Цей роман – «зібрання строкатих розділів», де кожен розділ названий рядком з Пушкіна і є самостійним оповіданням про одного з героїв. А героїв у романі чимало – обдарований музикант повоєнного часу, «милий бабник», і непоказна зразкова школярка середини 50-х, у душі якої горять невидимі світові пристрасті – заздрість, ревнощі, заборонене кохання; дитбудинку хлопець, фізик-атомник, син репресованого комісара та сільська «погорелиця», свідок ГУЛАГу, і багато, багато інших. Приватні історії розростаються в картину російської історії XX століття, але роман не історичне полотно, а скоріше багатопланова сімейна сага, і чим далі розвивається оповідання, тим більше сплітаються долі героїв навколо загадкової родини Катеніних, нащадків того Катеніна, друга Пушкіна. Роман сповнений загадок і таємниць, пристрастей та образ, кохання та гірких втрат. І все частіше виникає аналогія з вузько науковим поняттям «ефект Ребіндера» – як крапля олова ламає гнучку сталеву пластинку, так незначна, на перший погляд, подія змінює і ламає конкретне людське життя.

«Новели, витончено нанизані, немов намистини на нитку: кожна з них – окрема повість, але раптом один сюжет перетікає в інший, і долі героїв перетинаються несподіваним чином, нитка не рветься. Вся розповідь глибоко мелодійна, вона пронизана музикою - і любов'ю. Одних кохання балує все життя, інші болісно борються за неї. Однокласники та закохані, батьки та діти, міцна та непорушна єдність людей, заснована не на кревній спорідненості, а на коханні та людській доброті, – і нитка сюжету, на якій додалося ще кілька намистин, як і раніше міцна… Так людські стосунки витримують випробування сталінським часом, «відлигою» та ханжеством «розвиненого соціалізму» з його піком – Чорнобильською катастрофою. Нитка не рветься, чи не всупереч закону Ребіндера».

Олена Катішонок, лауреат премії «Ясна поляна» та фіналіст «Російського Букера»

На нашому сайті ви можете скачати книгу "Ефект Ребіндера" Олена Мінкіна-Тайчер безкоштовно та без реєстрації у форматі fb2, rtf, epub, pdf, txt, читати книгу онлайн або купити книгу в інтернет-магазині.

ЕФЕКТ РЕБІНДЕРУ

Продовжимо розповідь про тріщини, що живуть у кристалі. Перший доклад про своє відкриття Петро Олександрович Ребіндер зробив пізно влітку 1928 р. на пароплаві, що спускався вниз Волгою - від Нижнього Новгорода до Саратова. На пароплаві пливли делегати

VI Всеросійського з'їзду фізиків та гості з'їзду. Серед гостей були найбільші фізики того часу: Макс Борн, Петер Дебай, Чарлз Дарвін, Поль Дірак та багато інших. Для історії радянської фізики це був знаменний з'їзд, тому що саме під час цього з'їзду було доповідано та обговорено три найбільші здобутки молодої радянської фізики: ефект комбінаційного розсівання світла (про нього доповів Л. І. Мандельштам), перші результати, отримані при дослідженні ланцюгових реакцій (про них доповів Н. Н. Семенов), та ефект адсорбційного зниження міцності (про нього доповів П. А. Ребіндер).

Доповідь П. А. Ребіндера викликала скептичне себе ставлення. Доповідач стверджував, що механічні властивості кристалічного тіла можуть бути істотно змінені, якщо на поверхні розташувати спеціально підібрані речовини. Доповідач розповідав про досліди, що підтверджують його думку. Все це виглядало більш ніж дивно, тому що, хоч би яка речовина розташовувалась на поверхні, про його існування поінформовані лише «поверхневі» атоми кристала, а їх зникаюче мало. Відносна частка поверхневих атомів з числа утворюють дріт радіусом виявляється рівною

? = 2?Ra/?R 2 = 2а/ R ,

де а - міжатомна відстань. Якщо R = 10 -1 см а = 3 . 10 -8 см

то ? ? 10 -7 , Т. е. на поверхні такого дроту розташована одна десятимільйонна частка всіх атомів, з яких вона складається. Не можуть вони визначити собою міцність масивного зразка, адже за неї свідомо відповідальні атоми, що знаходяться в обсязі! Згадаймо: подібні міркування виникали у зв'язку з ефектом Іоффе.

