А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (1249576), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Однако многократно соединение использовать нельзя, поскольку хрупкие кремниевые волоски постепенно обламываются. Кремниевая липучка выдерживает три-четыре соединения. Ученые считают, что эта разработка найдет широкое применение при производстве различных электронных устройств. С ее помощью самую тонкую и нежную электронную схему легко закрепить, не используя нагрева или клея, которые могут повредить схему или подложку.
А надежное крепление электронных схем, особенно на гибких пластиковых основаниях, часто вызывает большие трудности. Кроме того, возможны и другие приложения, например, чипы лля химического анализа жидкости, которую можно пропустить через иголки 11191. Вещества проявляют свои свойства при физическом нли химическом взаимодействии друг с другом. Можно перечислить множество вариантов взаимодействий, которые проявляются при контакте только двух веществ и связаны с известными физическими явлениями: адгезия, диффузия при взаимодействии твердого монолитного и твердого дисперсного, а также твердого монолитного и жидкого дисперсного, растворение при взаимодействии газообразного и твердого мотолитного, адсорбция, абсорбция и подобные им ФЭ при других сочетаниях состояний вещества.
Результат взаимодействия двух и более веществ всегда сопровождается проявлением синергетического эффекта — появлением нового системного свойства, например: ° газ, растворенный в жидкости; вода, в которой растворен кислород, становится пригодной для дыхания живых существ; » дисперсная жидкость и газ — это пена, туман; пена приобретает свойство захватывать мелкие частицы, что используют для флотации, обогащения руды; туман связывает мелкие пылевые частицы и используется для очистки воздуха; ° жидкое монолитное и жидкое дисперсное — это эмульсия, такая как смазываюше-охлаждающая жидкость, функции которой не могут выполнить смазка и охлаждающая жидкость по отдельности; 6.
Поиск ресурсов ври решении технических задач ° смесь газов: транспорный газ азот доставляет кислород в зону окисления в ряде технологических процессов; ° твердые монолитные вещества с одинаковыми и отличающимися характеристиками дают новый эффект (от явления биметаллов до эффекта Пельтье и гашения колебаний за счет трения в зоне контакта). В перечисленных многокомпонентных системах можно увидеть существенные изменения свойств, например, скорости распространения звука, теплопроводности, оптических свойств, механических характеристик. Мастера древней Руси делали многослойные мечи, ножи и некоторые другие орудия.
Такой меч в сечении представлял собой «трехслойный пирог». Средний слой был выполнен из высокоуглеродистой твердой (закаленной) стали, а два внешних слоя — из низкоуглеродистой мягкой стали. Внешние слои клинка изнашивались быстрее прочной и твердой сердцевины, что обеспечивало самозатачивание. При ударе мечом твердый, но хрупкий внутренний слой меньше разрушался, так как был снаружи защищен пластичной сталью (45). 6.1.«. 00ля Поля, в соответствии с принятым ранее определением, можно разделить на две группы. Природпые физические поля: гравитационное, электрическое, магнитное, электромагнитное.
Абстрактные поля характеризуют распределение каких-либо параметров в пространстве, например, скоростей, давлений, температур, концентраций и т. д. Это деление полей (рис. 6.4) в какой-то мере условно. В основу предлагаемого деления положено свойство природных физических полей распространяться без участия среды. В отличие от них, абстрактные поля являются полевыми характеристиками свойств веществ и физических полей. Многие абстрактные поля распространяются только в веществах, например, звуковые волны, температура, давление, механические напряжения. Люди мыслят этими категориями, отвлекаясь от веществ — носителей этих свойств. Кроме того, мы можем влиять на системные свойства веществ, создавая в них поля, например, для отделения твердых фракций от жидкости создают поле центробежных сил (сепаратор).
