лении,   независимо
от жесткости опоры.  На этой основе уже создан новый отбойный
молоток,который в два раза легче серийного и обладает большой
производительностью.Теоретически доказана возможность и целе-
сообразность бурения на глубинах до 100 м без погружения  бу-
рильной машины в скважину.


      А.с..447496: Наддолотный утяжелитель,состоящий из несо-
      единенных между собой свободно установленных на буриль-
      ной колонне грузовых трубчатых элементов,  отличающихся
      тем,что с   целью  усиления  ударных  нагрузок на доло-
      то,каждый вышележащий грузовой трубчатый элемент  имеет
      большую массу по сравнению с нижележащими.


      2.3. Эффект радиационного распухания металла.


      Как бы не пытались  исправить  деформированную  деталь,
она все равно вспомнит свойдефект,частично востановит прежнюю
покоробленность.Виной тому внутреннее напряжение  в  материа-
лах. Они   существуют всегда.Отжиг ликвидирует их в металлах,
но при остывании,  которое идет не равномерно,внутренние нап-
ряжения хотя  и ослабленные,появляются вновь.С помощью холод-
ной правки идеально выгладить  стальное  изделие  невозможно.
Здесь на помощь может прийти радиоактивное излучение.

      При облучении  нейтроны  врываются  в  недра металла и,
сталкиваясь с ядрами ионов (или атомов)  выбивают их из узлов
кристалической решотки.Те,в   свою  очередь,ударяясь о другие
ионы, либо остаются на месте,либо оставляют эти места свобод-
ными. Большая  же часть ионов внедряется в междоузлия.Обраба-
тываемая часть изделия при этом увеличивает свой объем.

      Так вот,  если изогнутую деталь подвергнуть радиоактив-
ному облучению  с выгнутой стороны,  то внедрившиеся частицы,
расталкивая ионы и атомы кристаллической решотки, начнут раз-
гибать деталь.  Изменения кривизны можно контролировать обыч-
ным измерительным прибором,следить за ней постоянно во  время
правки и   закончить процесс точно на "нуле".  Причем править
можно в сборе, на готовой машине.

      Действие радиации легко расчитать.  Известно,что макси-
мальное изменение  объема стали при нейтронном облучении сос-
тавляет 0,3% .  Например,если  подвергнуть  облучению  только
средний участок  стальной детали длиной 1000мм и высотой 50мм
,то устраняется прогиб в 2,5мм.

      Не металические и композиционные материалы при  облуче-
нии изменяют  свой объем еще сильней.Например,пластмассы - до
24% .

      С помощью радиации мы не просто выпрямляем  деталь,   а
перераспределяем внутренние напряжения до нового равновесного
состояния массой внедрившихся частиц.  Поэтому изделие самоп-
роизвольно уже  не разогнется.  Этот способ защищен авторским
свидетельством . 395147 (см.18.5.1)


      2.4. С п л а в ы   с  п а м я т ь ю .


      Некоторые сплавы металлов:  титан-никель,золото-кадмий,
медь-алюминий обладают   "эффектом  памяти".   Если из такого
сплава изготовить деталь,а затем  ее  деформировать,то  после
нагрева до   определенной температуры деталь востанавливает в
точности свою первоначальную форму.  Из всех известных сейчас
науке сплавов   "с  памятью"  наиболее  уникальны  по спектру
свойств сплавы из титана и никеля:  сплавы ТН (за рубежом они
известны под названием нитинол).  Сплавы ТН развивают большие
усилия при восстановлении своей формы.

      Этим воспользовались  в   Институте   металлургии   им.
А.А.Бойкова. После того, как нитинолу дадут "запомнить" слеж-
ную форму,  изделие вновь превращается в плоский лист. На его
поверхность наносят   обычными  приемами - с помощью проката,
напыления, сварки взрывом или как-либо иначе слой любого дру-
гого металла или сплава.

