БЭС:
Большой
Советский
Энциклопедический
Словарь

Термины:

ДРЕНАЖНЫЕ ТРУБЫ, часть конструкции горизонтального дренажа.
ЕДИНАЯ ДЕМОКРАТИЧЕСКАЯ ЛЕВАЯ ПАРТИЯ (Eniaia Demokratike Aristera, ЭДА).
ЖЕЛЕЗО САМОРОДНОЕ, по условиям нахождения различаются теллурическое.
ЖУРНАЛИСТСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ, система подготовки лит. сотрудников.
КАССОВЫЙ ПЛАН Госбанка СССР.
КЛИСТРОН [от греч. klyzo - ударять, окатывать (волной) и (элек)трон].
АЙСАН, озеро в межгорной котловине среди отрогов.
ЗАЩИТА ОРГАНИЗМА ОТ ИЗЛУЧЕНИЙ ионизирующих.
ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ТЕЛЕСКОП, катадиоптрический телескоп.
ЗУБР (Bison bonasus), европейский дикий лесной бык.


Фирмы: адреса, телефоны и уставные фонды - справочник предприятий оао в экономике.

Большая Советская Энциклопедия - энциклопедический словарь:А-Б В-Г Д-Ж З-К К-Л М-Н О-П Р-С Т-Х Ц-Я

твует об изменении физ. и хим. свойств элементов под Д. в.


Рис. 3. Зависимость относительной плотности (8 = Р/РО) газообразного азота от давления р, где ро - плотность при 1 am и 0°С.

Рис. 4. Зависимость относительного объёма жидкости от давления.

Рис. 5. Зависимость относительного объёма твёрдых тел от давления.

Рис. 6. Изменение плотности некоторых металлов при ударном сжатии.
[0725-5.jpg][0725-6.jpg][0725-7.jpg][0725-8.jpg][0725-9.jpg]

Рис. 7. Зависимость атомных объёмов V элементов (в см31г-атом) от порядкового номера Z: а - при нормальных условиях; б - при давлении 1 Мбар; в - вычисленные данные

для 10 Мбар.
[0725-10.jpg]

Рис. 8. Зависимость вязкости жидкостей от давления при комнатной температуре.



Увеличение плотности и уменьшение сжимаемости вещества под Д. в. приводит к росту скорости упругих волн (скорости звука): у металлов, ионных кристаллов при 10 кбар - на неск. процентов, у газов - в неск. раз. При динамич. Д. в. в неск. тыс. кбар скорость упругих волн в металлах возрастает примерно в 2 раза. С увеличением плотности газов и жидкостей растёт их вязкость. В отличие от большинства др. свойств, зависимость вязкости от давления имеет положительную производную: при последовательном росте Д. в. на определённую величину увеличение вязкости возрастает (рис. 8).

У кристаллич. тел Д. в. увеличивает пластичность: при одноосном растяжении (сжатии) разрушение наступает, как правило, после большей деформации, чем при атм. давлении. Характер излома малопластичных металлов под Д. в. меняется от хрупкого к вязкому (рис. 9), несколько увеличивается и прочность. Это объясняется тем, что Д. в. способствует за-лечиванию дефектов строения (микротрещин и др.) в процессе пластич. деформирования кристаллич. тел. При сдвиге под Д. в. у металлов и ионных кристаллов с ростом давления наблюдается рост сопротивления сдвигу (напр., у NaCl в интервале 10-50 кбар примерно в 3,3 раза), а у горных пород и стёкол наблюдаются разупрочнение, потеря сплошности и др. явления.

Резкое изменение физ. свойств, напр. плотности (рис. 10) или электрич. сопротивления (рис. 11), наблюдается у твёрдых тел при фазовых переходах под Д. в.

(полиморфных превращениях, плавлении).

Из двух кристаллических модификаций одного и того же вещества большей плотностью обладает модификация, устойчивая при более высоком давлении. Разница в плотности двух модификаций может достигать 30-40%, но в большинстве случаев она меньше. В отличие от плотности, электрич. сопротивление металлов при полиморфных переходах может как уменьшаться, так и возрастать. Скачки электрич. сопротивления нск-рых металлов (напр., Bi и Ва, см. рис. 11) при полиморфных переходах используются для градуировки аппаратуры Д. в. (см. ниже). Обычно при снижении Д. в. происходит обратное превращение и вещество возвращается в менее плотную модификацию. Методом рентгеновского структурного анализа установлено, что, как правило, под Д. в. образуются структуры, известные для др. элементов и соединений при нормальных условиях. Многие полиморфные превращения осуществляются при совместном воздействии Д. в. и высоких темп-р. В этих случаях более плотную модификацию часто удаётся сохранить в нормальных условиях, применив закалку под Д. в. Для этого сначала резко снижают температуру, а затем давление (до атмосферного). Закалкой пользуются, в частности, при синтезе алмаза, боразона, многих минералов.

