений. Вязкость жидкостей есть постоянная, не зависящая ни от скорости течения, ни от полученной уже деформации, тогда как при попытке измерить коэф. внутреннего трения пластичных тел, причем П. сводится к вязкости, этот коэфициент зависит от скорости деформации v\ для монокристаллов он обратно пропорционален ей, так что иu= Const (В. Д. Кузнецов и Л. А. Швирк), Далее течение жидкости, хотя бы и весьма вязкой, начинается при самом малом усилии (на фиг. 1 участок АВ у жид-

кости был бы равен нулю и график начинался бы непосредственно с предела упругости); в телах же пластичных имеется определенный порог деформирующего усилия, до которого они обладают характером твердых упругих тел. Этот порог не зависит от скорости деформации, т. е. от скорости течения пластич. тела. Далее вязкая жидкость совершенно не меняет своих свойств после деформации, тогда как в пластичных телах наблюдается упрочнение, постепенно повышающее указанный порог скольжений.

Весьма важным различием течения жидкостей и течения пластичных тел может служить также монотонность жидкого течения и скачкообразность или волнистость течения пластического, что связано с местными упрочнениями областей, в которых протека.та деформация, и переходом процесса деформации к новьпд, еще не упрочненным областям. У монокристаллич. тел пластич. течение отличается от жидкого еще и анизотропией его, в силу к-рой в кристалле имеются определенные направления возможных скольжений, тогда как в жидкости ни одно направление не обладает никакими преимуществами перед любым другим. Т. о. щт желании формально объединить вязкое и пластичное течения по меньшей мере необходимо вводить в соответственные ф-лы не просто действующее усилие, а избыток его над порогом пластич, деформации. Следовательно П. тел не м. б. охарактеризована одной константой, но характеризуется по меньшей мере двумя независимыми, из которых одна-это вязкость или обратная ей величина-подвижность М (Mobility,=/л) и другая-

предел упругости р, у жидкостей принимаемый равным нулю. В соответствии с известной ф-лой вязкого истечения из капилляра, данной Пуазейлем, Бинтам (E.C.Bingham, 1916 г.) первый дал приближенную ф-лу для пластич. истечения из капилляра, а именно:

1 ngd*r(P-p) Af 128Q1

где Q-объем истекшего тела в сл , г-время, а-диам. капилляра в см, д-ускорение силы тяжести в см/ск, р-средняя разность давлений в г/см между двумя концами капилляра; ~ измеряется в пуазах. При р=0

ф-ла Бингама переходит в известную ф-лу Пуазейля. Изучая микроскопически истечение пластичных тел вроде красок (см. ниже пластоиды), Грин (1920 г.) нашел, что подобное тело течет в капилляре как одно целое и что скольжение происходит в тонком прилегающем к капилляру слое, причем жидкая смазка пристает как к стенке капилляра, так и к пластичному телу. Основываясь на этом наблюдении, Бекингам (1920 г.) исправил ур-ие Бингама, придав ему вид:

т 128/ 3* зрв; ш где текучесть этой смазывающей жидкости, h-толщина ее слоя; остальные буквенные обозначения имеют прежнее значение. Опытно найдены также другие соотношения, но едва ли всегда применимые, напр. предложена ф-ла fcP или, в более общем виде,

= к(Р - Ау\ где п-постоянная вещества,

ббльшая единицы, а к-неизвестная ф-ия другой постоянной вещества и геометрич. размеров капилляра. Фарроу(Р. D. Farrow, 1923 г.) и Лёве (1923 г.) на основании опытов с крахмальными пастами нашли, что

, ngndi Ш1(.1л)

где ( )-вторая постоянная вещества, причем она, как и v, возрастает с концентрацией, Драйден полагает, что

(п + З) .22 + 3

при W = 1 получается из этого соотношения ф-ла Фарроу и Лёве. Из комбинации двух ур-ий получается еще, что

формула содержит две опытных постоянных пластич, вещества, {fi) и п.

П. одиночных кристаллов (монокристаллов). Монокристаллы не обнаруживают упругого последействия и упругой усталости, -НО пластическая деформация в них несомненно происходит, если только соблюдены определенные для каждого кристалла температурные условия, напр, опытно доказана П, монокристаллов каменной соли, гинса, цинка, алюминия, латуни, кадмия и др. При t° 600° кристаллы каменной соли подвергаются изгибу или кручению, как если бы они были из воска, причем сохраняется прозрачность, прочность и видимая цельность монокристалла. Естественно было бы предполагать в пластич, деформации монокристаллов простейший стучай проявления П, тел и, отправляясь от него, построить дальнейшее представление о пластич, деформации других более сложных систем. Однако опытное исстедование пластич. деформации монокристаллов показало ошибочность таких расчетов и выяснило, что пластич. деформация монокристаллов сама происходит подобно тому, как в поликристаллических системах. В самом деле возникновение изогнутых поверхностей деформации у монокристалла можно было бы считать либо результатом скольжения по плоскостям спайности, с сохранением цельности кристаллич. решетки, либо результатом искривления этой решетки. В первом случае деформация кристалла относилась бы только к его свободным поверхностям и не затрагивала бы внутреннего объема, во втором же случае она выводила бы механич. систему решетки из равновесия и, увеличивая тем нотенцпальную энергию системы, вела бы к натяжениям внутри кристалла. Оба эти случая не могут считаться невозможными, но опыт показывает, что на самом деле в пластич. деформации не осуществляется ни один из них. Скольжение по плоскостям спайности с сохранением цельности решетки (фиг. 3) дало бы плоские поверхности скольжения и

Фиг. 3.

