Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Бартенев Г.М. Сверхпрочные и высокопрочные неорганические стекла

.pdf
Скачиваний:
53
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.52 Mб
Скачать

СП И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы

 

1.

А л е к с а н д р о в А. П. Вестник АН СССР, № 7/8, 1944, 51.

2.

А с л а н о в а М. С.

ДАН СССР, 95, 1954, 1215.

3.

А с л а н о в а М. С.,

Р е б и н д е р П. А.

ДАН СССР, 96, 1954, 299.

4.

А с л а н о в а М. С.

«Стекло и керамика», № 11, 1960, 10.

5.

А с л а н о в а М. С. ■— В кн.: Структура, состав, свойства и формование

стеклянных волокон, ч. I. М., изд. ВНИИСПВ, 1968, стр. 8—24.

6.

А с л а н о в а М. С.,

X а з а н о в В. Е.

ДАН СССР, 164, 1965, 1277.

7.

Б а р е н б л а т т Г.

И. ДАН СССР, 127,

1959, 47; «Прикладная меха­

ника и техническая физика», № 4, 1961, 3.

 

 

 

и

разрушение высоко­

8. Б а р т е н е в

Г. М.,

З у е в Ю. С. Прочность

эластических материалов. М., «Химия», 1964;

Strength

and

Failure

of

Visco-

Elastik Materials, Pergamon Press, Oxford, 1968.

И.

В.,

 

Р е б и н д е р

П. А.

9.

Б a p T e и ев

Г.

M.,

Р а з у м о в с к а я

 

Коллоидный журнал, 20, 1958, 654.

 

И.

В.

ДАН

СССР,

 

133,

10. Б а р т е н е в

Г.

М.,

Р а з у м о в с к а я

 

1960,

341.

Г. М. — В кн.: Обработка

пластмасс в

машиностроении.

11. Б а р т е н е в

М., «Наука», 1968, 25—41.

«Механика полимеров», № 5, 1966, 700; Proc. of

12. Б а р т е н е в

Г. М.

the First Intern. Conference

on Fracture I,

Sendai,

Japan,

1965,

425—440,

441—445.

Г. M. ДАН СССР, 71,

1950,

23;

ЖТФ, 21,

1951,

579.

13. Б а р т е н е в

14. Б а р т е н е в Г. М. Механические свойства и тепловая обработка стек­

ла. М., Госстройиздат, 1960.

А к о п я н Л. А.

ФХММ, 5, 1969, 670.

 

 

 

 

15. Б а р т е н е в

Г. М.,

 

 

 

 

16. Б а р т е н е в

Г. М.

Изв. АН СССР, Отдел, технич. наук № 9, 1955, 53.

17. Б а р т е н е в

Г. М.,

Н о л и к Б. М.

 

Изв. АН

СССР,

ОТН,

10,

1958,

141.

Г.

М.,

К о н д р а т ь е в

В. Н. ФХММ, 4, 1968,

201.

18. Б а р т е н е в

19. Б а р т е н е в

Г.

М.,

Р а з у м о в с к а я

И. В. «Механика

полимеров»,

1, 1972, 157.

20.Б а р т е н е в Г. М. ДАН СССР, 71, 1950, 23.

21.

Б а р т е н е в

Г. М.

ЖТФ, 21, 1951, 579.

И.

В.

ДАН СССР,

150,

22.

Б а р т е н е в

Г.

М.,

Р а з у м о в с к а я

1963,

784.

Г. М.,

Р а з у м о в с к а я

И.

В.,

К а р т а ш о в

Э. М.

23.

Б а р т е н е в

ФХММ, 3, 1967, 592.

Г. М., М о т о р и н а Л. И. Silikattechnik, 15, 1964, 273.

24. Б а р т е н е в

25.

Б е р д е н н и к о в В. П.

ЖФХ, 5, 1934, 358.

 

механических

свойств

26.

В и д е р х о р н

С. — В

кн.: Чувствительность

к действию среды (ред. Е. Д. Щукин). М., «Мир», 1969, 308—327.

кн.: Ме­

27.

В и т м а н Ф. Ф., В о л о в ец Л. Д., П у г а ч е в Г. С. — В

ханические и тепловые свойства и строение неорганических стекол. М., изд.

ВНИИЭСМ, 1972, 29—30.

 

 

 

 

 

28. Го л ба Т. Е. Выветривание стекла. М., Гизлегпром, 1938.

 

29. Г р е б е н щ и к о в

И. В. и др. Просветление оптики. Гостехиздат, Л.,

1946.

А. И.,

Ч е в ы ч е л о в

А. Д.,

ФТТ, 4, 1962, 928;

ФТТ, 5,

30. Г у б а н о в

1963, 2599.

А. И. «Высокомолекулярные соединения»,

7, 1965, 1192;

31. Г у б а н о в

«Механика полимеров», № 5, 1967, 771.

 

Р я б о в

В. А.,

Семе -

32. Д е р я г и н

Б. В.,

П а п л а у с к а с А. Б.,

н о в Н . И. ДАН СССР, 191, № 6, 1970.

Б. Н. ЖТФ, 23, 1953, 1677.

