|
|||||
|
Неожиданный металлофизический эффект в старых
монетах. XVII Петербургские чтения по проблемам прочности. Санкт-Петербург, 10-12 апр. ИЗМЕНЕНИЕ ЗНАКА ТЕПЛОВОГО ЭФФЕКТА ПРИ ОТЖИГЕ МЕДНЫХ ОБРАЗЦОВ С ВОЗРАСТАМИ
НАКЛЕПА 0-250 ЛЕТ С.Г. Покровский, Г.И. Сердцев. Москва, ООО «НПП»Проект-Д» Термофлуктуационная природа релаксации структурных дефектов, возникаю-щих при пластической деформации(ПД), подсказывает принципиальную возмож-ность использования долговременной динамики этой релаксации для прямой металлофизической ревизии возраста исторического монетного материала[1]. В настоящей работе изучался тепловой эффект(ТЭ) релаксации запасенной в материале энергии ПД. Сопоставлялись тепловые эффекты для современных накле-панных образцов и меди монет 18-20 веков. ТЭ фиксировался по разнице первой и последней кривых роста температуры в сериях из 3-4 циклов нагрева/охлаждения. Измерения проводились при температурах отжига до 3000С, удаленных от уровня температур начала рекристаллизации меди образцов, каким бы ни был ее примесной состав и какой бы ни была температура холодной ПД при чеканке[2]. Для современной наклепанной меди и для монетного материала с возрастом масштаба 100 лет ТЭ был явно экзотермическим, уменьшающимся с возрастом во всем диапазоне температур, проходимых в цикле. Для материала возрастом около 160 лет ТЭ переходил нуль и становился слабо эндотермическим. И, наконец, для монетного материала 18 века он становился отчетливо эндотермическим. Причем ведущим себя так же, как и положительный ТЭ(полностью отжигался за 3-4 цикла ). Результат, очевидно, не является случайным, поскольку точки, соответствую-щие положительному и отрицательному ТЭ, гладко ложатся на одну кривую зависи-мости ТЭ от возраста наклепа(и обеспечивают саму возможность датирования). Впрочем, сам этот факт, на наш взгляд, нетривиален и требует интерпретации. Известно, что при ПД напряжения, связанные со структурными дефектами, частично ослабляются примесями, накапливающимися, например, в атмосферах Котрелла дислокаций. При релаксации напряжений и рекомбинации дефектов естественно было бы ожидать, что связанные с ними неоднородности распределения примесей будут рассасываться в результате диффузии. Но значительная величина отрицательного ТЭ говорит, скорее, о том, что она связана с образованием довольно значительных выделений или формирования текстур. Т.е. с определенной самоорганизацией в поликристаллическом материале, увековечивающей результат его ПД. Релаксационный возврат этих новообразований не является энергетически выгодным. И, по-видимому, со временем происходит не рассасывание, а рост этих новообразований. Наиболее вероятным претендентом на роль новообразований представляются выделения примесей на границах зерен, возникающие непосред-ственно в процессе ПД как результат аномальной диффузии за счет движения точеч-ных дефектов и дислокаций. Это, вероятно, объясняет известный эффект зернистос-ти старых монет. Растущие со временем выделения, инициированные наклепом, раз-деляют зерна, ослабляют связи между ними, способствуют наблюдаемой ломкости старых монет по границам зерен и даже рассыпанию старого металла в порошок. 1.
Покровский С.Г. Возможность металлофизического датирования археологического
чеканного материала./ Актуальные проблемы современной науки, 2006, № 6, с.
10-13 2.
Справочник по термомеханической и термоциклической обработке металлов / М.Е.Смагоринский, А.А.Булянда,
С.В.Кудряшов; Под общ. ред. М.Е.Смагоринского – СПб: Политехника,1992.- 416 с. Приложение. График измеренного теплового эффекта – дополнительно возникающего нагрева материала за счет скрытой(латентной) энергии пластически деформированного состояния металла. (в текст,
опубликованный в сборнике материалов конференции, график не вошел
из-за форматных ограничений – представлялся на стенде) Свежий – измерения на свеженаклепанном образце меди. Выделившаяся латентная энергия максимальна 100 и 150 град – образцы современной меди, прошедшие перед измерениями предварительный прогрев при 100 и 150 градусах Цельсия 1913, 1841 и 1750 – результаты измерений на монетах разного возраста. В образце 1750 года мы столкнулись с неожиданно проявившимся поглощением энергии вместо ожидавшегося простого уменьшения положительного теплового эффекта. Схема измерений: Типичное поведение графиков температуры при первом и последующих нагревах. Измерялась разница температур контрольного и исследуемого образцов. Разница температур в первом цикле значительно отличалась от разницы температур образцов в последующих идентичных циклах нагрева. Это связывается нами с выделением в первом цикле скрытой (латентной) энергии пластически деформированного состояния. |
||||
Связь с редакцией
Для направления в редакцию собственных статей или обсуждения чужих |