      Такой металлический   слоеный  пирог  после  нагревания
вновь превращается в деталь сложной конфигурации.  Таким спо-
собом можно,  в принципе создавать многослойные изделия любой
формы, которые  обычными приемами сделать никак  нельзя.   ТН
сплавы легко обрабатываются,  из них изготавливают всевозмож-
ные изделия:  листки, прутки, поковки. Кроме того, эти сплавы
сравнительно экономичны, коррозионностойки, хорошо гасят виб-
рации. Из  нитинола американцы сделали антенны для спутников.
В момент запуска антенна свернута, занимает очень мало места.
В космосе же нагретая солнечными лучами,  она принимает слож-
нейшие формы, приданные ей еще на Земле.

      При соединении  полых  деталей  с  каркасом заклепки из
сплава ТН существенно упростят дело. Вставили заклепку "с па-
мятью", нагрели   ее,  она "вспомнила",  что уже была некогда
расплющена, и  приняла свою первоначальную форму.  Сплавы  "с
памятью" открывают новые возможности в деле непосредственного
преобразования тепловой  энергии  в  механическую.   Нагретую
ТН-проволочку свернули в спираль.  Охладили,  подвесили гирь-
купружинка растянулась.  Если теперь через проволочку пропус-
тить электрический ток, пружинка нагреется и восстановит свою
форму - гирька поползет вверх,  выключаем ток - гирька  вновь
спускается и т.д.  По сути дела - это искуственный мускул. На
этом принципе можно делать двигатели нового типа,  использую-
щие даровую энергию Солнца.

      Перспективы для сплавов "с памятью" самые заманчивые:
тут и тепловая автоматика,  быстродействующие датчики, термо-
упругие элементы,  реле, приборы контроля, тепловые домкраты,
напряженный железобетон и многое другое.


                  Л И Т Е Р А Т У Р А
                  - - - - - - - - - -

К 2.1.1.  М.И.Каганов, В.Д.Нацик, Электроны тормозят дислока-
       цию "Природа", 1976, н'5, стр.23-24: н'6, стр.131-139.

К 2.1.2. В.И.Спицын, О.А.Троицкий, Электропластическая дефор-
       мация металлов, "Природа", 1977.

К 2.1.3. Ю.Осипьян, И.Савченко, "Письма в ЖЭТФ, вып.7, н'4.

К 2.1.4.  С.И.Ратнер, Ю.С.Данилов, Изменение пределов пропор-
       циональности и   текущести  при  повторном нагружении,
       "Заводская лаборатория", 1950, н'4.

Ф.Ходж   Теория идеально пластических тел, М.. "ИЛ", 1956

К 2.4.  И.И.Карнилов и др.,  Никелид титана и другие сплавы с
       эффектом "памяти", "Наука", 1977.
      3.1. Тепловое расширение вещества.

      Все вещества (газы, жидкости, твердые тела) имеют атом-
но-молекулярную структуру.   Атом,  равно как и молекулы,  во
всем диапозоне температур находятся в непрерывном хаотическом
движении, причем,   чем выше температура обьема вещества, тем
выше скорость перемещения отдельных атомов и  молекул  внутри
этого обьема (в газах и жидкостях) или их колебания - в крис-
таллических решетках твердых тел. Поэтому с ростом температу-
ры увеличивается среднее расстояние между атомами и молекула-
ми, в    результате  чего  газы,   жидкости  и  твердые  тела
расширяются - при условии, что внешнее давление остается пос-
тоянным. Коэффиценты  расширения различных газов близки между
собой (около   0,0037  град в степени "-1"; для жидкостей они
могут различаться на порядок (ртуть - 0,00018 град в  степени
"-1", глицерин  - 0,0005 град в степени "-1", ацетон - 0,0014
град в степени "-1", эфир - 0,007 град в степени "-1"). Вели-
чина теплового  расширения твердых тел определяется их строе-
нием. Структуры  с плотной упаковкой (алмаз, платина, отдель-
ные металлические  сплавы)  мало чувствительны к температуре,
рыхлая, неплотная  упаковка  вещества  способствует  сильному
расширению твердых тел (аллюминий, полиэтилен).
      
      3.1.1. При  температурном расширении или сжатии твердых
тел развиваются огромные силы; это можно использовать в соот-
ветствующих технологических процессах.

