Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (АН)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 47 (всего у книги 56 страниц)
Антиферменты
Антиферме'нты (от анти... и ферменты), специфические вещества белковой природы, вырабатываемые организмом и тормозящие или блокирующие действие ферментов путём образования с ними неактивных комплексов. Присутствующие в органах и тканях А. предохраняют их от разрушающего действия соответствующих ферментов; этим, например, объясняется устойчивость стенок желудка и кишечника к действию пищеварительных ферментов. Изучение А. помогло синтезировать новые лечебные средства, обладающие антиферментными свойствами, например эзерин, прозерин, фокурит (диакарб), трасилол и др. См. также Антиметаболиты.
Лит.: Закусов В. В., Фармакология, 2 изд., М., 1966.
Г. А. Кочетов.
Антиферромагнетизм
Антиферромагнети'зм (от анти...и ферромагнетизм), одно из магнитных состояний вещества, отличающееся тем, что элементарные (атомные) магнитики соседних частиц вещества ориентированы навстречу друг другу (антипараллельно), и поэтому намагниченность тела в целом очень мала. Этим А. отличается от ферромагнетизма, при котором одинаковая ориентация элементарных магнитиков приводит к высокой намагниченности тела.
До начала 30-х гг. 20 в. по магнитным свойствам все вещества делили на 3 группы: диамагнетики,парамагнетикии ферромагнетики. А. был открыт при изучении свойств парамагнетиков при низких температурах. Парамагнетики в магнитном поле намагничиваются так, что направление намагниченности совпадает с направлением поля. Намагниченность I пропорциональна напряжённости Н магнитного поля: I = cН. Коэффициент пропорциональности c – магнитная восприимчивость — у парамагнетиков весьма мал – от 10-5 до 10-6 единиц СГС. Для большинства парамагнетиков характерен определённый вид зависимости магнитной восприимчивости от температуры – она растет с понижением температуры обратно пропорционально температуре (Кюри закон, см. рис. 1, а). В конце 20-х и начале 30-х гг. были обнаружены соединения (окислы и хлориды марганца, железа, кобальта, никеля), обладающие совершенно иным видом температурной зависимости магнитной восприимчивости c(T). На кривых, характеризующих зависимость c от T у этих соединений, наблюдались максимумы (см. рис. 1, кривые бв и бг). Кроме того, ниже температуры максимума была обнаружена сильная зависимость c от ориентации кристалла в магнитном поле. Если поле направлено, например, вдоль главной кристаллографической оси, то значение c вдоль этого направления (его обозначают cïï) убывает, стремясь к 0 при Т ® 0 К. В направлениях, перпендикулярных этой оси, значение c (его обозначают c^) остаётся постоянным (не зависит от температуры). На кривых, показывающих температурную зависимость удельной теплоёмкости этих веществ, при соответствующих температурах также были обнаружены острые максимумы. Эти экспериментальные факты указывали на какую-то перестройку внутренней структуры вещества при определенной температуре.