По экспериментальным данным о давлении фазовых переходов при различных темп-pax строят т. н. фазовые диаграммы, изображающие области стабильности кристаллич. модификаций и расплава инди-
[0725-12.jpg]

Рис. 10. Изменение объёма (плотности) нек-рых простых веществ при полиморфных переходах. Величина вертикальной ступеньки на каждой кривой соответствует изменению объёма при переходе.

Рис. 11. Изменение относительного электрического сопротивления металлов, испытывающих полиморфные переходы при высоких давлениях. Шкала 0-2.0 - для Bi, РЬ; шкала 0 - 5 - для Ва, Fe; шкала 0-100 - для Rb, Ca, Cs.
[0725-13.jpg]

видуальных веществ (рис. 12). Темп-ра плавления (Тпл) большинства веществ возрастает с давлением (рис. 13). У NaCl и КС1, к-рые при атм. давлении плавятся при темп-ре ок. 800°С, при динамич. сжатии плавление наблюдалось при 3200°С (540 кбар) и 3500°С (330 кбар) соответственно. Весьма значительно повышение темп-ры плавления с давлением у органич. веществ; у бензола, напр., при атм. давлении Тпл = 5°С, а при 11 кбар Тпл, = 200°С. Известны т. н. аномальные вещества (Н2О, Bi, Ga, Ge, Si и др.), у к-рых Тпл в определённом интервале Д. в. понижается с ростом давления, т. к. жидкая фаза у этих веществ плотнее соответствующей ей кристаллич. модификации. После полиморфного перехода с образованием более плотной кристаллич. модификации ход кривой
[0725-14.jpg]

Рис. 12. Фазовая диаграмма железа. Показаны области существования кристаллических модификаций железа (а, 6, у и е) и строение соответствующих элементарных ячеек.
[0725-15.jpg]

Рис. 13. Зависимость температуры плавления металлов от давления.

плавления этих веществ становится нормальным (у воды, напр., выше 2 кбар, у Bi ~ 18 кбар).

Электрич. сопротивление ряда металлов под Д. в. уменьшается (у Со, Ag, A1 и др. на 15-20% при 100 кбар, см. рис. 14). Качественно это объясняется уменьшением амплитуды колебаний атомов в кристаллич. решётке и соответствующим уменьшением рассеяния решёткой электронов проводимости. У щелочных, щёлочноземельных, редкоземельных металлов зависимость электрического сопротивления от Д. в. сложнее (см. рис. 11), что обусловлено изменением под действием давления формы Ферми поверхности и перекрытием энергетич. зон твёрдого тела. У полупроводников и диэлектриков при Д. в. появляется характерная для металлов высокая электропроводность (электроны благодаря перекрытию энергетич. зон переходят из т. н. валентной зоны в зону проводимости). Изменение типа проводимости может носить как постепенный (иод при 160- 240 кбар), так и резкий характер (селен ок. 130 кбар). Тенденция к переходу в ме-таллич. состояние является, по-видимому, общей для всех веществ при достаточно высоких давлениях. Напр., у серы переход в металлич. состояние наблюдается при 200 кбар, для водорода вычисленное значение Д. в. появления металлической проводимости составляет ~(1-2)*103 кбар, для гидрида лития -(25-30)*104 кбар, гелия -9*104кбар. Иногда смещение энергетич. зон в определённом интервале давлений вызывает обратный эффект, напр. металлич. иттербий в интервале 20-40 кбар ведёт себя как полупроводник, а при дальнейшем повышении Д. в. испытывает полиморфный переход с образованием новой металлич. модификации.

