От греч. hysteresis - запаздывание.

1) Различная реакция физического тела на одинаковые по величине внешние воздействия при их возрастании или уменьшении. 1) Магнитный Г. - различие в значениях намагниченности ферромагнетика при одной и той же напряженности намагничивающегося поля. 2) Упругий Г. - различие в значениях деформации в теле при одном и том же механическом напряжении в процессе нагружения или при снижении нагрузки.

2) Явление, которое состоит в том, что физическая величина, характеризующая состояние тела (например, намагниченность), неоднозначно зависит от физические величины, характеризующей внешние условия (например, магнитного поля). Г. наблюдается в тех случаях, когда состояние тела в данный момент времени определяется внешними условиями не только в тот же, но и в предшествующие моменты времени. Неоднозначная зависимость величин наблюдается в любых процессах, т.к. для изменения состояния тела всегда требуется определённое время (время релаксации) и реакция тела отстаёт от вызывающих её причин. Такое отставание тем меньше, чем медленнее изменяются внешние условия Однако для некоторых процессов отставание при замедлении изменения внешних условий не уменьшается. В этих случаях неоднозначную зависимость величин называется гистерезисной, а само явление - Г.

Г. наблюдается в различных веществах и при разных физических процессах. Наибольший интерес представляют: магнитный Г., диэлектрический Г. и упругий Г.

Магнитный Г. наблюдается в магнитных материалах, например в ферромагнетиках. Основной особенностью ферромагнетиков является наличие спонтанной (самопроизвольной) намагниченности. Обычно ферромагнетик намагничен не однородно, а разбит на домены - области однородной спонтанной намагниченности, у которых величина намагниченности (магнитного момента единицы объема) одинакова, а направления различны. Под действием внешнего магнитного поля число и размеры доменов, намагниченных по полю, увеличиваются за счёт др. доменов. Кроме того, магнитные моменты отдельных доменов могут поворачиваться по полю. В результате магнитный момент образца увеличивается.

На рис.1 изображена зависимость магнитного момента М ферромагнитного образца от напряжённости Н внешнего магнитного поля (кривая намагничивания). В достаточно сильном магнитном поле образец намагничивается до насыщения (при дальнейшем увеличении поля значение М практически не изменяется, точка А). При этом образец состоит из одного домена с магнитным моментом насыщения M_s, направленным по полю. При уменьшении напряжённости внешнего магнитного поля Н магнитный момент образца М будет уменьшаться по кривой I преимущественно за счёт возникновения и роста доменов с магнитным моментом, направленным против поля. Рост доменов обусловлен движением доменных стенок. Это движение затруднено из-за наличия в образце различных дефектов (примесей, неоднородностей и т.п.), которые закрепляют доменные стенки в некоторых положениях; требуются достаточно сильные магнитные поля для того, чтобы их сдвинуть. Поэтому при уменьшении поля Н до нуля у образца сохраняется т. н. остаточный магнитный момент M_r (точка В).

Рис. 1. Петля магнитного гистерезиса для ферромагнетика: Н - напряжённость магнитного поля; М - магнитный момент образца; Н_с - коэрцитивное поле; M_r - остаточный магнитный момент; M_s - магнитный момент насыщения. Пунктиром показана непредельная петля гистерезиса. Схематически приведена доменная структура образца для некоторых точек петли

Образец полностью размагничивается лишь в достаточно сильном поле противоположного направления, называемом коэрцитивным полем (коэрцитивной силой) Н_с (точка С). При дальнейшем увеличении магнитного поля обратного направления образец вновь намагничивается вдоль поля до насыщения (точка D). Перемагничивание образца (из точки D в точку А) происходит по кривой II. Т. о., при циклическом изменении поля кривая, характеризующая изменение магнитного момента образца, образует петлю магнитного Г. Если поле Н циклически изменять в таких пределах, что намагниченность насыщения не достигается, то получается непредельная петля магнитного Г. (кривая III). Уменьшая амплитуду изменения поля Н до нуля, можно образец полностью размагнитить (прийти в точку О). Намагничивание образца из точки О происходит по кривой IV.