В 1930-х гг. советский физик Л. Д. Ландау и французский физик Л. Неель объяснили указанные выше аномалии переходом парамагнетика в новое состояние, названное антиферромагнитным. Сущность этого перехода состоит в следующем. Парамагнетизм наблюдается в веществах, имеющих в своём составе атомы (ионы) с незаполненными внутренними электронными оболочками. Эти атомы (ионы) обладают атомным магнитным моментом, и их можно рассматривать как элементарные магнитики. При высоких температурах благодаря интенсивному тепловому движению направление этих магнитиков непрерывно беспорядочно меняется. Поэтому среднее по времени значение магнитного момента 
каждого магнитного иона в отсутствие внешнего поля оказывается равным нулю. Ниже некоторой температуры, получившей название температуры Нееля Tn(ей соответствует максимум на кривой магнитной восприимчивости), силы взаимодействия между магнитными моментами соседних ионов оказываются сильнее, чем разупорядочивающее действие теплового движения. В результате средний магнитный момент каждого иона становится отличным от нуля и принимает определённое значение и направление, в веществе возникает магнитное упорядочение. При А. упорядочение отличается тем, что средние магнитные моменты всех (или большей части) ближайших соседей любого иона направлены навстречу его собственному магнитному моменту (при ферромагнетизме они все направлены в одну сторону). Другими словами, при А. одноимённые полюсы соседних элементарных магнитиков направлены взаимно противоположно. В каждом антиферромагнетике устанавливается определённый порядок чередования магнитных моментов (примеры которого см. на рис. 2). Порядок чередования магнитных моментов вместе с их направлением относительно кристаллографических осей определяет антиферромагнитную структуру вещества. Такую структуру можно представить себе как систему вставленных друг в друга пространственных решёток магнитных ионов (называются подрешётками), в узлах каждой из которых находятся параллельные друг другу магнитные моменты. При А. во все подрешётки входят магнитные ионы одинакового сорта. Поэтому суммарные магнитные моменты подрешёток строго компенсируются, и антиферромагнетик в целом в отсутствие внешнего поля не имеет результирующего магнитного момента. Под действием внешнего магнитного поля антиферромагнетики приобретают слабую намагниченность. Для магнитной восприимчивости антиферромагнетиков типичны значения 10-4 – 10-6 ед. СГС.
Долгое время не существовало экспериментальных методов, которые могли бы непосредственно подтвердить существование антиферромагнитной структуры. В 1949 было показано, что антиферромагнитную структуру можно обнаружить и изучить методами нейтронографии. Нейтроны не имеют электрического заряда, но обладают магнитным моментом. Пучок медленных нейтронов, проходящий через антиферромагнетик, взаимодействует с магнитными ионами вещества и испытывает рассеяние. Экспериментально получаемая зависимость числа рассеянных нейтронов от угла рассеяния позволяет определить расположение магнитных ионов в антиферромагнетике и среднее значение их магнитных моментов.
За создание антиферромагнитного порядка и определённую ориентацию магнитных моментов ионов относительно кристаллографических осей ответственны два рода сил: за порядок – силы обменного взаимодействия (электрической природы), за ориентацию – силы магнитной анизотропии. В А. обменные силы стремятся установить каждую пару соседних магнитных моментов строго антипараллельно. Но они не могут предопределить направление моментов относительно кристаллографических осей. Это направление называется осью лёгкого намагничивания и определяется силами магнитной анизотропии. Последние представляют собой результат магнитного взаимодействия соседних магнитных ионов и более сложных взаимодействий электронов магнитных ионов с действующими внутри кристалла электрическими полями.
В соответствии с этими двумя типами сил при теоретическом описании А. вводят 2 эффективных магнитных поля: обменное поле Не и поле анизотропии На. Представление о том, что в антиферромагнетике действуют 2 эффективных магнитных поля, позволяет объяснить многие свойства., в частности их поведение в переменных внешних магнитных полях. Переход из парамагнитного состояния в антиферромагнитное при температуре Нееля Tn происходит путём (фазового перехода2-го рода. Особенность этого перехода состоит в плавном (без скачка), но очень крутом нарастании среднего значения магнитного момента каждого иона вблизи Tn (рис. 3). Этим объясняются указанные выше аномалии – возрастание удельной теплоёмкости вблизи Tn и подобное ему температурное изменение коэффициента теплового расширения, модулей упругости и ряда др. величин.
Изучение антиферромагнетиков внесло существенный вклад в развитие современных представлений о физике магнитных явлений. Открыты: новые типы магнитных структур – слабый ферромагнетизм, геликоидальные структуры и др. (см. Магнитная структура), обнаружены новые явления: пьезомагнетизм,магнетоэлектрический эффект, расширены представления об обменном и других типах взаимодействия в магнетиках. Практического применения А. пока не нашёл. Это связано с тем, что при переходе в антиферромагнитное состояние большая часть макроскопических физических свойств меняется мало. Исключение составляют высокочастотные свойства антиферромагнетиков. Во многих антиферромагнетиках наблюдается сильное резонансное поглощение электромагнитного излучения для длин волн от 1 см до 0,001 см (см. Антиферромагнитный резонанс).