33. Ж у р к о в

С. Н„

Н а р з у л л а е в

34. Ж у р ко в

С. Н.,

С а н ф и р о в а

Т. П. ДАН СССР,

191, 1955, 237;

ЖТФ, 28, 1958, 1720; ФТТ, 2, 1960, 1033.

 

 

№ 3,

1968, 46.

35. Ж у р к о в

С. Н.

Вестник АН СССР, № 11, 1957, 78;

36. Ж у р к о в С. Н.,

Т о м а ш е в с к и й Э. Е.

ЖТФ, 27,

1957,

1248.

189

37. Ж у р к о в С. Н., А б б а с о в С. А, «Высокомолек. соединения», 4„ 1962, 1703.

38.Ж у р к о в С. Н. ЖЭТФ, 1, 1931, 189.

39.Ж у р к о в С. Н., ЖТФ, 4, 1934, 161.

40.3 а к А. Ф. Физико-химические свойства стеклянного волокна. М., Ростехиздат, 1962.

41.К о н т о р о в а Т . А. ЖТФ, 15, 1945, 346.

42.

К р ы л о в В. И.

Приближенное вычисление интегралов. М., «Наука»,

1967.

К у з ь м и и Г.,

П у X В. — В ни.: Некоторые проблемы прочности твер­

43.

дого тела. Л., Изд-во АН СССР, 1959, 367.

44.

Л и X т м а н В. И.,

Щ у к и н Е. Д. ДАН СССР, 124, 1959, 307.

45.

Л и X т м а и В. И.,

Р е б и н д е р П. А., К а р п е н к о Г. В. Влияние

поверхностно-активных сред на процессы деформации металлов. М., Изд-во АН СССР, 1954.

46. Л и X т м а н В. И.,

Щ у к и н Е. Д.,

Р е б и н д е р П. А.

Физико-хи­

мическая механика металлов. М., Изд-во АН СССР, 1962.

1960, 1260.

47. Л и х т м а н В. И.,

Щ у к и н Е. Д.

«Успехи химии», 29,

4‘8. Н а р з у л а е в Б. И.

ДАН Таджикской ССР, 4, 1961, 3.

 

49.О б р е и м о в И. В. Ргос. Roy. Soc., А127, 1930, 290.

50.П а н а с ю к В. В. Предельное равновесие хрупких тел с трещинами. Киев, «Наукова думка», 1968.

51.

П е р ц о в

Н. В., Щ у к и н Е. Д. ФХОМ,

2, 1970, 60.

52.

П и н е с

Б. Я- ЖТФ, 16, 1946, 981.

 

53.

П у х В. П., Л а т е р и ер С. А., И н г а л В. Н. — В кн.: Механичес­

кие и

тепловые свойства и строение неорганических стекол. М., изд.

ВНИИЭСМ, 1972, 74—80.

исследования процессов де­

54.

Р е б и н д е р П. А. Физико-химические

формации твердых тел. — В сб. к ХХХ-летию Октябрьской революции. М.,

Изд-во

АН СССР,

1947,

123; ЖТФ, 2, 1932, 726; Z. Phys. 72, 1931, 91.

106,

55.

Р е г е л ь

В. Р.,

С л у ц к е р А. И., Т о м а ш е в с к и й Э. Е. УФН,

1972,

193.

 

 

56.С о л н ц е в С. С. «Зав. лаб.», № 6, 1965, 730.

57.Т ы и и ы й А. Н„ С о ш к о А. И. ФХММ, 1, 1965, 522.

58.Ф р е н к е л ь Я. И. ЖТФ, 22, 1952, 1857.

59. Ф р и д м а н

Я-

Б.,

М о р о з о в

Е.

М.,

С о л н ц е в

С. С. «Стекло».

Бюллетень ГИС, № 4, 1963, 44.

1934, 336.

 

 

 

 

 

 

 

60.

А р р е 11 G. Z. Physik, 91,

 

 

179.

 

 

 

61.

В а к е г Т.,

Р г е s t о п F. J. Appl. Phys., 17, 1946,

 

Engineers,

62.

B a r k e r

А.,

В о 11 Т. Trans,

of

the

Institution

of

chemical

47, T212,

1969.

 

F.,

E d g e r t o n

H. J. Amer. Ceram.

Soc., 22,

1939,

302.

63.

B a r s t o w

64.

B a t e s o n S .

Phys. Chem. Glasses, 1, 1960, 139.

B70, 1957, 201.

 

65.

B e n b o w

J.,

 

R o e s l e r

F.

Proc.

Phys.

Soc.,

1963,

66.

B e r r y

J.

J.

Polvm.

Sei., 50,

1961,

107,

313; J.

Appl.

Phys., 34,

62.

В e г г у J. P. Nature,

185,

1960, 91.

 

 

 

 

 

 

 

 

67.

in

polymeric

Solids

(Ed. by B. Ro­

68.

В e г г у

J. P.

 

Fracture processes

sen), New York,

1964, 157—193.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

69.B e r r y J. P. J. Mech. Phys. Solids, 8, 1960, 194, 207.