При магнитном Г. одному и тому же значению напряжённости внешнего магнитного поля Н соответствуют разные значения магнитного момента М. Эта неоднозначность обусловлена влиянием состояний образца, предшествующих данному (т. е. магнитной предысторией образца).

Вид и размеры петли магнитного Г., величина Н_с в различных ферромагнетиках могут меняться в широких пределах. Например, в чистом железе Н_с= 1 э, в сплаве магнико Н_с= 580 э. На петлю магнитного Г. сильно влияет обработка материала, при которой изменяется число дефектов (см. рис.2)

Рис. 2. Влияние механической и термической обработки на форму петли магнитного гистерезиса пермаллоя: 1 - после наклёпа; 2 - после отжига; 3 - кривая мягкого железа (для сравнения)

Площадь петли магнитного Г. равна энергии, теряемой в образце за один цикл изменения поля. Эта энергия идёт, в конечном счёте, на нагревание образца. Такие потери энергии называются гистерезисными. В тех случаях, когда потери на Г. нежелательны (например, в сердечниках трансформаторов, в статорах и роторах электрических машин), применяют магнитномягкие материалы, обладающие малым Н_с и малой площадью петли Г. Для изготовления постоянных магнитов, напротив, требуются магнитножёсткие материалы с большим Н_с.

С ростом частоты переменного магнитного поля (числа циклов перемагничивания в единицу времени) к гистерезисным потерям добавляются др. потери, связанные с вихревыми токами и магнитной вязкостью. Соответственно площадь петли Г. при высоких частотах увеличивается. Такую петлю иногда называют динамической петлей, в отличие от описанной выше статической петли.

От магнитного момента зависят многие др. свойства ферромагнетика, например электрическое сопротивление, механическая деформация. Изменение магнитного момента вызывает изменение и этих свойств. Соответственно наблюдается, например, гальваномагнитный Г., магнитострикционный Г.

Диэлектрический Г. наблюдается обычно в сегнетоэлектриках, например титанате бария. Зависимость поляризации Р от напряжённости электрического поля Е в сегнетоэлектриках (см.рис. 3) подобна зависимости М от Н в ферромагнетиках и объясняется наличием спонтанной электрической поляризации, электрических доменов и трудностью перестройки доменной структуры. Гистерезисные потери составляют большую часть диэлектрических потерь в сегнетоэлектриках.

Рис. 3. Петля диэлектрического гистерезиса в сегнетоэлектрике: Р - поляризация образца; Е - напряжённость электрического поля

Поскольку с поляризацией связаны др. характеристики сегнетоэлектриков, например деформация, то с диэлектрическим Г. связаны др. виды Г., например пьезоэлектрический Г. (см. рис.4), Г. электрооптического эффекта. В некоторых случаях наблюдаются двойные петли диэлектрического Г. (см. рис. 5). Это объясняется тем, что под влиянием электрического поля в образце происходит фазовый переход с перестройкой кристаллической структуры. Такого рода диэлектрический Г. тесно связан с Г. при фазовых переходах.

Рис. 4. Петля гистерезиса обратного пьезоэлектрического эффекта в титанате бария: U - деформация: Е - напряжённость электрического поля

Рис. 5. Двойная петля диэлектрического гистерезиса

Упругий Г., т. е. гистерезисная зависимость деформации и от механического напряжения s, наблюдается в любых реальных материалах при достаточно больших напряжениях (см. рис.6). Упругий Г. возникает всякий раз, когда имеет место пластическая (неупругая) деформация . Пластическая деформация обусловлена перемещением дефектов, например дислокаций, всегда присутствующих в реальных материалах. Примеси, включения и др. дефекты, а также сама кристаллическая решётка стремятся удержать дислокацию в определенных положениях в кристалле. Поэтому требуются напряжения достаточной величины, чтобы сдвинуть дислокацию. Механическая обработка и введение примесей приводят к закреплению дислокаций, в результате чего происходит упрочнение материала, пластическая деформация и упругий Г. наблюдаются при больших напряжениях. Энергия, теряемая в образце за один цикл, идёт в конечном счёте на нагревание образца. Потери на упругий Г. дают вклад во внутреннее трение. В случае упругих деформаций, помимо гистерезисных, есть и др. потери, например обусловленные вязкостью. Величина этих потерь, в отличие от гистерезисных, зависит от частоты изменения s (или и). Иногда понятие «упругий Г.» употребляется шире - говорят о динамической петле упругого Г., включающей все потери на данной частоте.