возможность восстанавливать первоначальный кристалл при помощи обратной деформации, а искривление решетки вело бы к восстановлению первоначального кристалла при отпуске его. Но поверхности скол}.же-ния при пластич. деформации оказываются не плоскими, и следовательно правильность решетки д. б. нарушена. Ни обратная деформация ни отпуск пе восстанавливают монокристалла. Т, о. остается лишь третье предположение, а именно, что при пластич. деформации кристалл только кажется сохранившим свою одиночность, но на самом деле дробится на отдельные кристаллы, хотя и очень плотно уложенные, и что пластич. деформация происходит вследствие вращения р этих обломков и даль-

нейшего их дробления. J Это предположение под-

тверждено лауэграмма-ми. Кроме того ра.здроб-ленность монокристал-тэ. ла в смежности с плос- костью скольжения подтверждается и прямым металлографич. ан.али-зом. На фиг, 4 показан шлиф монокристалла латуни, подвергше-Фиг. 4. I гося деформации сдви-

га при Г 450°. Вдоль плоскости среза АВ образовалась поликристаллическая зона, тогда как основной объем каждой из половин монокристалла остался без изменения, В местах первичного разрыва, где образуются более крупные кристаллы, зернистая структура проникла в монокристалл на 0,075- 0,1 мм, тогда как в шейке, где действие деформирующего усилия продолжалось более всего,кристаллич, обломки особенно мелки и внедряются в монокристалл на 0,5 мм в каждую половину монокристалла; монокристаллики по периферии образовались при механической обработке монокристалла.

Т. о. пластич, деформация одиночных кристаллов происходит вследствие раздробления кристалла на более мелкие кристаллики, скольжения их друг по другу, например у каменной соли вдоль плоскости ромбич. додекаэдра (110), и одновременного вращения их. Этот процесс раздробления сопровождается характерным звуком, напоминающим тиканье часов. Как удалось установить регистрацией этого процесса с увеличением до 10 ООО раз при помощи зеркальной системы, кривая течения пластич, материала за пределами упругости перестает быть плавной и слагается из элементарных ступенек, соответствующих перемежающимся состояниям упрочнения и расслабления деформируемого те.та. Скачки эти Д5 не ста-тистичны, но вполне закономерны, т, е, возникают через равные промелеутки времени и дают равные подъемы. Промежуток времени Дт меледу отдельными скачками зависит от испытуемого тела, значения деформирующего усилия, t° испытания и наконец его длительности; наблЕОдавшееся значение этого променеутка Дт колебалось в пределах от 4 ск. до нескольких десятков мин., причем по мере протекания деформации промежуток времени постепенно возрастал. На-

против, значение скачка деформации AS мало зависит от указанных условий и может считаться характерным для данного веще-j,rr. ства; в нек-рых слу-

чаях (напр. для ла-тупи) скачок от t° не зависит. Во вся-

Фыг. о.

ком случае кривые Дт = /(; спадают в область высоких t° более круто, чем поднимаются кривые S = F{t). Примеры даны для латуни (фиг. 5) и для каменной соли (фиг. 6). Нафиг.5 кривая а выражает зависимость Ltf{t), а кривая б-зависимость iiS = F{t) для латуни. На фиг. 6 кривые виг представляют наблюдавшиеся в разных случаях зависимости AS F{t) для каменной соли. Порядок величины его определяется в несколько fi. На фиг. 7а по-

ISO г

250 500 350 400 450 500С д gO Ш ёОск

Фиг. 6. Фиг. 7а.

казань! по данным М. В. Классен-Неклюдовой начальный (кривая А) и конечный (кривая В) ход пластической деформации монокристалла латуни. В части А ступенчатая запись расположена вдоль прямой, что обусловлено равенством промежутков времени между отдельными скачками при вышеуказанном равенстве самых скачков; кривая же В обращена выпуклостью к оси абсцисс, т. к. промежутки времени между скачками постепенно возрастают. Это указывает на постепенное упрочнение кристалла и стремление процесса деформации остановиться, если только деформирующее усилие не будет увеличено. Прерывистый характер пластич. деформации монокристалла связан для каждого вещества с определенными Г-ньгаи условиями, примеры к-рьгх приведены в табл. 1.

На фиг. 76 показаны для монокриста.11ь-ной латуни кривые спадания частоты в зависимости от нагрузки Р. При кривых написаны соответствующие им Г опыта. Как

3Sa 43В 5

Нагрузка Р

Фиг. 76.

ВИДНО из хода этих кривых, с повышением t° частота при той же нагрузке весьма быстро возрастает, как равным образом возрастает она при той же температуре с повышением нагрузки. При i° за этими пределами скачки сливают- - ся, и деформация j напоминает плавное течение. При t°, не достигающих нижнего предела, происходит или медленное течение или деформация отслтствует, а за верхним температурным пределом течение идет очень быстро.

Частота скачков z ж. б, выражена как ф-ия F разности приложенного усилия Р и наличного в данный момент предела упругости ро: = - Ро)- Но предел упругости возрастает с числом сдвигов N, уже произведенных на единицу .длины L, а скачОк возрастает с t°. Нсэтому скорость пластической деформации м. б. выражена отношением:

Vp = -zS=0iP,N)4>it).