70.В e r ry J. P. Mater. Sei. Eng., 1, 1967, 296.

71.

В e r г у J. P., B u e c h e A. M. Proc. Symp. on Adhesion

and Cohesion,

Elsevier РиЫ. Company, Amsterdam, 1962, 18—35.

Proc. Roy. Soc., A272, 1963,

72.

В i 1d у B.,

C o t r e l l A.,

S w i n d e n

K-

304.

B i k e r m a n

J. J. Glass

Industry, No

7,

1963, 382; SPE

Transactions,

73.

No 10, 1964, 290; Proc. of the Fifth Intern. Congress on Rheology, Ed. by Sh. Onogi, Tokyo, Japan, 1969, 589—594.

74.

B l a c k L. Bull. Amer. Ceram. Soc., 15, 1936, 274.

75.

В 1a n e 1 H., R i c h t e r H. Glastechn. Ber., 42, 1969, 136.

190

76.

В 1а u е 1

J.,

K a l t h o f f

J.,

S o m m e r

E.

Materialprüfung, 12,

1970, 69.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

77.

B o r

c h a r

dt

K.

Glastechn.

Ber., 13, 1935,

52,

114, 243.

78.

В о r g w а r d t A.

Plaste und Kautschuk, 6, 1959, 68.

 

79.

В u ec he

А. M.,

W h i t e

А. V. J. Appl. Phys.,

27, 1956, 980.

80.

C h а r 1 e s R. J. Appl. Phys., 29, 1958, 1549.

 

 

 

81.

C ox

S. J. Soc. Glass Technol, 32, 1948, 127.

 

 

 

82.

D i r a m i c k

H„

Mc C or m i c k

I. J. Amer. Ceram. Soc., 34, 1951, 240.

83.

D r u с к e r

D.,

G i l m a n

J.

(Editors). Fracture

of

Solids, New York,

1962 (Proc. Intern. Conference, Swampscott, USA, 1959).

 

 

84.

E l l i o t t

H.

Proc. Phys. Soc., 59,

1947, 208.

 

v.

2, 1968, 497—619.

85.

E r d о g а n

F.

Fracture

(Ed. by

H. Liebowitz),

86.E r n s b e r g e r F. M. Phys. Chem. Glasses, 10, 1969, 240; Proc. VIII Intern. Congress on Glass, 1968, 123—139.

87.G e о r g e W. Ind. Eng. Chem., 44, 1952, 1325.

 

88.

G i b b s P.,

C u 11e r J. J.

Amer. Ceram. Soc., 34, 1951, 200.

 

 

 

89.

G о о d i e r

J. N.

Fracture

 

(Ed. by H. Liebowitz). 2,

 

1968,

1—66.

 

 

90.

G r i f f i t h A. Phil. Trans. Roy. Soc., A221,

1921, 163.

 

 

 

 

 

 

91.

G u r n e y

C.,

P e а r s о n

 

S.

Proc. Phys. Soc., B62, 1949, 469.

 

 

92.

H а w а r d R. N.

Strength

of

Plastics and Glasses, London, 1949.

101;

32,

93.

H o l l a n d

A.,

T u r n e r

W. J. Soc. Glass

Technol.,

24,

1940, 46,

1948, 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

94.

H o l l a n d

L. The

Properties

of

Glass

Surfaces, J. Wiley

a.-Sons

Inc.

New York, 1964.

 

L. Glass Ind., 44,

1963, 447.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

95.

H o l l a n d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

96.

H о 11 a n d

A.,

T u r n e r W .

J. Soc. Glass Technol., 21, 1937, 383.

 

 

97.

H о 1 z m ü 11 e r

W.,

A l t e n b u r g

К-

Physik der

Kunststoffe, Berlin,

1961.

H o l z m ü l l e r

W.,

J u n g

P.

Plaste

und

Kautschuk, 2, 1955, 218.

 

 

98.

 

 

99.

Н у о do

Sh.,

N a k a t s u k a

H.

 

Proc. of

the First

 

Intern. Conference

on Fracture, Sendai, Japan, 3, 1965, 1865—1870.

of Physics,

6,

 

551,

Berlin,

1958;

 

100.

I r w i n

G.

Fracture,

Encyclopedia

 

J. Appl. Mech., 24, 1957, 361; Fracture Mechanics—Structural Mechanics, Per­

gamon Press, 1960.

 

 

 

P a r i s P. C. Fracture

(Ed. by H. Liebowitz). 3,

1971,

 

101.

I r w i n

G. R.,

 

1—46 .

K a n a z a w a

 

T.,

M a c h i d a

 

S.,

M a m o t a

S.,

H a g i w a r a Y.

 

102.

 

 

II Intern. Confer, on Fracture, Brighton, England, 1969.

14,

1972, 289.

 

 

103.

K e r k h o f

F.,

 

S o m m e r

E.

Materialprüfung,

 

 

104. K e r k h o f

F.,

 

S c h i n k e r

M.

 

Glastechn. Ber.,

45, 1972,

228.

 

 

105.

K e r k h o f

F.,

 

R i c h t e r

 

H.

Glastechn. Ber. 42,

1969, 129.

1965,

 

106.

