Старіння матеріалів
Старі́ння матеріа́лів (англ. ageing of materials) — поступове незворотне змінювання властивостей об'єкта, спричинене хімічними та (або) фізичними процесами, що самочинно протікають в матеріалах[1].
Причини старіння матеріалів[ред. | ред. код]
Старіння притаманне матеріалам з підвищеним рівнем внутрішньої енергії. Такі матеріали перебувають у нестійкому (метастабільному) стані і схильні переходити у стійкіший (стабільніший) стан. У металевих та напівпровідникових матеріалах старіння пов'язане з розпадом твердого розчину. На властивості металів (сплавів) воно може впливати як позитивно, так і негативно. Для напівпровідникових матеріалів (наприклад, на основі германію чи кремнію) старіння — явище негативне: призводить до зміни механічних і фізичних властивостей, погіршує основні параметри напівпровідникових приладів. Запобігають йому додержанням високого рівня чистоти цих матеріалів (кількість домішок у них має бути менша за 5·10−3%). В аморфних металевих сплавах і силікатних матеріалах (наприклад, у склі) старіння пов'язане з переходом їх з аморфного стану в кристалічний. У процесі старіння аморфні сплави втрачають високі механічні та антикорозійні властивості, їхній електричний опір значно знижується, у скла зменшується прозорість, підвищується крихкість, зростає газопроникність.
Види старіння матеріалів[ред. | ред. код]
Старіння спостерігається в твердих тілах, полімерах та рідких сумішах. В газах і низькомолекулярних чистих рідинах старіння не відбувається через те, що вони здатні швидко переходити у стан термодинамічної рівноваги.
Основні види старіння:
- старіння металів в основному пов'язане з дифузією атомів металу. Особливе значення має старіння сталей;
- магнітне старіння призводить до поступової зміни магнітних властивостей під дією змінних магнітних полів, перепадів температури, вібрації та інших факторів.
- старіння колоїдних систем має багато проявів, серед яких відомі коагуляція, коалесценція, седиментація, синерезис;
- старіння полімерів — це деструкція макромолекул (або, навпаки, їх зшивання) під дією тепла, опромінення, води, повітря та інших факторів.
Заходи проти старіння матеріалів[ред. | ред. код]
Щоб не допустити старіння матеріалів, їх експлуатують при температурі значно меншій за температуру кристалізації. Старіння полімерів сповільнюють уведенням стабілізаторів.
Слід відрізняти старіння від інших форм деградації матеріалу, таких як утома — локалізовані зміни структури матеріалів під дією напруження та корозія — хімічна взаємодія матеріалу із речовинами довкілля (вологою, атмосферним киснем тощо).
Примітки[ред. | ред. код]
- ↑ ДСТУ 2860-94 Надійність техніки. Терміни та визначення.
Джерела[ред. | ред. код]
- Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение. — М.: Машиностроение, 1990. — 528 с. — ISBN 5-217-00858-X
- Металлургия и материаловедение: Справочник / Р. Циммерман Р., К. Гюнтер. Пер. с нем. — М.: Металлургия, 1982. — 480 с.
Посилання[ред. | ред. код]
- Старіння матеріалів // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 182. — ISBN 978-966-7407-83-4.
- «Старіння матеріалів» [Архівовано 16 жовтня 2013 у Wayback Machine.] в УРЕ.