Лит.: Киренский Л. В., Магнетизм, 2 изд., М., 1967; Боровик-Романов А. С., Антиферромагнетизм, в сборнике: Антиферромагнетизм и ферриты, М., 1962 (Итоги науки. Физ.-мат. науки, т. 4); Редкоземельные ферромагнетики и антиферромагнетики, М., 1965.
А. С. Боровик-Романов.
Рис. 3. Температурная зависимость среднего значения магнитного момента 
иона в каждом узле подрешётки; 
– собственный магнитный момент иона.
Рис. 1. Температурная зависимость магнитной восприимчивости c: а – для парамагнетика, не претерпевающего перехода в упорядоченное состояние вплоть до самых низких температур (c = С/Т); б – для парамагнетика, переходящего в антиферромагнитное состояние при Т = Tn; в – для поликристаллического антиферромагнетика; г – для монокристаллического антиферромагнетика вдоль оси лёгкого намагничивания (c||), д – для монокристаллического антиферромагнетика в направлениях, перпендикулярных оси лёгкого намагничивания (c^).
Рис. 2. Магнитная структура: а – кубического антиферромагнетика MnO (период магнитной структуры аm в два раза больше периода кристаллической структуры ao), б – тетрагонального антиферромагнетика MnF2. Узлы с одинаковым направлением магнитных моментов образуют пространственную магнитную подрешётку.
Антиферромагнетик
Антиферромагне'тик, вещество, в котором установился антиферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов (см. Антиферромагнетизм). Обычно вещество становится А. ниже определённой температуры TN (см. Нееля точка) и остаётся А. вплоть до Т = 0 К. Среди элементов А. являются твёрдый кислород (a-модификация при Т < 24 К), хром (TN = 310 К), а также ряд редкоземельных металлов. В последних обычно наблюдаются сложные антиферромагнитные структуры в температурной области между TN и (OK < T1 < TN). При более низких температурах они становятся ферромагнетиками. Данные о наиболее известных А. – редких землях – приведены в таблице 1.
Таблица 1.
| Элемент | T1, K | TN, K |
| Dy | 85 | 179 |
| Ho | 20 | 133 |
| Er | 20 | 85 |
| Tu | 22 | 60 |
| Tb | 219 | 230 |
Таблица 2.
| Соединение | TN, K |
| MnO | 120 |
| FeO | 190 |
| CoO | 290 |
| NiO | 650 |
| MnF2 | 72 |
| FeF2 | 250 |
| CoF2 | 37,7 |
| NiF2 | 73,2 |
| MnSO4 | 12 |
| FeSO4 | 21 |
| CoSO4 | 12 |
| NiSO4 | 37 |
| MnCO3 | 32,5 |
| FeCO3 | 35 |
| CoCO3 | 38 |
| NiCO3 | 25 |
Число известных химических соединений, которые становятся А. при определённых температурах, приближается к тысяче. Ряд наиболее простых А. и их температуры TNприведены в табл. 2.
Бо'льшая часть А. обладает значениями TN, лежащими существенно ниже комнатной температуры. Для всех гидратированных солей TN не превышает 10 К, например TN = 4,31 К у CuCl2·2H2O.
Лит.: см. при ст. Антиферромагнетизм.
А. С. Боровик-Романов.
Антиферромагнитный резонанс
Антиферромагни'тный резона'нс, одна из разновидностей электронного магнитного резонанса. А. р. проявляется как резкое возрастание поглощения электромагнитной энергии, проходящей через антиферромагнетик, при определённых (резонансных) значениях частоты ν и напряжённости приложенного магнитного поля Н. Для антиферромагнетиков характерно упорядоченное расположение магнитных моментов атомов (ионов) (см. Антиферромагнетизм). Одинаково ориентированные элементарные магнитные моменты образуют в антиферромагнетике так называемые магнитные подрешётки (в простейшем случае – две). При А. р. возбуждаются резонансные колебания векторов намагниченности подрешёток как относительно друг друга, так и относительно направления приложенного поля Н Вид зависимости ν от эффективных магнитных полей в антиферромагнетиках весьма сложен и различается для кристаллов разной структуры. Как правило, одному значению приложенного поля соответствуют две частоты А. р. Частоты А. р. лежат в интервале 10—1000 Ггц.