K e r k h o f

F.

 

 

Physics of

Non-Crystalline

Solids,

 

Amsterdam,

469—480.

 

F.,

 

M ü l l e r - Be c k

H.

 

Glastechn.

Ber., 42,

1969,

439.

 

107.

K e r k h o f

 

 

 

108.

K e r p e r

M.,

 

S c u d e r i

 

T.

Amer. Ceram. Soc. Bull., 43, 1964, 622.

 

109.

L i e b o w i t z

 

H.

(Editor).

Fracture

 

(An

Advanced

Treatise), Acade­

mic press, New York, I I ,

 

1968 and I I I ,

1971.

 

 

 

 

Solids.

Amsterdam,

1965,

 

ПО. M a n o g g

P.

 

Phvsics

of

Non-Crystalline

481—489.

 

 

 

 

 

A.

Fracture

(Ed. by IT. Liebowitz). 3,

1971, 47—225.

 

111.

M c C l i n t o c k F .

 

112.

M o t t N. Engineering,

165, 1948, 16.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

113.

M o u l d

R.,

S o u t h w i c k

R. J. Amer. Ceram. Soc., 42, 1959, 542.

 

114.

M о u 1d R. J. Amer. Ceram. Soc., 44, 1961, 481.

 

Soc., 42,

1959,

582.

 

115.

M o u l d

R.,

S o u t h w i c k

R.

J. Amer.

Ceram.

116.M о u 1d R. J. Amer. Ceram. Soc., 43, 1960, 160.

117.M ü 11 e r K. Z . Phys., 69, 1931, 431.

118. M u r g a t г о у d J. J. Soc. Glass Technol., 28, 1944, 406; 26, 1942, 155.

119.O r o w a n E. Weld. J. Res. Suppl., March, 1955.

120.O r o w a n E. Nature 154, 1944, 341. .

121. P a u l B. Fracture (Ed. by H. Liebowitz), 2, 1968, 313—496.

191

122.P o n c e l e t E. Glass Ind., 38, 1957, 11.

123.P o n c e l e t E. Glass Ind., 45, 1964, 181, 251, 269.

26,

124. P r e s t o n

F. J. Appl. Phys., 13,

1942, 623; J. Soc.

Glass

Technol.,

1942, 82.

Fracture

(Ed. by H. Liebowitz), 2, 1968,

191—311, Proc.

of

125. R i c e J. R.

the First Intern.

Conference

on Fracture,

Sendai, Japan, 1,

1965,

309—337.

126.R о b e r t D., W e 11 s A. Engineering, 165, 1948, 16.

127.R о e s 1e r F. Proc. Phys. Soc., B69, 1956, 981.

128.S a c k R. Proc. Phys. Soc., 58, 1946, 729.

 

129.

S a i t o K-,

M i s h i n a H. Proc.

of

the First

Intern.

Conference

on

Fracture, Sendai, Japan, 2,

1965, 1257—1268.

37,

1954, 52,

559; 42,

1959, 474;

44,

 

130.

Sh a n d

E. J.

Amer. Ceram. Soc.,

1961,

21.

S h а n d

E.

Glass Ind., 48, 1967, 190.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

131.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

132.

S c h a r d i n

H.

Confer, on Fracture, Swampscott, USA, Nat. Academy

of Sei. Rep., paper No 12, 1959, 10.

А.

Ind.

Eng. Chem.,

5,

No

1, 1966,

1.

 

133.

S c h m i t z

G.,

M e t c a l f e

 

134.

S c h w a l b e

 

W., B a d g e r

А.,

S i l w e r m a n

W.

J.

Amer.

Cer.

Soc., 21,

1938, 333.

 

F., S t a w e r m a n

A. Die Physik der Hochpolymeren

(von

 

135.

S c h w a r z l

H. Stuart), I V , Berlin,

1956, 165—214.

H. Liebowitz), 2,

1968, 67—190.

 

 

 

136.

S ih G. C„

Fracture (Ed. by

 

 

 

137.

S m e к a 1 A. J. Soc. Glass Technol., 20,

1936, 432.

 

 

 

 

 

15,

138.

S m e k a l

A.

Glastechn. Ber., 23,

1950,

57; Ergebn. exakt. Naturwiss.

1936,

106.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

139.S o m m e r E. Eng. Fracture Mech., 1, 1969, 539.

140.S t a n w o r t h J. Physical properties of Glass. Oxford, 1950.

141.

S c h a r d i n

FL,

S t r u t h

W.

Glastechn.

Ber. 16,

1938,

219.

Fracture,

142.

S t o c k

T.,

P r a t t

P. Proc. of the First

Intern. Confer, on

Sendai, Japan, I, 1965, 363—376.

O.

J. Amer. Ceram. Soc.,

36,

1953, 416.

143.

S t u a r t

D.,

A n d e r s o n

144.

S v e n s s o n

N.

Proc. Phys. Soc., B77, 1961, 876.

 

 

 

 

 

 

145. T e’ e n i

(Editor). Structure, Solid

Mechanics and Engineering Design,

part I and II, Wiley-Interscience, London, 1971

 

(Proc. of

Southampton

Civil

Engineering Materials, Conference, 1969).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

146.