      Например, это  свойство  использовано  в  электрическом
      домкрате для растяжения арматуры при изготовлении  нап-
      ряженного железобетона. Принцип действия очень прост: к
      растягиваемой арматуре прикрепляют стержень из  металла
      с подходящим коэффициентом термического расширения. За-
      тем его нагревают,  током от сварочного трансформатора,
      после чего стержень жестко закрепляют и убирают нагрев.
      В результате охлаждения и сокращения линейных  размеров
      стержня развивается  тянущее усилие порядка сотен тонн,
      которое растягивает холодную  арматуру  до  необходимой
      величины.

      Так как в этом домкрате работают молекулярные силы,  он
практически не может сломаться.

      3.1.2. С помощью теплового  расширения  жидкости  можно
создать необходимые гидростатические давления.

      А.с. н'  471140:   Устройство для волочения металлов со
      смазкой под давлением,  содержащее установленные в кор-
      пусе рабочую и уплотнительную волоки,  образующие между
      собой и корпусом камеру (в которой  находится  смазка).
      Ред.(и средства для создания высокого давления, ОТЛИЧА-
      ЮЩИЕСЯ тем, что с целью упрощения конструкции и повыше-
      ния производительности   средство для создания в камере
      высокого давления выполнено ввиде нагревательного  эле-
      мента, расположенного внутри камеры.

      3.1.3. Тепловое  расширение  может просто решить техни-
ческие задачи, которые обыными средствами расширяются с боль-
шим трудом. Напрмер, для того чтобы ступица прочно охватывала
вал, первую  перед напрессовкой нагревают.  После  охлаждения
надетой на   вал ступицы силы термического сжатия делают этот
узел практически монолитным.  Но как  после  этого  разобрать
данное соединение?  Механически - почти не возможно без риска
испортить деталь.  Но достаточно сделать вал из металла коэф-
фицентом термического или, если это невозможно, ввести в соп-
рягаемое пространство прокладку из металла с  меньшим  термо-
расширением, как техническое противоречие исчезает.

      Общеизыестные биметаллические  пластинки  - соединенные
каким-либо способом две  металлические  полоски  с  различным
терморасширением -  являются отличным преобразователем тепло-
вой энергии в механическую.

      А.с. н 175190: Устройство для учета колличества наливов
      металла в изложницу,  о т л и ч а ю щ е е с я тем,что с
      целью автоматизации процесса учета,оно выполнено  ввиде
      корпуса,прикрепленного,к изложнице,в   полости,которого
      расположено счетное устройство,  состоящее из трубки  с
      шариками и биметаллической пластинки,  на конце которой
      укреплен отсекатель,пропускающий при нагреве  пластинки
      шарик,падающий в накопительную емкость.

      Использование эффекта различного расширения у различных
металлов позволило создать  т е п л о в о й    д и о д .
      
      А.с 518614: Тепловой диод,содержащий входной и выходной
      теплопроводы,имеющие узел  теплового контакта о т л и ч
      а ю щ и й с я тем,что с  целью  упрощения  конструкции,
      узел теплового  контакта выполнен по типу "вилка-розет-
      ка" и вилка выполнена в теле входного, а розетка в теле
      выходного теплопроводов.

      2.Диод по  пункту 1,  о т л и ч а ю щ и й с я тем,  что
      входной теплопровод выполнен из материала с высоким ко-
      эффициентом линейного удлинения,например меди, а выход-
      ной - из материала с малым коэффициентом линейного  уд-
      линения,например,инвара.

      3.1.4. Тепловое расширение,как процесс обратимый и лег-
ко управляемый,применяется при проведении весьма  филигранных
работ, таких,как    микроперемещение объектов,например,в поле
зрения микроскопа или измерения с помощью тепловых электроиз-
мерительных приборов.

      Патент США 3569707 Устройство для измерения импульсного
      излучения при помощи  теплодатчиков.Энергия,поглащаемая
      материалом,на который   воздействует импульсное ядерное
      излучение,измеряется путем   детектирования   теплового
      расширения этого материала тензодатчиками.

      3.2. Фазовые переходы.Агрегатные состояния веществ.