Минули роки, з'явилися нові факти, припущення, теоретичні оцінки. Виявилося, що доповідач мав рацію. Великий досвід конференцій та семінарів свідчать про те, що доповідачі зазвичай мають рацію. Не завжди, але найчастіше. Вони про предмет доповіді думали більше та зацікавленіше, ніж їхні слухачі-опоненти.

Отже - ефект Ребіндера: кристал, поверхня якого покрита так званою поверхнево-активною речовиною, виявляє механічні властивості, що істотно відрізняються від властивостей такого ж кристала, поверхня якого чиста. Так, наприклад, значно зниженою може бути міцність на розрив, кристал може виявити підвищену крихкість.

Дуже вражає класичний досвід, який П. А. Ребіндер любив демонструвати під час лекцій. Досвід простий. Спочатку слід переконатися, що тонка пластинка цинку під впливом малих зусиль легко згинається, виявляється пластичною. Потім слід очистити ділянку поверхні кристала та нанести на нього краплю ртуті. Після цієї процедури вигин кристала супроводжується появою тріщини. У неї активно проникає ртуть, і тріщина швидко розвивається. Ртуть, що знаходиться на поверхні пластичного цинку, зробила його тендітним. Я неодноразово бачив цю лекційну демонстрацію у виконанні Петра Олександровича. Демонструючи, він завжди був радісно збуджений, і в його звичці було щось від звички школяра, який дивує друзів ефектним фокусом.

Цьому великому, убеленному сивиною людині була властива дбайливість. Коли в його руках виявлялися частини пластинки цинку, що крихко зруйнувалася, він переможно оглядав слухачів і казав: «Ніякого спритності рук!»

Процеси, супутні прояву ефекту Ребіндера, у формі, яка спостерігалася в описаному досвіді, дуже непрості. Вони залежать від фізичних властивостейі кристала, і речовини, занесеної з його поверхню.

Спробуємо зрозуміти фізику ефекту, маючи на увазі кристал А , на поверхні якого розташована деяка поверхнево-активна речовина Ст. Може виявитися (і це виявляється у величезній кількості комбінацій А і У ), що атомам сорту У вигідно розташуватися між атомами сорту A , вклинитися між ними. Цьому процесу можна допомогти, доклавши зусилля, що розтягують, до кристала, і таким чином послабити зв'язок А -А . Якщо використання атомів сорту У в кристал А сталося, у ньому з'являються зв'язки типу А -У . А ось зв'язки А-В можуть виявитися значно слабшими за зв'язки А-А і це може визначити знижену міцність кристала.

До розказаного необхідно додати таке. Основні події, супутні руйнації, як правило, відбуваються в гирлі тріщини, що розвивається, до якої з шару покриття повинні встигати приходити атоми сорту У . Їх може постачати або процес дифузії вздовж поверхні, або процес розтікання речовини У по поверхні тріщини, що розвивається в кристалі А .

При будь-якому механізмі ці поставки повинні відбуватися досить швидко для того, щоб у гирла тріщини були атоми сорту В, які прагнуть впровадитися в кристал Л. Тут доречно звернути увагу на те, що ефект Ребіндера властиві багато рис і ефекту Іоффе, і ефекту Гріффітса. Їх ріднять особливості процесу розвитку тріщини під впливом напруг.

А ось ще один досвід, що ілюструє інший прояв Ребіндерового ефекту. У високу скляну склянку наливається трохи розплавленого галію і на його дно ставиться тонка полікристалічна пластинка цинку. Потім склянку заповнюють спеціальним розчином, що очищає поверхню цинку. Далі відбувається таке. Галій починає повзти поверхнею цинку. Це видно чітко, так як на цинку утворюється матовий слід, що рухається. Цинкова платівка, покрита галієм, починає осідати на дно склянки, складаючись у гармошку або скручуючись у рулон. Мимоволі, лише під впливом своєї ваги!

Галій, проникаючи у межі між зернами цинкової полікристалічної пластинки, послаблює їх, і зерна отримують можливість легко взаємно зміщуватися. Саме це ми й бачимо, спостерігаючи, як м'яко пластинка цинку осідає у склянці з галієм.