T u r n e r

W. Glass Ind., 27, 1946, 69.

 

 

 

 

 

 

 

 

147.

W e e r t m a n

J.

Proc. of the First Intern. Confer, on Fracture, Sen­

dai, Japan, I, 1965, 153—164.

J. Amer. Ceram. Soc., 50, 1967,

407.

 

 

148.

W i e d e r h o r n

S.

1970,

543.

149.

W i e d e r h о r n

S.,

B o l z

L. J.

Amer.

Ceram.

Soc.,

 

53,

150. W o l o c k L,

N e w m a n

S.

Fracture,

processes

in

polymeric Solids

(Ed. by B. Rosen), New York, 1964, 235—290.

and Fatigue

of Materials,

Gro­

151. Y o k o b o r i

T.

The

Strength,

Fracture

ningen,

1965.

 

T.,

K a w a s a k i

T. and S w e d l o w

J.

(Editors).

Proc.

152.

Y o k o b o r i

of the First Intern. Conference on Fracture, Sendai, Japan, I,

I I ,

I I I1965, .

179.

153.

Y o k o b o r i

T.

Intern. Journ. of Fracture Mechanics,

4,

1968,

154.

Y o k o b o r y

T. и др., Rep. Res. Institute for Strength and Fracture

of Materials, Sendai,

Japan,

I, 1965;

I I ,

1966;

I I I , 1967;

I V ,

1968;

V ,

1969;

V I , 1970.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

155.

Z i s m a n W. A. Ind. Eng. Chem., 55, 1963, 19.

 

 

 

 

 

 

Г л а в а V

ПРОЧНОСТЬ И ПРОЦЕССЫ РАЗРУШЕНИЯ

ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТЕКОЛ

Высокопрочные стекла с прочностью выше 200 кгс,/мм2 (мас­ сивные стекла) и 300—350 кгс/мм2 (стеклянные волокна), как правило, не имеют поверхностных микротрещин. Поэтому меха­ низм их разрушения иной, чем низкопрочных стекол. В связи с этим в работах [3, 72, 79, 80] предпринимались попытки постро­ ить флуктуационную теорию зарождения микротрещин под действием температуры и напряжения. Практический интерес пред- ] ставляет прежде всего прочность реальных высокопрочных стекол / с микронеоднородным строением, а следовательно, с неравно- I мерным распределением химических связей по объему. Прочность у таких реальных стекол даже при абсолютном нуле не является теоретической. Ее называют предельной прочностью реальных I твердых тел, в частности стекол, понимая под этим прочность ре- \ альной микронеоднородной структуры, не имеющей дефектов в } виде субмикротрещин и микротрещин. Практически очень важ ной знать предельную прочность при всех температурах.

1. РАЗРУШЕНИЕ И ПРЕДЕЛЫ ТЕКУЧЕСТИ И ВЫНУЖДЕННОЙ ЭЛАСТИЧНОСТИ («ПЛАСТИЧНОСТИ»)

ВЫСОКОПРОЧНЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СТЕКОЛ

При хрупком разрушении твердых тел вплоть до разрушения наблюдается деформация, состоящая из упругой и замедленно упругой частей, а необратимая деформация (вязкая или «пла- \ стачная») практически отсутствует. У неорганических стекол предел текучести очень высок, независимо от того, имеются мик­ ротрещины или нет. Низкопрочные стекла разрушаются хрупко вследствие того, что разрушающее напряжение достигается раньше, чем предел текучести. Для высокопрочных стекол при определенных условиях раньше будет достигнут предел текучес-

13— 1014

193

ти, чем предел прочности. В этом случае механизм разрушения стекла станет другим. Один из таких механизмов разрушения предложен Маршем [75—77]. В своих работах автор пытается установить связь между прочностью, твердостью и пределом те­ кучести высокопрочных стекол. Подобно теории Гриффита тео­ рия Марша является феноменологической, так как основывается на теории упругости и пластичности твердых тел.

Известно, что вычисленная из данных по прочности стекла свободная поверхностная энергия оказывается большей, чем оп­ ределенная другими, более прямыми методами [4, 5, 85]. Рас­ хождение объясняется поглощением упругой энергии при пла­ стическом (или вязком) течении в вершинах растущих микротрещин, а также другими видами механических потерь при разрушении стекла.

Марш отмечает, что имеются прямые доказательства появле­ ния остаточных деформаций в стеклах. Например, Шенд [85] показал, что на поверхностях трещин остается тонкий пластичес­ ки деформированный слой. Более очевидные доказательства пластического течения стекол вытекают из различных опытов по микротвердости. Например, обнаруживаются остаточные дефор­ мации при внедрении твердого индентора [6, 27, 28, 47, 61, 63, 64,68,70,78,89].

Тейлор [89] показал, что алмазная пирамидка не только фор­ мирует ясные следы остаточной деформации, но и оставляет сла­ бые бороздки на поверхности стекла, причем по сторонам бороз­ док образуются наплывы. На пластичность стекол обращалось также внимание в работах [63, 68]. В опытах Бриджмена [30, 66, 67], в которых хрупкое разрушение стекла подавлялось боль­ шим гидростатическим давлением, пластичность стекла прояв­ лялась особенно ярко.