      При фазовых  переходах  первого рода скачком изменяются
плотность веществ и энергия тела; очевидно,при фазовых  пере-
ходах первого рода в с е г д а выделяется или поглощается ко-
нечное количество тепловой энергии.   При  фазовых  переходах
второго рода плотность и энергия меняются непрерывно,  а ска-
чок испытывает такие величины,  как теплоемкость,теплопровод-
ность; фазовые переходы второго рода не сопровождаются погло-
щением или выделением энергии.   Примером  фазового  перехода
второго рода может служить переход жидкого гелия в сверхтеку-
чее состояние,переход форромагнетика в парамагнетик при точке
Кюри,переупорядочение кристаллов сплавов и др.

      Характерным примером фазового перехода первого рода мо-
жет служить перход вещества из одного агрегатного состояния в
другое.

      В физике рассматривают четыре агрегатных состояния:
твердое, жидкое, газообразное и плазменное.

      При переходах из одного агрегатного состояния в другое,
как уже отмечено выше, обязательно выделяется или поглощается
тепло. Переход от более упорядоченных структур к менее упоря-
доченным требуют притока тепла извне,  при обратных переходах
выделяется такое же колличество тепла,   которое  поглощается
при прямом переходе.  Отметим,  что,  как правило, переход из
одного агрегатного состояния в другое обычно имеет место  при
постоянной температурк,  таким образом, фазовый переход явля-
ется источником Э или поглотителем тепла,  работающим практи-
чески при постоянной температуре.

      А.с.н 426030: Способ изолирования катушки индуктивности
      в глубинном приборе путем заполнения диэлектриком каме-
      ры, в   которой расположена катушка,  отличающийся тем,
      что с целью упрощения конструкции прибора  и  повышения
      его эксплуатационной надежности, в качестве диэлектрика
      используют вещество, температура плавления которого ни-
      же минимальной температуры в зоне измерения и выше тем-
      пературы корпуса прибора перед его спуском и  в  период
      спуска в скважину.

      Нередко изменения агрегатного состояния вещества позво-
ляет очень просто решать до этого почти  неразрешимые  техни-
ческие задачи.  Например, как заполнить послойно емкость сме-
шивающимися между собой жидкостями?

      А.с.н 509275: Способ послойного заполнения емкости сме-
      шивающимися жидкостями  путем последовательного анализа
      их, отличающийся  тем,  что с целью упрощения процесса,
      первую жидкость налитую в емкость, замораживают, следу-
      ющую жидкость наливают  на  верхний  слой  замороженной
      жидкости, а затем последнюю размораживают.

       При изменениях  агрегатного состояния резко изменяются
электрические характеристики  вещества.   Так,если  металл  в
твердом или   жидком  виде-проводник,то пары металла-типичный
диэлектрик. Это свойство остроумно использовано в патенте США

      Прибор для измерения давления жидкого металла  содержит
      пробоотборную трубку типа трубки Вентури. Через участок
      этой пробоотборной   трубки  пропускается  регулируемый
      электрический ток. При определенной величине тока, тем-
      пература взятой пробы жидкого металла возрастает до тех
      пор,пока жидкий  металл не перейдет в парообразное сос-
      тояние, в  результате чего ток прерывается. Период вре-
      мени в   течение  которого  через участок пробоотборной
      трубки протекает ток,является функцией давления жидкого
      металла в  системе.  Таким образом,  период времени при
      отборе пробы и подсчете импульсов тока вплоть до момен-
      та испарения   определяется давлением жидкого металла в
      системе.

      3.2.1. Как отмечалось  выше,перекристаллизация  металла
является фазовым  переходом второго рода.  В момент перекрис-
таллизации возникает э ф ф е к т    с в е р х п л а с т и ч-
н о с т и   металла.

      В этот  момент  металл,  ранее имевший прочную и сверх-
прочную структуру,становится пластичным как  глина.Но  длится
это явление   считанные  мгновения  и  протекает  в очень уз-
ком,причем непостоянном интервале  температур.Непосредственно
подстеречь момент,когда  начинается фазовое превращение,  не-
возможно,но известно,что при перестройки кристаллической  ре-
шотки металл  начинает переходить из паромагнитного состояния
в феромагнитное,что сопровождается резким изменением его маг-
нитной проницаемости.   Этим воспользовались авторы изобрете-
ния.