Эта скорость принципиально отличается от аналогичной скорости вязкой жидкости, и потому течение твердых тел по существу отлично от течения жидкостей,-в частности своей прерьгеистостыо и упрочнением деформируемого тела. Эти особенности пластич. деформации монокристаллов до сих пор не пол^или общепризнанного объяснения; но из предложенных (а именно: изгиб атомных поверхностей, местное разрушение правильности решетки-атомная шероховатость-и возникновение новьгх поверхностей с повышенной потенциальной энергией) последнее невидимому наиболее соответствует прямому опыту. Это объяснение в частности хорошо согласуется и с существованием определенного максимума е\ истираемости монокристаллов при i° перехо- 5[ да от упругого состояния к пластическому, как установлено Кузнецовым на каменной соли (фиг. 8, сошлифо-ванная масса в мг): с повышением 1° поверхностная энергия тела убывает, и потому истираемость возрастает. Но как показывает опыт, после темпер гтуры перехода к пластич. состоянию истираемость снова убывает, а т. к. удельная поверхностная энергия тоже долина убывать, то следовательно необходимо предположить, что уменьшение истираемости объясняется уве-.чичением поверхности, что действительно возможно при раздроблении монокристалла пластич. деформацией, т. е. при образовании мелкокристаллич. прослойки. Если же поверхностный мелкозернистый слой с кристалла удаляется, то истираемость начинает возрастать. Т. о. пластхгч. деформация те.л монокристаллических приводится к таковой же тел поликристаллических.

Фиг. 8.

П. поликристаллических тел. Пластичность поликристаллич. тел изучалась преимущественно на металлах. Такие тела состоят из кристаллич. многогранников, разделенных между собою тонкой прослойкой эвтектического сплава основного металла с примесями. Очевидно пластич. деформация тела в целом будет итти различно в зависимости от того, разругиается ли легче кристаллич. зерно или междукристаллич. прослойка. Поданным О. Фауста и Г. Тамманна (1911 г.) действительно в одних металлах пластич. деформации подвергаются самые кристаллиты и при этом разрушаются, в других же, начиная с нек-рой деформации, происходит взаимное смещение их относительно друг друга, но без нарушения их целости, и лишь при дальнейшей деформации металла происходят внутренние скольжения в кристаллитах-раздробление кристаллитов на части. К металлам второго рода относится напр. олово-в нем кристаллиты меняют при деформации свое место, сами не деформируясь. Поэтому в олове, как это доказано опытами В. Д. Кузнецова и Л. А. Швирка, моду-ть сдвига возрастает вместе с величиной его кристаллитов, причем всякий процесс, увеличивающий размеры кристаллитов, ведет также к возрастанию и модуля сдвига (N); таково напр. воздействие на олово длительного отжига и медленного закручивания. Смещение кристаллитов при пластич. деформации сказывается появлением шероховатости на поверхности деформированных образцов, причем степень этой шероховатости может служить столь же надежным основанием для оценки величины кристаллитов, как и микрофотографич. снимок. Если обратиться к металлам первой группы, то тут при действии некоторого усилия происходят скольжения внутри отдельньгх кристаллитов, направленных особенно невыгодно. Очевидно в каждом из кристаллитов процесс Р кг/ми пластич. деформации при сколь-S0] , жении происходит так же, как

и в более, крупных отдельных кристаллах, т. е. с постепенным раздроблением кристаллита на более мелкие, которые поворачиваются и ориентируются уже неблагоприятно для легкости деформации. Т. о. по мере деформации в зоне скольжения образуется все более и более мелких кристаллитов, не так легко деформируемых (зона скольжения преобразуется в слой твердого f го непластичного металла). Неопределенно далеко идущая из-мельченность кристаллитов в этвй зоне приводит к представлению об аморфности ее вещества, выдвинутому Бэйлби и развитому Розенгеймом. Такой же затвердевший и аморфный слой возникает и на поверхности отполированного металла.

Согласно т. н. аморфной теории пластичности пластич. деформапия происходит путем скольжения одной части металла по другой, .причем между скользящими слоями

юо гоо Фиг. 9.

образуется как бы смазка из аморфного металла, котирую можно уподобить шарикам-подшипникам между трущимися поверхностями или скорее подобным же телам, но граненым. Ее сравнивают с цементом, т. к. она с течением времени отвердевает. Поэтому при вторичной деформации текучесть металла может обнаружиться лишь при ббльших напряжениях. Кроме того затвердение этого цемента должно весьма зависеть от t° деформации. Как показано де-Форестом (1916 г.), при Г, превышающих нормальные, этот цемент в силу уменьшения своей вязкости, отвердевает быстрее, и диаграмма деформация-нагрузка становится волнистой, тогда как при нормальной <° металл течет спокойно. Зависимость между давлением истечения F различных металлов и f изучена В. П1и-

шокиным (1929 год), причем, как показывает опыт, она м.б. выражена функцией F = ке~ *, где к и а-постоянные. Олово свинец, кадмий и висмут хо-

Фиг. 10.