Марш рассматривает связь между микротвердостью и преде­ лом текучести, между внутренней прочностью, присущей самой структуре стекла, и реальным разрушающим напряжением. В связи с этим он обращается к известному методу инденторов для определения пластичности, а также к теории этого процесса, хорошо разработанной для металлов [73, 88].

Из теории Хилла [73] следует, что

 

Р/ат= 3,

(1)

где

Р ~ твердость по Викерсу; от — предел

текучести. Тейбор

[88]

показал, что это соотношение применимо для многих ме­

таллов. У стекол в отличие от металлов предел текучести очень высок, а следовательно, возникают большие упругие деформа­ ции и это простое соотношение становится неприменимым.

В связи с этим Марш, исходя из теории Хилла, предлагает для высокопрочных материалов другое соотношение:

р / а т=

3

( 1 +

ß I n Z ) ,

 

 

 

 

194

справедливое для материалов, у которых наряду с пластическим течением развиваются большие упругие деформации. Здесь В и Z — величины, зависящие от ат — предела текучести, Е — мо­ дуля Юнга и ц — коэффициента Пуассона. Марш дает аналити­ ческие выражения В и Z. Из них следует, что отношение Р/ат=

— f(aT/E). Величины В и Z

также зависят от отношения от/Е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р/6+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

И

С .

 

 

9

4 .

 

С

В

Я

 

З

Ь

 

 

М

Е

Ж

Д

 

У

 

М

 

И

К

Р

О

­

Т

В

Е

Р

Д

О

 

РС,

Т ПЬ

РЮ Е

Д

 

Е

Л

О

 

М

 

Т

Е

К

У

­

 

 

 

 

 

 

 

Ч

Е

С

Т

И

 

 

 

а т

 

 

И

 

 

О

Т

Н

 

О

Ш

Е

Н

И

Е

М

 

 

®

т

/

£

,

В

Х

О

Д

Я

 

Щ

 

И

М

 

 

В

 

В В и Е

 

Л Z И,

Ч

И

Н

Ы

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

Д

Е -

М

 

О

Д

У

Л

 

Ь

 

 

Ю

Н

Г

А

 

Д

Л

Я

 

Р

А

З

­

 

 

 

 

Л

И

Ч

Н

 

Ы

 

Х

 

 

М

 

А

Т

Е

Р

И

 

А

Л

О

В

 

 

П

Р

И

 

 

2 0 —

 

2 5

°

С

 

(

П

 

О

 

М

 

А

Р

 

Ш

У

)

.

 

З

А

Ч

Е

Р

Н

Е

Н

Н

 

Ы

Е

 

Т

О

Ч

К

И

 

 

 

Д

 

А

Н

 

Н

Ы

Е

 

 

Т

Е

Й

Б

О

Р

А

 

 

Д

Л

Я

 

П

Л

А

С

 

Т

И

Ч

Е

С

 

К

И

 

Х

 

М

Е

Т

А

Л

Л

О

В

,

С

А

М

 

А

Я

 

Н

И

Ж

 

Н

Я

 

Я

 

Т

 

О

Ч

 

К

А

 

-

Д

Л

Я

 

 

Н

Е

Й

Л

О

 

Н

А

,

О

С

Т

А

Л

 

Ь

Н

Ы

Е

 

 

Д

Л

Я

 

 

 

 

С

Т

А

Л

Е

Й

 

 

 

 

И

П

Л

А

С

Т

М

 

А

С

С

.

1 П С Р О Я

ОМ

Т А В Я Е

Т

­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

Т

В

У

Е

Т

 

 

С

О

О

Т

Н

О

 

Ш

 

Е

Н И

 

Ю

 

 

( 1

) ,

 

П

 

Р

Я

­

М

А

Я

 

 

2

 

У

Р

 

А

В

Н

Е

 

Н

И

 

Ю

 

( 3 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение (2) было применено при обработке результатов ис­ пытания различных материалов на твердость с использованием сферического индентора в следующем общем виде:

Р/от= с + КВ ln Z,

(3)

где в общем случае постоянные С ^ 2/3 и К ^ 2/з- Уравнение

(3)

для относительно высокопрочных материалов, обладающих те­ кучестью, дает отношение Р/отСЗ. В области больших В ln Z отношение Р/сгт= 3 подчиняется формуле (1), а в области малых применимо уравнение (3) с коэффициентами С=0,28 и /(=0,60 (рис. 94). Стекла попадают именно в эту область. Таким обра­ зом, считается, что теория твердости Марша подтверждается эк­ спериментально.

Формула (3) применена Маршем далее для изучения свойств щелочно-силикатного стекла Х8 и алюмоборсиликатного Е- стекла. Определив для них твердость Р, автор рассчитал их пре­ дел текучести сгт: для стекла Х8—350 кгс/мм2, для Е-стекла —

365 кгс/мм2.