Изучение А. р. позволяет определить значения эффективных магнитных полей в антиферромагнетике.
А. С. Боровик-Романов.
Антифидинги
Антифи'динги, химические средства отпугивания насекомых от растений, которыми они питаются. Известно сравнительно небольшое число веществ, обладающих свойствами А., например окись трифенилолова [(C6H5)3Sn]2O и ацетат трифенилолова (C6H5)3Sn(CH3COO). При обработке растений даже малыми количествами указанных веществ насекомые (колорадский картофельный жук, некоторые виды совок и др.), находящиеся на данном растении, погибают. Широкого практического применения А. пока не получили. См. также Репелленты.
Антифобические средства
Антифоби'ческие сре'дства (от анти... и греч. phóbos – страх), лекарственные препараты, применяемые при состояниях страха, тревоги, повышенной возбудимости и т. п. См. Нейроплегические средства.
Антифон
Антифо'н (греч. antiрhonos – звучащий в ответ), песнопение, исполняемое поочерёдно двумя хорами или солистом и хором. А. связан по своему происхождению с древнегреческой трагедией, где хор обычно разделялся на два полухория, затем антифонное пение вошло в христианский церковный культ. Чередовались мужской и детский хоры. В католической церкви – пение священника, части хора и целого хора.
Антифоны
Антифо'ны (от анти... и греч. phone – звук), противошумы, индивидуальные приспособления для защиты организма от вредного действия интенсивного шума; изготовляют либо в виде специального вкладыша из ваты, марли, либо в виде наушников, закрывающих ушную раковину.
Антифризы
Антифри'зы (от анти... и англ. freeze – замерзать), низкозамерзающие жидкости, применяемые для охлаждения двигателей внутреннего сгорания и различных установок, работающих при температурах ниже 0°С. Основные требования, предъявляемые к А., – высокие теплоёмкость, теплопроводность, температуры кипения и воспламенения; малая вязкость при низких температурах, небольшое давление пара и возможно низкая вспениваемость. Кроме того, А. не должны сильно корродировать металлы, из которых изготовлены детали системы охлаждения, и разъедать материалы шлангов и прокладок. Этим требованиям в той или иной степени удовлетворяют водные растворы этиленгликоля, глицерина, некоторых спиртов и других органических соединений, а также водные растворы солей (например, хлористого кальция).
Лучшие А. – водные растворы этиленгликоля, к которым для предотвращения коррозии добавляют антикоррозионные присадки (например, фосфорнокислый натрий). Можно получить смеси с температурой замерзания до —75°С (66,7% этиленгликоля и 33,3% воды). Такие растворы при замерзании незначительно увеличиваются в объёме (при содержании 55—65% воды на 0,3% ) и при охлаждении ниже температуры замерзания не разрывают труб и радиаторов системы.
Отечественная промышленность изготовляет этиленгликолевые А. марок 40 и 65 (температуры замерзания соответственно —40°С и —65°С) с фосфорнокислым натрием и марки 40 м с молибденово-кислым натрием.
Лит.: Моторные и реактивные масла и жидкости, под ред. К. К. Папок и Е. Г. Семенидо, 4 изд., М., [1964]; Бобров Н. Н., Воропай П. И., Применение топлив и смазочных материалов, 2 изд., М., 1968.
В. В. Панов.