Электронная структура твёрдых тел под Д. в. исследуется также оптическими методами и методами, использующими ряд тонких физических эффектов (см. Холла эффект, Циклотронный резонанс, Мессбауэра эффект). Сведения об электронном строении металлов и взаимодействии электронов с фононами под Д. в. дают также исследования сверхпроводимости. Темп-pa перехода металлов и сплавов в сверхпроводящее состояние под действием Д. в. изменяется: понижается у всех непереходных металлов (напр., у Sn, In, Al, Cd, Zn) и повышается у ряда переходных металлов (Nb, V, Та, La, U и др.) и нек-рых сплавов. Нек-рые простые вещества (Si, Ge, Те, Se, P), не относящиеся к сверхпроводникам при атм. давлении, имеют при Д. в. сверхпро-водящие модификации. Образование таких модификаций у Si, Ge, Те (полупроводников в нормальных условиях) происходит, соответственно, при 120, 115 и 45 кбар. К наиболее известным магнитным эффектам Д. в. относится сдвиг температуры превращения ферромагнетика в парамагнетик (Кюри точки, рис. 15).

Способы создания Д. в. Динамич. Д. в. получают с помощью взрыва, искрового разряда, импульсного изменения магнитного поля и гл. обр. инерционных методов - торможения сжимаемым телом др. тела, летящего с большой скоростью.

При резком и значит. смещении поверхности тела, вызванном одним из этих способов, возникает ударная волна. Ударное сжатие сопровождается значит. разогревом вещества: темп-pa поваренной соли и свинца, сжатых до 1000 кбар, составляет ~9*103 0С, а меди и вольфрама, соответственно, 1500 и 750°С. При неограниченном возрастании давления степень сжатия за фронтом ударной волны не превосходит нек-рого предельного значения (для металлов 5-7 в зависимости от темп-ры). Это обусловлено ростом давления в основном за счёт его"тепловой" составляющей. В изотермич. и изоэнтропийном процессах этого ограничения нет. Путём динамич. сжатия можно достигать Д. в. в неск. десятков раз большего, чем статич. методами. Однако время действия динамич. давлений ограничивается тысячными долями сек., тогда как в случае статич. Д. в. его можно удерживать в течение часов и даже дней при заданном температурном режиме.


[0725-16.jpg]

Рис. 14. Зависимость относительного электрического сопротивления R/R0 металлов от давления. Значения R/R, отложены по вертикальной оси (R0 - электрическое сопротивление при нормальном давлении, R - при высоком давлении).



[0725-17.jpg]

Рис. 15. Изменение температуры Кюри под давлением у различных магнитных материалов: 1 - (MnZn)Fe2O4, 3 - Lao,75 Sr0.25MnO3, 3 - Ni, 4 - сплав Ni - Cu (67%Ni), 5 - алюмель (94%Ni), 6 - Cd, 7 - сплав Fe-Ni(64%Fe), 8-сплав Fe-Ni(70%Fe).

Статич. Д. в. получают механическими или тепловыми методами. В первых используют: а) насосы и компрессоры, к-рыми сжимаемое вещество (жидкость или газ) нагнетается в замкнутый объём или проточную систему; известны конструкции гидравлич. компрессоров на давления до 16 кбар; 6) аппараты, в к-рых масса сжимаемого вещества остаётся постоянной (или почти постоянной), а объём, занимаемый этой массой, уменьшается под действием внеш. сил; аппараты этого типа позволяют получать максимальные (до ~2*103 кбар) статич. давления, принцип их действия весьма прост: большая сила, создаваемая обычно гидравлическим прессом, сосредоточивается на малой площади, на к-рой и развивается Д. в. (см. рис. 16).

В установках по схеме рис. 16, а (типа "цилиндр - поршень") Д. в. создаётся в цилиндре, в к-рый под действием внешней силы вдвигается поршень. В таких аппаратах для передачи Д. в. можно применять твёрдые тела, жидкости и газы. Предел применимости аппаратов типа, изображённого на рис. 16, а, ограничивается прочностью материала поршней из твёрдых сплавов и составляет ~50 кбар.

Д. в., превосходящее предел прочности конструкционных материалов, достигается применением ряда способов усиления конструкций: 1) поддержкой всей установки или наиболее нагруженных её элементов сжатым пластичным веществом или жидкостью; 2) созданием системы напряжений сжатия в поршнях за счёт упругой деформации сосуда, к-рый в свою очередь скрепляется набором напрессованных снаружи колец; 3) уменьшением напряжений в стенках сосуда делением их на секторы (многопуансонные установки, в к-рых подвижные пуансоны являются одновременно стенками камеры, рис. 16, б - е). Комбинация способов
[0725-18.jpg]

1) и 2) позволяет повысить Д. в. в аппаратах с цилиндрич. поршнями до 70- 100 кбар.