бездефектных

Марш приводит также данные по прочности

стеклянных волокон (см. главу IV), полученных другими авто­

рами

из стекол тех же составов: для стекла Х8 — 350 кгс/мм2,

для

Е-стекла — 375 кгс/мм2. При испытаниях

на твердость и

прочность выдержка под нагрузкой составляла 10 сек. Приведенные выше значения предела текучести и прочности

стекол практически одинаковы. Это привело Марша к заключе­

13*

195

нию, что прочность бездефектных стекловолокон

 

определяется

 

 

пределом текучести. Автор считает, что течение стекла иниции­

 

 

рует появление микротрещин и разрушение. В результате он при­

 

 

ходит к следующим выводам:

 

1)

 

высокопрочные стекла — пла­

 

 

стичные системы; 2) их предел текучести

ат =

0,05£; 3) проч­

 

 

ность бездефектных стекловолокон имеет ту же

величину,

что

 

 

и предел текучести; 4)

разрушение их начинается при достиже­

 

 

нии предела текучести; 5) теоретическая прочность стекла выше

 

 

предела

текучести

и прочности

 

бездефектных

стекловолокон.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

И

 

С .

 

9

5 .

 

С

Х

Е

 

М

 

А

 

,

 

П

О

Я

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

Е

 

Х

О

 

Д

 

 

 

О

Т

 

 

 

 

Х

 

Р

У

 

П

К

О

Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

И

Я

 

 

К

 

 

Н

Е

 

Х

 

Р

У

 

П

К

 

О

М

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

К

 

О

М

У

 

)

 

 

С

 

 

 

У

В

 

Е

Л

 

И

Ч

Е

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

А

 

Т

У

 

Р

Ы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

к

у

р

а

з р

т

ы

в

н

о

е

т

 

е

н2 а— п

рп яр же

де ен л и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

е

ч

е

с

и

й

 

м

а

 

р

и

а

л

а

с т

и

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

у

 

ж

д

е

н

н

о

 

 

э

л

 

а

с

т

и

ч

н

о

и

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

а

 

т у

р

а

 

 

 

 

х

р

у

п

 

к

о

с

т

и

;

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

т

е

к

л

о

в

а

н

и

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ід6(кгс/см1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

И

 

С .

 

9

6 .

 

 

Т

Е

М

 

П

Е

Р

А

 

Т

У

Р

 

Н

 

Ы

Е

 

З

А

 

В

И

 

С

 

И

 

М

 

О

 

­

 

 

 

С

Т

 

И

р

е

д

е

л

а

 

т2 е— к

уп ч р е е с д т еи л ; а

 

в

 

ы

 

н

у

ж

­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

н

п

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

е

н

о

й

 

э л

 

а

т

и 3ч н

по рс

ет

ди

е

eл rа #

; п

р

 

о ч

­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

о

с

т и

 

п

р

и

 

 

к

р

у

ч

е н

и

и

Р

с

т е

р

ж

 

н

е

й

ц

 

щ

е

л

о

ч

 

н

о

-

с

и

­

­

 

 

 

 

л

и

к

а

т н

о

г о

 

б

л

с т е

к

л

а .

 

д

и

м

с

к

и

 

м

и

о

н

и

ф

р

а

м

 

и

с

т о

о

т

 

 

 

 

м

е

ч

е

н

ы

е

о

а

с

т и

I I I уп

е

ф

о

р

м

а

 

ц

и

н

ы

х

 

 

с

 

о

я

­

 

 

 

 

 

н

и

й

с

с

т

к

л

а

;

 

 

/II,

вр

ыу

сг

о

ек

­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

э

л

а

т и

ч

е IVс

к —о

е в; я

з

к о е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Внимательно

анализируя

 

работу

Марша,

 

можно

 

прийти

 

 

к следующим

выводам: 1) при определении

предела

текучести

 

 

стекла им не учитывалась поверхностная пленка стекла с иными

 

 

механическими свойствами, что должно

привести

 

 

к несколько

 

 

заниженным значениям сгт*; 2) упомянутая прочность стеклово­

 

 

локон определялась в атмосферных условиях, что снижало вели­

 

 

чину прочности, характерную для

 

 

структуры

 

стекловолокна;

 

 

3) у бездефектных стекловоколон имеется упрочненный слой с

 

 

иной структурой,

чем

структура

 

объема

 

стекловолокна

 

или

 

 

структура массивного стекла. После травления прочность стек­

 

 

ловолокна уменьшалась на 100 кгс/мм2,

и именно эту понижен­

 

 

ную величину прочности

(уровень прочности

о2, см.

 

главу

 

III)

 

 

* В последнее время вновь обращают внимание на дефектную структуру поверхностного слоя стекла [53, 54].

196

следует сравнивать с пределом текучести ат, который, таким об­ разом, в действительности оказывается значительно выше проч­

ности бездефектного массивного

стекла ( 0 2 = 200-^250 кгс/мм2).

Из этих выводов следует, что

совпадение данных Марша слу­

чайное и правильно определенный предел текучести стекла при 20—25° С должен быть выше его хрупкой прочности. Расхожде­ ние между теоретической прочностью и прочностью бездефектно­ го стекла следует объяснить микронеоднородным строением ре­ альных стекол.