Антифрикционные материалы
Антифрикцио'нные материа'лы (от анти... и лат. frictio – трение), материалы, применяемые для деталей машин (подшипники, втулки и др.), работающих при трении скольжения и обладающих в определённых условиях низким коэффициентом трения. Отличаются низкой способностью к адгезии, хорошей прирабатываемостью, теплопроводностью и стабильностью свойств. В условиях гидродинамической смазки, когда детали (не деформирующиеся под влиянием давления в смазочном слое) полностью разделены сравнительно толстым слоем смазочного материала, свойства материала этих деталей не оказывают влияния на трение. Антифрикционность материалов проявляется в условиях несовершенной смазки (или при трении без смазки) и зависит от физических и химических свойств материала, к которым относятся: высокие теплопроводность и теплоёмкость; способность образовывать прочные граничные слои, уменьшающие трение; способность материала легко (упруго или пластически) деформироваться или изнашиваться, что способствует равномерному распределению нагрузки по поверхности соприкосновения (свойство прирабатываемости). К антифрикционности относятся также микрогеометрическое строение поверхности, а именно определённая степень шероховатости или пористости, при которых масло удерживается в углублениях, и способность материала «поглощать» твёрдые абразивные частицы, попавшие на поверхность трения, предохраняя тем самым от износа сопряжённую деталь. Проявлению антифрикционности в условиях сухого трения способствует наличие в материале таких компонентов, которые, сами обладая смазочным действием и присутствуя на поверхности трения, обеспечивают низкое трение (например, графит, дисульфид молибдена и др.). Одним из важных свойств А. м., обусловливающих антифрикционность при всех условиях трения, является его неспособность или малая способность к «схватыванию» (адгезии) с материалом сопряжённой детали. Наиболее склонны к «схватыванию» при трении одноимённые пластичные металлы в паре, имеющие гранецентрированную и объёмноцентрированную кубической решётки. При трении по стали наименее склонны к «схватыванию» серебро, олово, свинец, медь, кадмий, сурьма, висмут и сплавы на их основе.
Наиболее распространены как А. м. подшипниковые материалы (ПМ), применяемые для подшипников скольжения. Кроме антифрикционных свойств, они должны обладать необходимой прочностью, сопротивлением коррозии в среде смазки, технологичностью и экономичностью. Вследствие различия в требованиях к материалу подшипника, образующему поверхность трения (антифрикционность), и к остальной части подшипника (достаточная прочность) получили распространение ПМ и подшипники, у которых основа состоит из прочного конструкционного материала (например, стали), а поверхность трения – из слоя А. м. (например, баббита). А. м. наносится литейным способом на заготовку подшипника или на непрерывно движущуюся стальную ленту; из полученной биметаллической калиброванной ленты (см. Биметалл) подшипники (вкладыши и втулки) изготовляются штамповкой.
ПМ делятся на металлические и неметаллические. К металлическим ПМ относятся: сплавы на основе олова, свинца, меди, цинка, алюминия, а также некоторые чугуны; к неметаллическим ПМ – некоторые виды пластмасс, материалы на основе древесины, графито-угольные материалы, резина. Некоторые ПМ представляют собой сочетание металлов и пластмасс (например, пористый слой, образованный спечёнными бронзовыми шариками, пропитанный фторопластом-4 или фторопластом-4 с наполнителями).
ПМ на основе олова или свинца (баббиты) применяются в подшипниках в виде слоя, залитого по стали (иногда по бронзе). Прочное сцепление достигается специальной очисткой стали; возможна также наплавка баббита (для больших подшипников) и заливка им поверхности подшипника, имеющего углубления или пазы для лучшего сцепления. Подшипники автомобилей изготовляются штамповкой из биметаллической ленты стальбаббит.
ПМ на медной основе – бронзы оловянистые, оловянно-свинцовистые, свинцовистые, некоторые безоловянные, а также некоторые латуни. Для наиболее напряжённых подшипников двигателей внутреннего сгорания применяются свинцовистые пластичные бронзы (25% свинца и более) в виде тонкого слоя, залитого по стали.
ПМ на цинковой основе (см. Цинковые сплавы) служат заменителями бронзы, например сплав ЦАМ 9—1,5 применяется в подшипниках паровозов как для изготовления вкладышей целиком, так и для заливки по стали; известен также метод плакирования стали этим сплавом при производстве биметаллической ленты прокаткой.