В аппаратах с коническими или пирамидальными пуансонами реализуются все три способа. Д. в. создаётся в них сближением 2, 3, 4, 6 и более пуансонов, к-рые смыкаются под углом к направлению действия силы. В этих аппаратах для передачи давления используют известняк, тальк, бор и др. твёрдые вещества. На установках такого типа проводились измерения оптич. поглощения (через алмазные пуансоны) до 160-170 кбар, эффекта Мёссбауэра до ~250 кбар, сжимаемости (рентгеноструктурным методом) и электропроводности до 500 кбар. В двухступенчатых многопуансонных аппаратах было получено статич. давление ок. 2*103 кбар, при к-ром исследовались необратимые изменения плотности стёкол.

В камерах с твёрдой сжимаемой средой Д. в. определяется либо расчётным путём (в камерах по схеме 16, а), либо с помощью градуировки (в более сложных камерах). Градуировка заключается в установлении зависимости давления в сжатой среде от усилия, приложенного к пуансонам. Градуировка может, напр., производиться по скачкам электрич. сопротивления, сопровождающим полиморфные переходы в нек-рых металлах. Задача градуировки камер пока полностью не решена.

В твёрдой среде темп-ры до +1500- 3000°С в стационарном режиме и более высокие - в импульсном режиме создаются с помощью внутр. электрич. нагревателей (сопротивления). Для получения темп-р от -196 до 400°С применяются наружные нагреватели и холодильники, а в случае более низких темп-р - криогенная техника.

Оптич. исследования осуществляют через окна, изготовленные из материалов, прозрачных в определённой части спектра: алмаза, сапфира, хлористого натрия - в оптич. диапазоне; алмаза, бериллия - в рентгеновской области. Рентгеновское и гамма-излучение может быть пропущено (в камерах по схеме 16, б) также через зазоры между пуансонами.

В аппаратах, основанных на тепловых методах, Д. в. создаётся либо повышением давления в газах или жидкостях при их нагревании в замкнутом сосуде (в отд. установках достигнуты Д. в. в газах до 30-40 кбар), либо в результате расширения "аномальных" (см. выше) жидкостей при затвердевании. Сжимаемое теРис. 16. Схемы аппаратов высокого давления; а - аппарат "цилиндр- поршень"; б- "наковальни" Бридж-мена; в - установка с коническими пуансонами; г - "наковальни", погружённые в пластичную среду, сжатую до меньшего давления; д и е-"тет-раэдрическая" и "кубическая " установки (пуансон, обращённый к зрителю, не изображён); отдельно показана форма сжимаемого тела; 1 - пуансон (поршень); 2 - сосуд высокого давления; 3 - сжимаемый образец; 4 - среда, передающая давление. Стрелками показаны направления действия сил.

Тело окружают жидкостью, охладив к-рую до затвердевания в замкнутом объёме, получают фиксированное Д. в. (в случае воды, напр., ок. 2 кбар).

Лит.: Бриджмен П. В., Физика высоких давлений, пер. с англ., М-- Л., 1935; его же, Новейшие работы в области высоких давлений, пер. с англ., М., 1948; его же. Исследования больших пластических деформаций и разрыва, пер. с англ., М., 1955; Верещагин Л. Ф., Физика высоких давлений и искусственные алмазы, в сб.: Октябрь и научный прогресс, кн. 1, М., 1967, с. 509; Верещагин Л. Ф., Ицкевич Е. С. и Яковлев Е. Н., Физика высоких давлений, в сб.: Развитие физики в СССР, кн. 1, М., 1967, с. 430; Дрёмин А. Н., Бреусов О. Н., Процессы, протекающие в твёрдых телах под действием сильных ударных волн, "Успехи химии", 1968, т. 37, в. 5; Альтшулер Л. В., Баканова А. А., Электронная структура и сжимаемость металлов при высоких давлениях, там же, 1968, т. 96, в. 2; Циклис Д. С., Техника физико-химических исследований при высоких давлениях, 2 изд., М.. 1958; Рябинин Ю. Н., Газы при больших плотностях и высоких температурах, М., 1959; Гоникберг М. Г., Высокие и сверхвысокие давления в химии, 2 изд., М., 1968; Современная техника сверхвысоких давлений, пер. с англ., М., 1964; Пол В., Варшауэр Д. [ред.], Твердые тела под высоким давлением, пер. с англ., М., 1966;

Бранд Н.