рошо подчиняются этой зависимости, хотя при разном производстве и составе одного и того же металла эти коэф-ты могут оказаться нетождественными. Соответственный график для таллия м, б. выражен подобным же ур-ием, но с одним значением коэф-тов до 226-230° и другим-после этого промежутка; этот скачок в давлении истечения соответствует известному аллотронич. превращению таллия при 228°. Как показано К. Ито (1925 г.) и затем В. П. Шишокиным (1929 г.), зависимость бринелевской твердости И от t° тоже выражается экспоненциальной функцией вида R= qePi, где q и Д- постоянные. При этом оказывается, как видно например из данных табл. 2, что <°-ный коэф. давления истечения а и бринелевской твердости весьма близки между собою.

Табл. 2. -Значения температурных коэфициентов давления истечения F и бринелевской твердости Н (по в. П. Шьшокину).

На фиг. 9 дан график зависимости между давлением F истечения и а на фиг. 10- график той же зависимости для бринелев-

ской твердости Н. При кривых поставлены обозначения соответственных металлов, причем на фиг. 9 индекс 1 относится к истечению из матрицы диам. 8,85 мм с выпускным отверстием 2,86 мм, а индекс 2-к значениям тех же величин 9,75 мм, 2,5 лш соответственно; скорость опускания шпинделя в первом случае была 0,2 мм j мин, а во втором-0,133 мм/мин.

П. глины. Глина, так же как и мелкоиз-мельченные слюда и глауконит, относится к числу немногих минеральных веществ, способных при замешивании с водою давать массу высокой пластичности. Степень П. полученного теста зависит от многих факторов, из к-рых наиболее важны: количество воды при затворении; величина и форма зерен исходного твердого вещества; химич. природа и количественное содержание веществ, растворенных в воде, взятой для затворения; содержание в глине особых агентов П. и др. Количество воды, введенной в глиняную массу, особенно важно. При очень малом содержании воды П. еще отсутствует вследствие неспособности теста к деформации, тогда как при слишком большом содержании П. уже отсутствует из-за отсутствия сопротивления. Если увеличивать содержание воды, то произведение из деформации на сопротивление сперва растет, проходит через максимум, а затем убывает. На примере глины из Дрэ (Dreux) в табл. 3 соТ а б л. 3 .-3 ависимость механических свойств глины на Дрэ от содержания воды.

Табл. 4. - Связь между содержанием, воды р в чистом кварцевом песке и в глине и их электросопротивление!* R (по данным Г. Лундберга).

поставлены по А. .Ле-Шателье последовательные состояния этого материала при различном содержании воды. Глиною в рабочем состоянии считают так называемое нормальное тесто, наиболее богатое водою и пригодное к работе, но не очень сильно пристающее к рукам. Содержание воды в нормальном тесте у практиков считается характеристикою данной глины. Несмотря на кажущуюся субъективность такого способа охарактеризования числовые определения различных исследователей одной и той же глины расходятся только на 1%. О физическим состоянии воды в глиняном тесте можно составить известное представление, сопоставляя электросопротивление глиняно-вод-ных смесей с таковьш: же смесей песчано-водньпс (табл. 4). Как видно из приведенных данных, электросопротивление песка R достаточно хорошо удовлетворяется гипербо-

р........ 0,86 1,5212,37 3,30 5,80,7,40 9,5 -

Чистый кварцевый песок

лической зависимостью тогда как

соответственная зависимость для глины будет R=~-. Таким образом в песке электропроводность оказывается связанной с объемом р содержащейся в смеси воды соотношением х = ар (где а-нек-рый коэфициент пропорциональности), и следовательно при незначительных толщинах слоя воды, окружающей отдельное зерно, электропроводность пропорциональна толщине этого слоя. В глине же лишь часть содержания воды, а именно превышающая 4%, подчиняется гиперболичес1шму соотношению и потому может рассматриваться как свободная водная оболочка зерен, другая же часть содержания (до 4%) находится в каком-то особом состоянии, напоминающем твердое, в механизме электропередачи она не участвует и следовательно должна рассматриваться как связанная. Значение величины зерен глины видно из зависимости содержания воды в нормальном тесте от величины зерна глины; а именно-с укрупнением зерна глины содержание затворяющей воды уменьшается. Это вполне понятно, т. к. с уменьшением величины зерна удельная поверхность глины возрастает. Искусственно вводя в глину вещество более крупного зерна, можно значительно снизить содержание воды, необходимое для затворения, как это видно напр. из данных табл. 5.

Табл. 5 .-с равнительпые данные о количестве воды, необходимом для получения нормального теста иа различных веществ.

ние воды в нормально.м тесте.

Зависимость содержания воды от химич, природы электролита дана в табл. 6.

Нормальное тесто, затворенное с водой, от добавления небольшого количества (напр.. 1 %) щелочных оснований или их углекислых или кремнекислых солей, а также нек-рьпг

Табл. 6.-Сравнительные данные о количестве различных электро.литов, необходимом для получения нормального теста из одной и той же глины.

Электролит

Содержание электролита в нормальном тесте, %

Вода чистая..........

с углекислым литием . с гидроокисью кальция

30 20 40

органич. веществ, например растворатанни-на или отвара сена, разжижается; напротив, щелочноземельные основания или хотя бы Отчасти растворимые соли их (карбонаты, сульфаты и др.) производят обратное действие и делают тесто более густым. П. глины зависит также от присутствия нек-рых ор-гано-минеральных веществ, вероятно служащих защитным коллоидом. Как показал Шлезинг, при посчедбвательных отмучива-ниях глины в больших количествах воды получается ряд осадков, все более тонких, но без сцепления и без П. При обработке же вод отмучивания солями кальция происходит створаживание получившегося раствора и выпадение осадка, содержащего много алюмо-органических соединений. Этих соединений (коллоидной глины по Шлезингу) в жирных глинах содержится 1,5%, а в тощих-только 0,5%. Вполне чистые глины или те, в которьгх эти вещества разрушены действием нагрева, не пластичны. Напротив, при подготовке глины при производстве кирпичей древние египтяне применяли дубильные растворы. Т. о. огустевание глиняного теста в присутствии щелочноземельных оснований сводится к створаживанию коллоидных оболочек зерен глипы.