У першому досвіді – аномальна крихкість, у другому – аномальна пластичність. Можна було б навести приклади різкого зниження твердості кристалів гірських порід і металів, придбання ними здатності легко перетворюватися на порошок та багато інших прикладів зміни механічних властивостей кристалічних тіл під впливом поверхнево-активних речовин.

Читач, навіть не дуже схильний до фантазування, легко уявить ту величезну роль, яку відіграє ефект Ребіндера в природі і в багатьох технологічних процесах. Допоможу читачеві: у присутності поверхнево-активних речовин легше обробляти різцем, легше штампувати, легше бурити гірські породи, легше стирати кристал у порошок.

З книги Фізики продовжують жартувати автора Конобєєв Юрій

Ефект Чізхолма Основні закони зривів, невдач і затяжок Ф. Чізхолм Можна бути впевненим лише в одному: що ні в чому не можна бути впевненим. Якщо це твердження є істинним, воно тим самим і хибне. Стародавній парадокс Подібно до більшості наукових відкриттів, загальні принципи,

З книги Революція у фізиці автора де Бройль Луї

4. Фотоелектричний ефект та дискретна природа світла Відкриття явища фотоефекту та його подальше вивчення принесло фізикам багато несподіваного. Сутність фотоефекту полягає у випромінюванні речовиною швидких електронів під впливом досить короткохвильового

З книги Медична фізика автора Підколзина Віра Олександрівна

14. Ефект Доплера Ефектом Доплера називається зміна частоти хвиль, що реєструється приймачем, що відбувається внаслідок руху джерела цих хвиль та приймача. Наприклад, при наближенні до нерухомого спостерігача поїзда, що швидко рухається, тон звукового

З книги Нова книга фактів. Том 3 [Фізика, хімія та техніка. Історія та археологія. Різне] автора Кондрашов Анатолій Павлович

З книги Теорія відносності – містифікація ХХ століття автора Секерін Володимир Ілліч

З книги Живий кристал автора Гегузін Яків Євсійович

4.2. Ефект Ромера Відомо, що будь-який потік світла як частина електромагнітного випромінювання не є однорідним. Потік складається з окремих періодичних структур, в яких при русі електричне та магнітне поля для спостерігача змінюються

З книги Джерела живлення та зарядні пристрої автора

4.4. Поперечний ефект Ромера Одним із наслідків теорії відносності, яке, нібито, не може бути пояснено класичною фізикою, є поперечний ефект Ромера (Доплера). Ефект полягає в тому, що частота світла - ?1, що реєструється в поперечному напрямку до

З книги Про що розповідає світло автора Суворов Сергій Георгійович

ЕФЕКТ ІОФФЕ Про ефект, відкритий і досліджений одним із патріархів радянської фізики академіком Абрамом Федоровичем Іоффе, я завжди із задоволенням розповідаю і під час університетських лекцій, і просто в розмовах з молодими людьми, якщо хочу звернути їх у свою віру.

З книги Історія лазера автора Бертолотті Маріо

З книги Гравітація [Від кришталевих сфер до кротових нір] автора Петров Олександр Миколайович

Ефект Зеемана Вплинути на характер руху набоїв в атомі - справа цілком можлива. Для цього потрібно помістити випромінювальну речовину між полюсами дуже сильного магніту. Між полюсами магніту створюється дуже сильне магнітне поле. Воно подіє на заряди,

З книги Фарадей. Електромагнітна індукція [Наука високої напруги] автора Кастільо Сержіо Рарра

РОЗДІЛ 6 ЕЙНШТЕЙН І СВІТЛО, ФОТОЕЛЕКТРИЧНИЙ ЕФЕКТ І ЗМУШЕНЕ СПИСУВАННЯ У червні 1905 р., коли Ейнштейн опублікував у т. 17 Annalen der Physik свою революційну роботу Uber einendie er ichtpunkt (про евристичний погляд, що стосується виникнення і

З книги автора

Фотоелектричний ефект Цю роботу зараз розглядають як роботу Ейнштейна з фотоелектричного ефекту. Однак вона має значно більшу значущість. У ній Ейнштейн встановив із загальних принципівстатистичної термодинаміки, що ентропія випромінювання,

З книги автора

Ефект Шапіро Розглянуті ефекти зазвичай називають класичними, передбачуваними самим Ейнштейном. Починаючи з 60-70-х років минулого століття, з'явилися нові можливості, за допомогою яких перевірки ОТО стали значно точнішими. Це радіолокація планет та супутників, а також

