Теперь, когда читатель знает, в
чем причина низкой реальной прочности металлов, у него может
возникнуть вопрос о возможности ее резкого увеличения. Действительно,
известно, чем обычно ограничена величина предельной упругой или
пластической деформации, но ведь есть сверхупругость и
сверхпластичность. Почему бы не быть сверхпрочности?
Разговор об этом уже был и
сейчас нам предстоит его продолжить. Вначале наметим пути получения
сверхпрочных материалов и вернемся для этого к опытам А. Гриффитса.
До своего «изгнания» из лаборатории (а позже Гриффите стал известным
конструктором авиационных двигателей) он успел установить интересную
закономерность: чем тоньше стеклянные волокна, тем выше их прочность на
разрыв, т. е. напряжение (конечно, не нагр узка), которое они
могутвыдержать. Гриффите утонял волокна, нагревая их той самой
злополучной горелкой и оттягивая их концы. В результате ему удалось
получить образцы диаметром 2,5 мкм, и их прочность составила 3500
МПа, тогда как прочность обычного стекла («оконной толщины») — около
100 МПа. Поскольку довольно строго соблю-далась обратно пропорциональная
Рис. 87. зависимость между прочностью
и
диаметром образцов, Гриффите
посчитал, что он вправе экстраполировать эту зависимость в область
очень малых диаметров волокон. Получилось, что такая «паутина» должна была
бы иметь прочность более 10* МПа. Эта экспериментальная оценка хорошо
совпадает с теоретической, так как модуль Юнга стекла 7-104
МПа.
В дальнейшем удалось получить
волокна диаметром 1 мкм и менее, и значения их прочности хорошо
укладывались на продолжение экспериментальной кривой Гриффитса.
Пример показан на рис. 87. Взяв циркуль и линейку, можно легко
убедиться в том, что деформация наружных слоев этой стеклянной нити
превышает 7 %, причем эта деформация упругая. Нить полностью
рас-