Согласно существующим воззрениям П. ;1лины есть качество сложное, обусловленное одновременным существованием в глине двух независимых свойств: деформации до разрыва и сопротивления деформации. Способность к значительной деформации есть непременное условие всего керамич, производства, т. к. без этой способности была бы невозможна никакая формовка. Но, с другой стороны, слишком большая легкость дальнейшей деформации уже отформованных предметов вела бы к утрате ими формы, и это свойство особенно важно при производстве крупных изделий. Обычно у глины эта способность приблизительно в 10 ООО раз менее таковой же у металлов. Как выяснено Тшокке, прочность на разрыв и удлинение фарфоровой массы весьма зависит от скорости, с которой происходит деформация. В табл. 7 сопоставлены соответственные значения указанных величин при медленном и при быстром растяжении. Этими данными объясняется, почему при одной и той же глиняной массе брак фарфоровых изделий монсет меняться в зависимости от рабочего в весьма широких пределах-от 5 до 50%. Возможно, что меньший брак получается при более уверенных и быстрых движениях работающего с г-ттиной.

При объяснении П. глины необходимо учесть как чрезвычайно большую тонину ее ={астичек (поперечник частиц глины соста-

вляет 1-2 /и, а толщина не свыше 0,1 / ), так и пластинчатую форму этих последних, придающих глине строение, как у колоды карт или вороха бумажных .чистов (сравнение Е, Терцаги). Значение мелкости частиц подтверледается отсутствием П. у крупнозернистых разностей кристаллич. каолинита (напр. песчаный каотинит из Ута и фоле-рит из каменноугольных образований) при наличии, наоборот, нек-рой П. у всех тонких порошков. Значение же пластинчатости подтверждается возможностью получать пластические массы из минералов, дающих тонкие пластинки слюды или глауконита. Таким образом П. глины в основе сводится к способности тонких пластинок скользить друг по другу, причем содержащаяся между ними жидкость служит и смазкою, облегчающей это скольжение, и цементом, придающим тесту известную устойчивость. Дальнейшее развитие этой простой схемы до сих пор не нашло себе общепринятого толкования. Так, Ле-Шателье ссылается на наличие в глиняном тесте воздушных пузырьков, дающих начало множеству мелких капиллярных менисков в промежутках толщиною не более 1 ju. Эти капиллярные натяжения могут дать по Ле-Шателье способность выдерживать усилия до 1 кг/см и более. П. П. Лазарев, ссылаясь на вышеуказанные 4% воды, не участвующие в механизме ее электропроводности, считает эту воду адсорбированной и находящейся в состоянии сильного сжатия, так что между твердыми пластинками содержится вещество большой вязкости. Т. о., если для Ле-Шателье третьей фазой системы признавался воздух или точнее пограничный с ним слой жидкости, то в объяснении П. П. Лазарева третьей фазой признается влага в особом уплотненном состоянии, окутьшаю-

Табл. 7. - Значения прочности на разрыв и удлинения фарфоровой массы при растягивании.

щая частицы каолина. Согласно объяснению Шлезинга, принимаемому также Л. Менье, такой третьей фазой следует считать к о л-лоидную глину, содержащую органические соединения глинозема и способные, поглощая воду, набухать. Во всяком случае П. глины у всех исследователей оказывается связанной с участием вещества в состоянии, промежуточном между собственно твердым и собственно жидким (капиллярные поверхности менисков по Ле-Шателье именно такой природы), т. е. с существованием мезофазы, что хорошо согласуется с причиною П. других тел, обладающих этим промежуточным

между ишдкостями и твердыми телами свойством. Во всяком случае между П. глины и П. металлов устанавливается полное формальное подобие, поскольку там и тут она обусловлена наличием твердых криста.тлов с хорошо развитыми плоскостями скольжения, прослоенных аморфною смазкой из тела в состоянии, промелсуточном между собственно твердым и собственно жидким.

Испытание глины на П. В связи с много-вначностью существующих определений П. установление соответственной характеристики глины может производиться посредством различных деформаций. При этом не м. б. заранее уверенности не только в количественном совпадении характеристик, полученных разными способами для разных глин, но даже и в неизменности их порядкового соотношения. Чрезвычайная вал^-ность пластич. характеристики глины в области горнодобывающей промышленности, гидротехники, дорожного дела, строительной механики, керамики и других областей, где приходится иметь дело с глиной, повела к разработке значительного числа приемов, назначение которых установить указанную характеристику глины; однако сравнительное изучение этих приемов проведено пока лишь частями и недостаточно для окончательных выводов.

