The new science of strong materials

Материал
Е
,
кг
/
мм
2
Резина
0,00007
Ч
10
4
(
т
.
е
. 0,7)
Неармированные пластики
0,015
Ч
10
4
Органические молекулярные кристаллы
,
фталоцианин
0,015
Ч
10
4
Древесина
0,15
Ч
10
4
Кость
0,3
Ч
10
4
Магний
0,4
Ч
10
4
Обычное стекло
0,7
Ч
10
4
Алюминий
0,8
Ч
10
4
Сталь
2
Ч
10
4
Окись алюминия
(
сапфир
)
4
Ч
10
4
Алмаз
12
Ч
10
4
Таким образом
,
модуль самого жесткого из твердых тел
(
алмаза
)
почти в
200 000
раз больше модуля резины
,
тоже
твердого тела
.
У резин модуль упругости очень мал
,
потому что резина состоит из длинных гибких молекулярных
цепочек
,
которые в ненагруженном материале изгибаются
,
свиваются
,
сплетаются
,
словом
,
ведут себя подобно ниткам в
спутанном клубке
.
Когда резину растягивают
,
изогнутые цепочки распрямляются
,
и совершенно очевидно
,
что
необходимая для этого сила будет намного меньше той
,
которая потребовалась бы
,
чтобы растянуть пучок нитей
,
вытянутых в одном направлении
.
Совершенно иная картина наблюдается в кристалле
.
Прикладывая к нему силу
,
мы
действуем непосредственно на межатомные связи
,
и единственная причина большой разницы в величине
Е
для разных
кристаллов заключена в различной жесткости самих химических связей
.
Наклон прямого участка кривой межатомного
взаимодействия очень сильно зависит от энергии межатомной связи
.
Но общая форма кривой для всех кристаллов
одинакова
.
Если обратить внимание на величину
Е
для фталоцианина
,
то нетрудно понять
,
почему огромное множество твердых
химических соединений не может быть использовано в качестве конструкционных материалов
.
Вообще говоря
,
мы
всегда хотим
,
чтобы наши конструкции были как можно жестче
:
колебания мостов и зданий и без того велики
.
А если
сделать конструкцию из материала с жесткостью фталоцианина
,
она никуда не будет годиться
.
Сталь
-
наиболее жесткий
из сравнительно дешевых материалов
,
и в этом одна из причин ее широкого использования
.
Пластики
,
даже
армированные стекло пластики
,
имеют низкую жесткость
,
что ограничивает их применение для крупных конструкций
.
Прочность

---

VIVOS VOCO: 
Дж
. 
Гордон
, «
Почему
мы
не
проваливаемся
сквозь
пол
» -