      По А.С..207678 пусковое  устройство  пресса  связано  с
      прибором улавливающим  момент фазового перехода:  заго-
      товку,нагретую до температуры чуть выше интервала фазо-
      вого превращения,кладут в матрицу пресса.Остывая металл
      заготовки в момент  перекристаллизации  резко  изменяет
      свою магнитную  проницаемость,что отмечается изменением
      тока в измерительной обмотке  прибора,который  включает
      пресс.

      Чтобы продлить  время сверхпластичности,датчик фазового
превращения связывают   нетолько   с   пусковым   устройством
прсса,но и с нагревательными элементами.Пилообразно гоняя за-
готовку вверх и вниз по  всему  интервалу  температурфазового
превращения,можно поддерживать   состояние  сверхпластичности
сколь угодно долго.  Ничто не мешает использовать датчики,ко-
торые реагировали   бы на изменение других физических свойств
обрабатываемого материала, например,электросопротивления,теп-
лоемкости и т.д.  Значит,  принцип действия можно распростра-
нить и на немагнитные материалы. У сталей существует еще один
фазовый переход,идущий   при  очень низких температурах (ниже
минус 60 градусов С ),  когда аустенит в  стали  переходит  в
мартенсит. И   в этот момент наблюдается эффект сверхпластич-
ности. Значит  можно в принципе,  отказаться от горячей штам-
повки, совместив  процесс штамповки в сверхпластичном состоя-
нии с закалкой стали в жидком азоте.

      3.2.2. Интересно,что мартенсит имеет меньшую плотность,
чем аустенит.  Если к изогнутой деформацией части детали при-
ложить хотя бы кусок "сухого льда",температура которого минус
67 градусов С,то обрабатываемый участок расширится, распрямив
тем самым деталь.  А поскольку фазовый переход необратим,  то
самопроизвольного востановления кривизны в дальнейшем не про-
изойдет.Превращение десяти процентов  аустинита  в  мартенсит
вызывает увеличение   100  миллиметрового диаметра изделия на
130 микрометров,а переход 40% аустенита в мартесит -400  мик-
рометров. К плюсам нового метранадо добавитьеще один: выдерж-
ка при низкой температуре в течение 5 минут и  5  часов  дает
практически одинаковые  результаты.Ну,  и конечно,  обработку
изогнутых деталей холодом, как и радиацией,можно вести в соб-
ранной,готовой машине (сравни с 2.3).

      На этот способ выдано авторское свидетельство .414027.

      Изменяется плотность  при  фазовых переходах и у других
веществ (например у воды и олова),что позволяет  использовать
их для получения высоких давлений.

      Прифазовых переходах второго рода также наблюдаются ин-
тересные изменения макроскопических свойств  объектов(см.8.8)

      У хрома есть любопытная температурная точка 37 градусов
С, в  котором он претерпевает фазовый переход,при этом у него
скачком изменяется модуль упругости. На этом свойстве основан
ряд изобретений.
      
      А.С.266471: Двигатель,содержащий  деформируемые при из-
      менении температуры рабочего тела упругие элементы, ки-
      нематически связанные с механизмом отбора мощности, от-
      личающийся тем,что с целью  получения  полезной  работы
      при малых   перепадах  температур рабочего тела,упругие
      элементы выполнены предварительно напряженными и  изго-
      товлены из  материала со скачкообразно изменяющимся при
      определенной температуре   модулем  упругости,например,
      изчистого хрома.
      
      В А.С.  .263209 чувствительным элементом термометра яв-
      ляется пружина из чистого хрома.

      3.3. Поверхностное натяжение жидкостей.Капилярность.

      Любая жидкость ограничена поверхностями раздела отделя-
ющими ее от какой-либо другой среды-вакуума,газа,твердого те-
ла,другой жидкости.Энергия поверхностных молекул жидкости от-
лична от