1) Испытание по Аттербергу. В этом испьггании П. характеризуется посредством соотношения между вязкостью и влажностью. Коэфициентом пластичности Аттерберг называет разность влажностей глины при нижнем пределе текучести (А) и при нижнем пределе П. <J5); эти два числа представляют пределы, за к-рыми глина-либо жидкость (шликер) либо полутвердое тело, тогда как внутри этих пределов она пластична. Чем шире раздвигаются они, тем больше П.; напротив, при совпадении обоих пределов (напр. у плывунов или очень мелкой кварцевой пыли) П. тело не обладает. Нижний предел П. устанавливается посредством изготовления из данной глины пластическ. теста. Оно затем раскатывается рукою на чистом листе бумаги в цилиндрик ;2Г~3 мм, после чего цилиндрик сминается, снова раскатывается и снова сминается, процесс повторяется до тех пор, пока глиняное тесто не начнет крошиться и распадаться на мелкие части. Тогда определяется влажность его, выражаемая в % от веса сухого образца. Это и есть нижний предел П. {А). Нижний предел текучести устанавливается размешиванием глины на плоском фарфоровом блюдце с водою; воды добавляют до тех пор, пока лепешка см и толщ. 0,8 см после разрезания по диам. никелевым шпате.пем и встряхивания блюдца не станет расплываться у нижнего основания (фиг. 11). Фиг. и Когда края начнут

сливаться на высоте 1 мм, то определяется влажность теста; будучи выражена в % от сухого веса, она дает нижний предел текучести {В). В табл. 8 даются найденные Аттербергом числа, характеризующие различные минеральные порошки с зернами менее 2 /г.

Табл. 8.-П л а с т и ч н о с т ь минеральных порошков с зернами меньше 2а (по Аттербергу).

2)ИспытаниепоБроньару. Мерою пластичности Броньар предложил считать длину цилиндрич. стержня из глины, обрывающегося от тяжести собственного веса; стержень этот получается выдавливанием из круглого мундштука, причем глина д. б. приведена в свое рабочее по отношению к влажности и размешанности состояние. Прп изучении способа Броньара К. Куманин пользовался бронзовьш цилиндром 8 см ди-амотром и 40 см высотою с бронзовым поршнем, подаваемым посредством винта; мундштук был диам. ~10 мм и давал с к а л-к у поперечным сечением 85 лш. Проба для испытания изготовлялась из шликера, подсушиваемого на гипсовых досках. Результаты испытания могут искажаться пузырьками воздуха, неоднородностью содержания воды в смеси, слишком большими скоростями выдавливания (наиболее выгодна скорость рколо 1,5 см/ск) и неравномерностью движения, а также неточностью измерения

600 500

гоо

Содгржанм воды

ФИГ. 12.

длины. При пользовании способом Броньара результаты выражаются в виде кривой, связывающей временное сопротивление разрыву с содержанием в глине воды затворения, как это показано например на фиг. 12. Точки наибольшей кривизны соответствуют рабочему состоянию глины. Ходом кривых доказывается весьма большая чувствительность разрывного усилия к содержанию в глине воды; при сухости массы, как и следовало ожидать, изменение влажности на 1% сказывается на сопротивлении разрыву гораздо сильнее, чем при более жидком состоянии. В виду чувствительности способа Броньара возможна отчетливая сравнительная характеристика материа-тов, близких по минералогическому составу и текстуре.

но для материалов, далеких друг от друга, этот способ не всегда может служить основанием даже для сравнительной оценки П.

3) СпособЛ. В. Оминина основан на установлении связи между мощностью сопротивления материала срезывающему усилию и содержанием влажности, причем степень П. выражается через

t механ. устойчивfnnacmuVHj

Связность Фиг. 13.

Ctg а, где а угол наклона касательной к означенному графику в области, соответствующей пластичному состоянию, как это показано на фиг. 13. Т. о. и в этом способе II, характеризуется степенью неизменяемости глины по отношению к работе разрезания р при изменении влаж-

ности глины. Измерение режущего усилия ведется на кирпичике размерами 8 х 5 х 1,5 cjh, поставленном на ребро (фиг. 14); кирпичик разрезается при помощи проволоки или же пластины, укрепленных в специальной раме и получающих нагрузку 500-1 ООО г, так чтобы разрезание проходило примерно в 3 секунды. На фиг. 15 дано схематическое изображение прибора Оминина, Прибор этот состоит из металлического или деревянного штатива, на к-ром укреплены перемещаемые площадка Д и указатель высоты Г. В площадке имеется вырез в виде щели.

Фиг. 14,

щественную часть прибора составляет нож из металлич, рамы а, с вырезом посредине и слегка раскошенной для придания ей нужной жесткости; рама эта м, б, вырезана из тонкого металлического листа; натянутая на раме тонкая и прочная проволока служит для разрезания глины. Металлич. шпильки, укрепленные на верхнем ее крае, удерлда-вают раму от падения, после того как нож разрежет образец глины Б. Для разрезания мягких липких масс служит рама весом ~15 3, а для подсохших плотных масс- рама весом около 75 г. Под рамой находится прикрепленный к ней сосуд, нагружаемый дробью. Для плотных масс нагрузка д. б. ок. 500-1 ООО г. Для полного исследования

П

1 )

А

Д

Фиг. 15.

пластич, состояния по 8-9 точкам кривой требуется ок. 2 чв-ч, при уже достаточном навыке к работе. Мощность сопротивления

разрезанию измеряется соотношением

где Q-нагрузка режущей пластины, Л- высота разреза, а т - время разрезывания. Сводка исследования пластичного состояния записывается в виде таблички с соответствующими значениями содержания воды и мощности сопротивления (з см/ск) и отметкой о виде пластичного состояния материала, как напр,: сильно липкая; липкая, но формуется; почти нормальная, слегка лип-

t/ov

1000 900

воо

700 €00 500

гоо

50 60

Фиг, 16.