З книги автора

Хоча здавалося, що світло і магнетизм не мають нічого спільного, насправді вони пов'язані між собою. Щоразу, коли ми до чогось торкаємося, атоми наших пальців вступають у взаємодію з атомами цього

Вплив швидкості ковзання та шорсткості поверхонь на граничне тертя

Вплив температури та нормального навантаження на граничне тертя

При адсорбції поверхнево активних речовин вільна енергія твердого тіла зменшується. При цьому знижується опір поверхневого шару твердого тіла пластичному деформуванню, полегшуються пластичний перебіг у зернах та вихід дислокацій до поверхні. Верхній шар металу може мати меншу мікротвердість, ніж нижчі, насичені дислокаціями шари, а також нижча межа плинності та коефіцієнт зміцнення. Поверхневий шар металу, що деформується в присутності ПАР, має більш дрібну зеренну структуру. Це явище адсорбційної пластифікації твердих тіл назване зовнішнім ефектомРебіндера. Ефект реалізується, наприклад, при протягуванні дроту через фільєру меншого діаметра у присутності ПАР. У цих умовах деформацію залучається більш тонкий поверхневий шар і сила протяжки значно нижче. Товщина пластифікованого шару становить приблизно 0,1 мкм. На відміну від хімічного модифікування особливість ефекту Ребіндера в тому, що він проявляється при спільній дії середовища (ПАР) та механічних напруг, а також у тому, що при видаленні ПАР явище пластифікування поверхневого шару зникає.

Внутрішній ефект Ребіндер (адсорбційно розклинює)реалізується при адсорбції молекул на поверхнях тріщин, що мають місце у поверхневому шарі тіла тертя. Коли активні центри молекул досягають області, розмір якої менше двох розмірів молекул, останні, притягуючись стінками тріщини і зазнаючи тиску сусідніх молекул, прагнуть її розклинити. При цьому тиск на стінки у вершини тріщини може досягати 10 МПа та ініціювати її розвиток. Це сприяє руйнації поверхневого шару. Воно проявляється в процесі різання металів у присутності ПАР, що містяться у складі мастильно-охолоджувальної рідини. Розклинювальна дія адсорбованих молекул перешкоджає змиканню тріщини після зняття навантаження за умови, якщо сили взаємодії в її вершині недостатні для витіснення молекул адсорбційного та граничного шарів. У цьому випадку знижується опір матеріалу втомному руйнуванню.

			A C p
			1 C 1
				ps (12.9)

де s - тиск насиченої пари при даній температурі; тиск пари.

p s - відносне

Рівняння ізотерми полімолекулярної адсорбції БЕТ легко призвести до лінійної форми:

A (1

яким можна побудувати лінійну залежність у координатах / і визначити константи З і А∞ .

Теорія БЕТ, як і теорія Ленгмюра, вказує шлях визначення питомої поверхні адсорбенту. Знайшовши А∞ для пар простих речовин при низьких температурах і знаючи площу, яку займає молекула адсорбтиву, легко обчислити питому поверхню адсорбенту.

Як адсорбати використовують інертні гази (азот, аргон, криптон та ін.), які характеризуються слабкою міжмолекулярною взаємодією на поверхні адсорбенту, що знаходиться у відповідності з вихідними припущеннями теорії, а це забезпечує достовірність одержуваних результатів. Для збільшення адсорбції таких газів її ведуть при низьких температурах, звідки і найчастіша назва методу БЕТ – метод низькотемпературної адсорбції.

13 Адсорбційне зниження міцності. Ефект Ребіндера

Багато технологічні процесипочинаються з дроблення та подрібнення. Це одна з наймасовіших та енергоємних операцій сучасної технології. Розмелюють зерно, перетворюючи їх у борошно, розмелюють руду, вугілля, гірські породи, необхідні виробництва цементу, скла. Розмелюють щороку мільярди тонн сировини, витрачаючи величезну кількість електроенергії.