ПМ на основе алюминия (см. Алюминиевые сплавы), широко применяемые для подшипников двигателей внутреннего сгорания, можно подразделить на 2 группы по степени пластичности (оцениваемой по твёрдости). По сравнению с баббитами пластичные алюминиевые сплавы обладают более высокой теплопроводностью и лучшими механическими свойствами при повышенных температурах; они гораздо дешевле, но хуже прирабатываются, менее способны «поглощать» твёрдые частицы и несколько сильнее изнашивают сопряжённый стальной вал. Их свойства улучшают нанесением на рабочую поверхность тонкого (25 мкм) слоя оловянно-свинцовистого сплава. Наиболее высокими антифрикционными свойствами обладает алюминиевый сплав с 20% олова, с микроструктурой, полученной в результате пластического деформирования и отжига. Сплавы с твёрдостью HB < 350 Мн/м2 (35 кгс/мм2) применяют для производства путём совместной прокатки со сталью биметаллических лент или полос, из которых в последующем штампуют вкладыши подшипников. Сплавы с более высокой твёрдостью (HB = 450 Мн/м2, или 45 кгс/мм2) применяют для изготовления подшипников дизелей.
Серый перлитный чугун при определённой микроструктуре (перлит средне– или крупнопластинчатый, графит средней крупности, фосфидная эвтектика в виде изолированных включений) обладает антифрикционными свойствами и используется для подшипников, работающих при невысоких нагрузках и малых скоростях.
ПМ на основе пластмасс с наполнителями из ткани (текстолит) древесного шпона, древесной крошки с успехом применяют в подшипниках, обильно смачиваемых водой, при невысоких частотах вращения вала. Всё большее распространение как ПМ получают пластмассы (полиамиды, политетрафторэтилен и др.), работающие со смазкой маслом или водой. Полиамиды используют также в виде тонкого покрытия (например, 0,3 мм) по металлической основе подшипника, что повышает допустимую нагрузку. Режим работы подшипников из пластмасс ограничивается температурой на поверхности трения (например, для полиамидов не более 80—100°C). Особенность некоторых подшипников из полиамидов – почти полное отсутствие изнашивания сопряжённого стального вала. Наилучшей антифрикционностью по сравнению с другими пластмассами при малой скорости скольжения без смазки обладает Фторопласт-4, причём низкое трение сохраняется у него в широком интервале рабочих температур от —200°С до 260°C.
ПМ на основе древесины. В качестве ПМ в основном используют натуральную древесину и прессованную древесину, древеснослоистые пластики. Пример натурального ПМ – гваяковое или бакаутовое дерево, применяемое при смазке водой. ПМ на основе древесины используют при обильной смазке водой в подшипниках прокатных станов, водяных турбин, валов корабельных винтов.
Графито-угольные ПМ представляют собой продукты прессования и термической обработки смеси нефтяного кокса и каменноугольной смолы с небольшим количеством натурального графита. Применяются как ПМ для работы без смазки при невысоких удельных нагрузках, температуре до 480°С, в воздушной среде. Изготовляются также графито-угольные ПМ, пропитанные жидкими металлами или смолой.
Резину как ПМ используют при хорошей смазке водой, малых удельных нагрузках и небольших скоростях скольжения. Режим работы ограничивается температурой на поверхности трения 50—70 °С.
Металло-керамические самосмазывающиеся ПМ применяют в виде пористых втулок (главным образом малого размера, работающих при низких скоростях без подвода смазки извне). Изготовляются спеканием предварительно спрессованных заготовок из порошков оловянистой бронзы (10% Sn) с примесью графита или железа с графитом. Степень пористости – около 25%. Втулки пропитываются маслом.
Лит.: Хрущов М. М., Современные теории антифрикционности подшипниковых сплавов, в кн.: Трение и износ в машинах, сб. 6, М.—Л., 1950; Петриченко В. К., Антифрикционные материалы и подшипники скольжения. Справочник, М., 1954; Шпагин А. И., Антифрикционные сплавы, М., 1956; Буше Н. А., Подшипниковые сплавы для подвижного состава, М., 1967.
М. М. Хрущов.