90 96% Воаъ.

Указатель высоты состоит из двухплечного шарнирного рычага, вращающегося в горизонтальной плоскости около оси штатива и оси шарнира. Указатели измерителя прикреплены к тонкому вертикальному стержню Г, причем нижний указатель снабжен ииллиметровой измерительной шкалой. Су-

кая; нормально пластичная; почти нормальная, слегка суше; вялая, еще формуется; сильно вялая, трескается. На фиг, 16 даны графики, полученные для ряда глин; номера кривых означают: 1-прокшинскую глину неотмученную, 2-кассельскую глину, 5-глазурную немецкую, 4-уярскую, 5-

прокшинскую отмученную, 6-пикалевскую, 7-часов-ярскую Экстра , 8-латнинскую Прима , 9 - кавказскую гончарную, 10 - глуховскую желтую 3-й сорт, 11-глухов-скую 1-й сорт. Как показывает опыт, мощность работы сил внутреннего сопротивле-

4-5 воды -

Фиг. 17.

®

©

ПИЯ уменьщается с уменьщением нагрузки, т. е. с увеличением времени разрезания, как это видно на фиг. 17, где кривая а соответствует времени действия в 1 ск., кривая 6-времени действия в 3 ск., а кривая в- времени действия в 15 ск.; степень П. возрастает почти прямо пропорционально времени действия силы и почти обратно пропорционально значению силы.

4) Способ М. Воларовича основан на изучении пластич. деформации глины при нахождении ее между неподвижным цилиндром, подвешенным на стальной ленте, и концентрич.,-вращающимся с определенною угловою скоростью со, которая м. б. изменяема. Зависимость менсду углом закручивания а внутреннего цилиндра и угловою скоростью наружного со у настоящей жидкости, как бы она ни была вязка (напр. сиропы сахара в глицерине с вязкостью более 1 ООО пуазов), выражается прямолинейною характеристикою OA, которая проходит через начало координат (фиг. 18), причем по наклону прямой можно вьгчгислить подвижность жидкости. Если подобная прямая не проходит через начало координат, то это указывает на существование отличного от нуля предела упругости; такое тело представляет идеальный случай П. по Бингаму, характеризующийся двумя константами-подвижностью и пределом упругости (он измеряется отрезком оси абсцисс, отсекаемым вышеуказанным графиком зависимости). При иссле-

т 400 S00 800 а

фиг. 18.

довании глин между описанными цилиндрами М. Воларович нашел, что лишь жидкие смеси дают прямолинейные характеристики, соответствующие случаю Бингама, тогда как график для смесей с ббльшим содержанием глины искривляется. Значение вязкости для разных скоростей тут различно, и эта кажущаяся вязкость тменьшается с увеличением скорости, напр. увеличение скорости в 9 раз уменьшает вязкость в 4-5 раз, а в нек-рых случаях в 6-7 раз. На фиг. 18 представлено семейство кривых вязкость - содержание глины для различных скоростей, причем глина взята часов-ярская. На фиг. 19 сопоставлены подобные графики при скорости вращения 0,12 для пяти глин (2-часов-ярская, 2-каолин, 8-щекинская, 4-смоленская, 5-серая). Так как П. глин определяется пределами концентраций, при к-рых возможна формовка и обработка глины, то по крутизне подъема указанных кривых можно судить о П., а по характеру кривых - о пределах концентрации, в которых возможна обработка глины. В комплекс свойств, называемых П. глины, входит также упругость ее. Эта последняя характеризуется остаточным углом закручивания Oq, который сохраняется после остановки наружного цилиндра неопределенно долгое гремя; однако изучение этого угла до сих пор не произведено, а существование его объясняется наличием упругих оболочек около частиц глины либо из уплотненной годы либо из вышеупомянутых набухших гфга-шгческих веществ.

П. гелей. Третья группа веществ, обладающих П., относится к гелям, т. е. к веществам, находящимся в особом коллоидном состоянии. Ге.ти по современным воззрениям-тонко дисперсная система из молекулярных нитевидных или листоватых агрегатов, мицелл, и междумицеллярной жидкости, причем в зависимости от степени ориентированности этих мицелл получаютс-я различные ступени приближения к твердьпл, т. е. кристаллическим, средам. Т. о. устанавливается известное структурное подобие между пластичными гелями и пластичными глинами: мицеллы гелей или их сплетения соответствуют чешуйкам глин, а междумицелл яр пая жидкость гелей-воде, содержащейся в глинах. Сами по себе мицеллы не обладают П., как не свойственна она и чешуйкам глины (напр. желатина, нитроцеллюлоза, ацетилце.тлголоза и т. п. тверды, хрупки и непластичны); лишь в сочетании с растворителем они дают тела пластичные- желатина с водою или глицерином, нитроцеллюлоза с камфорою, другие коллоиды- с разными пластификат.о'рами (см.). Если растворитель способен испаряться (например вода из желатинового геля), то мицеллы сближаются между собою, весьма крепко сжимаются тончайшими капиллярньши

80 70 во 50 40 30 20% Содержание глины

Фиг. 19.