При низких температурах по сравнению с температурой стек­ лования наблюдается хрупкое разрушение стекол, и представле­ ния Марша здесь неприменимы. При повышении температуры может оказаться, что предел текучести станет ниже разрывной прочности стекла. В результате произойдет переход к «пластиче­ скому» типу разрыва (известная схема Иоффе, см. рис. 95). Тем­

пературу перехода обычно называют температурой

хрупкости.

г\

Исследованию природы деформации

стекла и перехода от

г

хрупкого разрушения к «пластическому»

посвящены

работы )

[7—10, 50, 51, 64, 65]. Результаты этих работ освещены ниже.

 

Неорганические стекла при высоких давлениях

ведут

себя

 

как пластичные материалы. При этом пластичность стекла внеш­

 

не ничем не отличается от пластичности в металлах. Однако яс­

 

но, что в некристаллических твердых телах обычные механизмы

 

пластического течения не могут действовать, поскольку в них нет

 

регулярных атомных плоскостей, по которым могло бы происхо­

 

дить дислокационное скольжение. Согласно

работам

[8,

74],

 

«пластические» деформации стекла, возникшие при вдавливании

 

инденторов, частично или полностью исчезают при нагревании.

 

По-видимому, «пластичность» стекла при

высоких

давлениях

 

обусловлена главным образом рыхлостью структуры,

иными

 

словами, наличием в структуре стекла значительного числа мик­

 

ропустот. Большой интерес представляет определение порога на­

 

пряжения, выше которого наблюдаются «пластические» дефор­

 

мации. Это напряжение можно назвать пределом

«пластично­

 

сти» или пределом текучести, хотя оно по смыслу может

быть

 

и пределом вынужденной эластичности [8].

 

 

 

 

 

Действительно, в последние годы обнаружены необычные де­

 

формационные и реологические свойства неорганических стекол,

 

тесно связанные с их полимерным строением

[7, 65]. Так, выше

 

Tg обнаружен предел текучести сгт. При напряжениях, меньших этого предела, материал не течет, а деформация имеет высоко­ эластический характер, как и в полимерах. При больших напря­ жениях наблюдается вязкое течение (рис. 96). На этом рисунке показано, что предел текучести с понижением температуры резко возрастает и при низких температурах становится больше проч­ ности. Деформация при растяжении ниже Tg аналогична явле­ нию вынужденно эластической деформации (холодному тече­ нию полимеров). Внешнее проявление холодного течения поли-

197

меров такое же, как пластическое течение металлов, но природа их различна.

Впервые вынужденно эластические или большие обратимые деформации у неорганических стекол были обнаружены автором и Еремеевой [7, 65]. В неорганических стеклах ниже температу­ ры стеклования при малых напряжениях наблюдаются обычные высокомодульные упругие деформации, а при напряжениях выше некоторого предела ав (см. рис. 96) —• низкомодульные. Последние, как и в органических полимерах, характеризуются тем, что после удаления нагрузки не исчезают, как остаточные деформации, но если стекло нагреть выше температуры стекло­ вания, то они постепенно исчезают. Поскольку вынужденно эла­ стические деформации внешне подобны пластическим деформа­ циям в металлах, то их можно назвать условно «пластически­ ми». В области высоких температур, но ниже Tg при больших нагрузках вслед за развитием вынужденно эластической дефор­ мации наблюдается вязкое («пластическое») течение стекла с накоплением остаточных деформаций [8]. Большие обратимые замедленно-упругие деформации (до 6%) наблюдались на стек­ ловолокнах [9], причем эти деформации приводили к упрочне­ нию стекловолокон, имеющих поверхностные микротрещины. Упрочнение стекловолокон под длительно действующей нагруз­ кой объясняется тем, что концентрации напряжений в вершинах микротрещин выше предела текучести. В результате происходит локальное «пластическое» течение и упрочнение.

Предел вынужденной эластичности неорганических стекол erg, практически равный нулю при Tg, возрастает с понижением температуры и уже ниже 300—400° С, как правило, превышает хрупкую прочность массивного стекла охр (см. рис. 96). Вслед­ ствие этого стекло разрушается прежде, чем будет достигнут предел вынужденной эластичности. Поэтому для неорганиче­ ских стекол определение ов в области температур ниже 300° С обычными методами невозможно из-за низкой хрупкой прочно­ сти массивных стекол.

Вынужденно эластические и пластические деформации неор­ ганических стекол можно наблюдать и при обычных температу­ рах, если опыты со стеклом проводить в высокопрочном состоя­ нии. Последнее реализуется и для любых стекол, если напряжен­ ное состояние локализовать в достаточно малом объеме [8], ли­ нейные размеры которого меньше средних расстояний между дефектами. В связи с этим метод микровдавливания имеет пре­ имущество перед другими методами.

Для металлов теоретически и экспериметально [73, 88] ус­ тановлена связь между твердостью Р и пределом текучести <?т, выражаемая соотношением (1). Это соотношение дает возмож­ ность по твердости определять предел текучести многих метал­ лов. Для органических и неорганических стекол следует ожидать подобную корреляцию между твердостью и пределом вынужден­

198