Явище адсорбційного впливу середовища на механічні властивості та структуру твердих тіл. ефект Ребіндера- було відкрито академіком Петром Олександровичем Ребіндером 1928 року. Сутність цього явища полягає у полегшенні деформування та руйнування твердих тіл і мимовільному перебігу в них структурних змін в результаті зниження їх вільної поверхневої енергії при контакті з середовищем, що містить речовини, здатні до адсорбції на міжфазній поверхні. Багато явищ, що спостерігаються в природі, техніці та науково-дослідній практиці, мають своєю основою ефект Ребіндера.

Залежно від хімічної природи твердого тіла та середовища, умов деформування та руйнування структури твердого тіла ефект Ребіндера може проявлятися у різних формах: адсорбційного пластифікування (полегшення пластичного деформування), адсорбційного зниження міцності або мимовільного диспергування структури твердого тіла. Незважаючи на різноманітність форм прояву, можна виділити низку загальних особливостей, характерних для ефекту Ребіндера:

1) Дія середовищ дуже специфічна: на кожний цей тип твердого тіла діють лише деякі певні середовища.

2) Зміну механічних властивостей твердих тіл можна спостерігати одразу після встановлення контакту із середовищем.

3) Для прояву дії середовища досить малих її кількостей.

4) Ефект Ребіндера проявляється лише при спільній дії середовища та механічних напруг.

5) Спостерігається своєрідна оборотність ефекту: після видалення середовища механічні властивості вихідного матеріалу повністю відновлюються.

У цих особливостях полягає відмінність ефекту Ребіндера від інших можливих випадків впливу середовища на механічні властивості твердих тіл, зокрема, від процесів розчинення та корозії, коли руйнування тіла під дією середовища може відбуватися і відсутність механічних напруг. В останньому випадку зазвичай необхідний вплив значних кількостей агресивного середовища.

Адсорбційне зниження міцності (АПП) спостерігається у присутності середовищ, що викликають сильне зниження поверхневої енергії твердих тіл. Найбільш сильні ефекти викликають рідкі середовища, близькі до твердого тіла за молекулярною природою. Так, для твердих матеріалів такими середовищами є розплави легкоплавких металів; для іонних кристалів та оксидів - вода, розчини електролітів та сольові розплави; для молекулярних неполярних кристалів – вуглеводні. Серед численних середовищ однакової молекулярної природи значне зниження міцності твердих тіл часто спричиняють речовини, що утворюють з твердим тілом просту евтектичну діаграму з невеликою розчинністю у твердому стані; цьому відповідає мала за величиною позитивна енергія змішування компонентів. У системах з малою інтенсивністю взаємодії компонентів (взаємною нерозчинністю), як і у разі дуже великої взаємної спорідненості, особливо якщо компоненти вступають у хімічну реакцію, АПП зазвичай немає.

При тендітному руйнуванні зв'язок міцності Р з поверхневою енергією описується рівнянням Гріффітса:

, (13.1)

де Е - модуль пружності твердого тіла, l - характерний розмір існуючих в ньому або виникають при попередньому деформуванні пластичному дефектів - зародкових тріщин руйнування. Відповідно до співвідношення Гріффітса, справедливим в умовах крихкої руйнації, відношення міцностей матеріалу в присутності P A і відсутність середовища P 0 дорівнює кореню квадратному з відношення відповідних поверхневих енергій: A / P 0 = (A / 0 ) 1/2 . При руйнуванні твердих тіл у присутності сумішей двох рідких компонентів, що відрізняються за адсорбційною активністю, міцність знижується тим сильніше, чим вища концентрація активнішого компонента, який переважно адсорбується на поверхні руйнування.

Порівнюючи співвідношення Гріффітса з адсорбційним рівнянням Гіббса (при малих концентраціях) Г=-(RT) -1 d /dlnc можна безпосередньо зв'язати адсорбцію з міцністю P :

Ефект Ребіндер дозволив знизити витрати енергії 20-30%, а також отримати матеріали надтонкого помелу, наприклад, цемент з особливими властивостями. Ефект Ребіндера використовується і при механічній обробці металу, коли в мастильноохолоджувальну рідину додається ПАР, що знижують міцність у зоні дії різця. Поверхнево-активні речовини широко використовуються в харчовій промисловості:

зниження міцності при дробленні зерна, для поліпшення якості хліба, що випікається, уповільнення процесу його черствіння; для зменшення клейкості макаронних виробів, підвищення пластичних властивостей маргарину; у виробництві морозива; у виробництві кондитерських виробів тощо.