Величина К контролирует путь перехода трещин на более высокий масштабный уровень.

Процесс диспергирования следует рассматривать с позиций запредельной стадии разрушения - стадии саморазрушения, т.к. именно эта стадия несет информацию об отклике нагруженной системы на полученную энергию, т.е. об энергетике процесса.

Удельный расход энергии на процесс образования тонкодисперсных фракций может быть определен по соотношению:

W_DV = W_V /e_V, (3)

где e_V - деформация на стадии саморазрушения.

Здесь W_V - это энергия, приданная телу в процессе нагружения и приходящаяся на единицу его объема, а W_DV - локальная плотность энергии на единицу объема очага разрушения, характеризующая энергетический порог акта диспергирования, тот пороговый уровень накачки тела энергией, при переходе через который срабатывает спусковой авторезонансный механизм высвобождения накопленной энергии.

В результате перехода за энергетический порог диспергирования в критическом состоянии вещества формируются и растут микротрещины, образуются фрагменты и отдельности, т.е. происходит микродиспергирование.

Вновь образованная удельная поверхность в элементарном акте диспергирования (l @ а) составит DS/V @ а²/а³ @ 1 / а = 10¹⁰ м²/м³.

Для возникновения разрыва размером l @ a =10^-10 м необходимо обеспечить плотность энергии в очаге разрушения W_V = g_s / а = 2,6 ×( 10⁶…10⁷)МДж/м³.

На рис. 1 приведена экспериментальная зависимость DS/V от W_V, где указан пунктиром диапазон расчетных значений. Видно, что он вполне соответствует экспериментам, тем самым подтверждая правильность принятых теоретических предпосылок.

Вставить рис.1

Новые научные положения в теории измельчения

Эволюция процесса диспергирования базируется на основе фундаментальных физических моделей и закономерностей разрушения: принципа концентрационного укрупнения трещин, принципа автомодельности разрушения и автоколебательной теории предразрушения.

Авторезонансная модель механизма диспергирования разработана с позиций релаксационных разрывных автоколебаний конденсированного вещества(согласно теории предразрушения Бовенко).

Процесс разделения на изолированные отдельности твердого тела в активных локальных зонах классифицируется как диспергирование и достигается в критическом состоянии вещества на стадии авторезонанса с коэффициентом полезного действия, не превышающим величину коэффициента трансформации энергии кристаллической решетки в акустическую энергию.

Эффекты диспергирования и механоактивации определяются природными (генетическими) свойствами гетерогенных материалов, ограничены величиной коэффициента полезного действия измельчения и усиливаются в режимах жесткого импульсного нагружения с высокой скоростью динамической деформации (@ 105…106 с-1) и высокой частотой воздействия, приближающейся к собственной частоте автоколебательного резонанса разрушаемого тела.

При измельчении твердых тел, когда энергия системы изменяется скачками, авторезонансное разрушение развивается особенно интенсивно, поскольку время накачки энергии ( ) становится соизмеримым со временем разрушения (t).

В зависимости от интенсивности автовозбуждений (автоколебательных процессов) могут происходитьрезонансные колебания кристаллических структур (их нагрев) или их разрушение.

В случае разрушения напряженно-деформированное состояние частицы, находящейся в автоколебательном резонансном режиме, определяется уже не столько межмолекулярным взаимодействием, а действием автоакустических флуктуаций по достижении критического состояния.

Универсальный характер действия автовозбуждений активности вещества проявляется в закономерности, названной динамическим размерным эффектом.

Эффект диспергирования, оцениваемый приростом образованной поверхности, определяется соотношением энергетических характеристик: DS/V @ WV /g - критической плотности энергии при разрушении WV и удельной поверхностной энергии g.

DS/V » (W_V h_Д) / g, DS/V » (W_DV e_V h_Д) / g.(4)