Пример 6.2. Зарождение устааоетвой трещины. Известно, что усталостное разрушение металла начинается с зарождения усталостной трещины, которая образуется при возникновении в поверхностном слое значительных растягивающих напряжений. Для повышения ресурса конструкций в поверхностном слое создают внутренние сжимающие Раздел 2. приемы и методы решения технических задач ое Рис. 6.4. Виды полей напряжения.
Этн напряжения суммируются с растягиваюшими напряжениями, возникающими от внешних нагрузок. В результате уровень напряжений в поверхностном слое уменьшается, что приводит к повышению усталостной прочности конструкции. В технологии машиностроения были разработаны такие технологические процессы. Например, нижняя обшивка крыла самолета в полете испытывает растягивающие напряжения.
Поэтому все нижние панели крыла самолета подвергаются дробеструйной обработке для создания внутренних сжимающих напряжений. Природные и абстрактные поля могут быть скалярные, например, поле давлений в жидкости, поле распределения температур, концентрации одного из веществ в некоторой смеси и др. и векторные, например, магнитное поле, поле скоростей, ускорений и др. Многие свойства веществ проявляются при взаимодействии с физическими полями, например, теплопроводность, злектропроводность, прочность, магнитные свойства и т. д. Эти свойства можно использовать, обеспечив взаимодействие вещества с соответствующими полями.
Взаимодействие двух веществ в физическом поле дает еще более широкий спектр свойств, возникающих в результате проявления синер- Гь Поиск ресурсов при решении технических задач 93 гетического эффекта. Это взаимодействие может быть описано соответствующими законами, известными из фундаментальных наук (физики, химии), например: Яееепие, проиесс Взаимодеаюпвующие компопепщм Гравитационное поле — твердое монолит- Выталкивающая сила (закон Архимеда) ' нос — жэщкое монолитное вещество (. Видимый свет — прозрачное твердое тело — Отражение и преломление (законы геометри-:~ '; воздушная среда ческой опчики) 1( ~ Жидкость — капилляр — эяекгрический по- ~ Движение жидкости в капилляре (электрока- " пиллярный эффект) тенциал ~ Перемещение электрического проводника в Электродвижушая сила ш Некоторые свойства веществ могут проявляться как полевые характеристики, например, распределение температуры, распределение напряжений в конструкции, нагруженной внешними нагрузками; распределение концентрации веществ в некотором объеме.
Изменяя полевые характеристики вешеств, можно изменять и некоторые их свойства„ проявляющиеся в различных взаимодействиях. В отличие от свойств, которые имеют некоторое распределение в пространстве, вещества могут иметь и свойства, которые характеризуют особенности материала в целом, например, температура плавления, точка Кюри, предел прочности материала, модуль упругости, скорость распространения звуковых волн и т. д. Свойства вешеств проявляются при взаимодействии либо с другими веществами, либо при взаимодействии с полями. бЛ.З. Взооиодеоствое веществ и полей Форму тела можно рассматривать, с одной стороны, как некоторую полевую характеристику вещества и, с другой стороны, — как взаимодействие вешества и абстрактного поля — распределение вещества в пространстве, формы тела. В результате этого взаимодействия у вещества появляются новые свойства (системный эффект).
Например, если плотность твердого вещества больше плотности воды, то оно утонет, но если этому веществу придать форму с полостью, то оно будет плавать. Кроме того, веществу можно задать такую форму, которая придаст телу остойчивость (рис. 6.5) и устойчивость при движении в жидкости. Стержень в вице трубы или швеллера имеет отличительные свойства по сравнению со стержнем в виде прутка.
Гофрированная труба и глад- Раздел 2. Приемы и методы решения технических задач Центр д Рнс. бнк Форма корпуса судна придает ему остойчивость: ЦМ вЂ” центр масс кая, лист гофрированный и гладкий, проволока в виде прямого куска и свернутая в спираль также отличаются некоторыми свойствами, которые можно использовать для решения тех или иных задач. Геометрическое поле — это некоторая абстракция, под которой подразумеваются форма веществ и полей, а также их положение в пространстве и взаимное расположение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