пленками и дают твердое хрупкое тело, подобно тому как это происходит при высыхании и с глиною; если же растворитель нелетуч при условиях хранения геля (глицерин, камфора и другие пластификаторы при комнатной t°), то соответственные гели устойчиво сохраняют свою П. в течение неопределенно долгого времени. Вышеуказанное сходство механизма П. у гелей и у глиняного теста м. б. прослежено и далее. Как указывает К. Гесс, при пластификации эстеров целлюлозы органич. веществами (цикло-гексанон, ацетон, камфора, трифенилфосфат) происходит сольватация химич. соединения, происшедшего от взаимодействия эстера и йластификатора, подобно тому как при пластификации целлюлозы медноаммиачным раствором образуется химическое соединение целлюлозы и медного основания, после чего это соединение подвергается гидратации; кроме того согласно указанию Гесса на границе пластификатора и эстера возникают изомеры этого последнего. Т.о. эти или другие подобные процессы взаимодействия обеих фаз ведут к образованию третьей фазы, промежуточной между растворителями и мицеллами и обволакивающей мицеллы тонким слоем. Возможно, что эта третья фаза коллоидных гелей соответствует в глине органич. оболочке ее чешуек и служит, как и там, родом смазки, облегчающей скольжение форменных элементов друг по другу. Кроме двух- или, точнее, трехфазности для пластического состояния тел требуется еще более или менее беспорядочное, неориен-тированпое расположение дисперсной фазы, тогда как полная ориентированность мицелл или чешуек лишает тело пластичности, во всех прочих отношениях повидимому способного быть пластичным: понятно, при ориентированности форменных элементов скольжение возможно не по всякому направлению, а следовательно невозможна и соответственная деформация. Как пример подобного тела можно указать каучук с его ориентггрованными (по Дюкло) форменными элементами. Указанный механизм П. гелей м. б. подтвержден наблюдениями Муре и Дюфресса на продуктах конденсации акролеина, особенно удобного для этой цели в силу своей бесцветности и прозрачности. Путь конденсации акролеина м. б. двоякий: или образуются в ншдкости хлопья дис-сакрила, служащие центрами дальнейшей конденсации, или же жидкость схватывается по всей массе сразу и дает желатинизиро-ванную массу, к-рая при испарении растворителя постепенно переходит в твердое тело и соответственно повьппает свою электроизолирующую способность. Таким образом П. конечного продукта обусловлена возникновением процесса конденсации в достаточно большом числе отдельных точек, подобно тому как это происходит и при процессе кристаллизации, согласно теории Тамманна. Р. Дюбриссе (1928) на примере конденсации полифенолов с формальдегидом (1 г формалина, 1 г резорцина, 50 сж раствора 0,ШНС1), особенно удобной для наблюдения, т. к. она происходит на холоду, показал возникновение этой желатинизации продукта из множества отдельных центров, применив для

этой цели кинематографич.. съемку с ультрамикроскопом. Как вывод можно считать установленной обусловленность П. присутствием леидкости между твердыми пластинками или нитями, причем весьма вероятно участие в механизме этого скольжения соль-ватационных прослоек, служащих смазкою. Зависимость П. нек-рых веществ от t° объясняется изменением вязкости связующей жидкой фазы и м. б. изменением ее капиллярной постоянной. В некоторых случаях П. появляется только при нагревании; как можно думать, это объясняется плавлением при соответственной t° более легкоплавких компонентов неоднородной твердой системы, как это бывает напр. у целлюлоида и тому подобных материалов, обнаруживающих П. лишь при нагреве (при комнатной температуре камфора тверда).

Пластичность пластоидов. По предложению П. П. Лазарева (1929 г.) пластои-дами следует называть системы из смоченных водою твердых порошков с частицами любой формы не чешуйчатыми; мы расширяем это название на все системы того же рода, притом какова бы ни была смачивающая их жидкость. В отличие от настоящих пластич. тел, обладающих П. и при значительной механической прочности, пластоиды утрачивают способность к пластич. деформации, когда перестают быть мазеобразными, т. е. когда содержание в них жидкости перестает быть значительньш; иначе говоря, коэф.П.поАттербергу у пластоидов невелик. Практически особенно важный разряд пластоидов представляют краски-дисперсные системы из тонко-порошкообразных красящих пигментов и сохнущих масел, иногда с добавкою смол, сикативов и разжижителей. Несомненно, что в таких системах наряду с двумя фазами, твердой и жидкой, возникает третья-мезофаза из адсорбированных веществ, составляющая смазывающую оболочку частиц пигмента. Наличие у подобных систем наряду с вязкостью П. наглядно сказывается при сопоставлении данных испытания этих веществ трубчатым вискозиметром и мобило-метром Гарднера-Паркса (фиг. 20). Этот аппарат состоит из латунного цилиндра А и подогнанного к нему продырявленного диска В, проходящего в испытуемом материале путь 20 ем. Масса всей падающей системы 74 г. Темп-ра при испытании должна поддерживаться постоянной. Цилиндр наполняется испытуемым материалом до метки, и затем в цилиндр спускается ,до основания погружающееся тело. На стержень этого тела наносится одна метка у подДержки этого тела, а другая на 20 ем ниже; после этого погружающееся тело поднимается до совпадения нижней метки с муфтой, причем продырявленный диск д. б. покрыт краскою. Спустив падающую систему, наблюдают затем время прохождения ее , в испытуемом материале от первой до второй I метки. Есяи требуется, то это время м. б.

Фиг. 20.