Рис. 6. Петля упругого гистерезиса: s - механическое напряжение; u - деформация

Лит.: Киренский Л. В., Магнетизм, 2 изд., М., 1967; Вонсовский С. В., Современное учение о магнетизме, М. - Л., 1952; Бозорт Р., Ферромагнетизм, пер. с англ., М., 1956; Иона Ф., Ширане Д., Сегнетоэлектрические кристаллы, пер. с англ., М., 1965; Постников В. С., Внутреннее трение в металлах, М., 1969; Физический энциклопедический словарь, т. 1, М., 1960.

А. П. Леванюк, Д. Г. Саннико

Узел металлорежущего станка для уменьшения или увеличения, напр., скорости подачи или частоты вращения шпинделя. На валах Г.c. устанавливают сменные зубчатые колеса, подбор которых расширяет возможности регулирования скоростей движения.

Осадочные горные породы, состоящие в основном из глинистых минералов и обладающие свойством пластичности. Под пластичностью понимается способность Г. образовывать с водой тесто, принимающее под давлением любую форму, сохраняя её и по высыхании. После обжига Г. приобретают прочность камня. Главными химическими компонентами Г. являются SiO₂ (30—70%), Al₂O₃ (10—40%) и H₂O (5—10%). В подчинённых количествах присутствуют TiO₂, Fe₂O₃, FeO, MnO, MgO, CaO, K₂O, Na₂O. В составе Г. главную роль играют каолинит, монтмориллонит, гидрослюды, иногда полыгорскит и сапонит. Кроме того, обычно присутствуют примеси, представленные обломками различных минералов или горных пород, растительными или животными остатками, новообразованными минералами (карбонатами, гипсом, окислами железа и др.). При большом содержании примесей получаются переходы от собственно Г. к др. осадочным породам — глинистым пескам, мергелям и др. По преобладанию того или иного глинистого минерала выделяют следующие минеральные типы Г.: каолинитовые, монтмориллонитовые, гидрослюдистые и др.

В Г. преобладают частицы меньше 0,01 мм. При увеличении количества более крупных песчанистых частиц Г. постепенно переходят в пески.

Все важнейшие физико-химические и технологические свойства Г. и глинистых пород (пластичность, набухание, усадка, спекаемость, огнеупорность, вспучивание, адсорбция) зависят главным образом от минерального, гранулометрического и химического состава.

Г. и глинистые сланцы слагают более половины всех осадочных пород земной коры. Благоприятные условия для формирования месторождений наиболее ценных промышленных Г. создаются на платформах, где процессы выветривания при длительно продолжающемся континентальном режиме приводят к образованию мощных кор выветривания. При размыве кор выветривания на платформах в бассейнах седиментации обычно образуются хорошо отмученные Г. В геосинклинальных областях вследствие быстрого механического разрушения продуктов выветривания и отсутствия условий для их сортировки возникают преимущественно Г. малоотсортированные. Г., образовавшиеся на месте залегания горных пород (Г. коры выветривания), называются первичными, а образованные в результате переотложения глинистого материала — вторичными. Вторичные Г. встречаются среди осадочных толщ всех типов (континентальных, включая озёрные, прибрежно-лагунные и морские). Озерные Г. часто имеют мономинеральный каолинитовый состав. Чистые монтмориллонитовые Г. (т. н. бентониты) образуются обычно в результате изменения вулканических пеплов и пемз. Г. относятся к полезным ископаемым, имеющим большое практическое значение, и добываются в больших количествах.

По ценности, составу и характеру технических требований промышленности выделяются следующие 4 наиболее важные группы Г.: грубокерамические, огнеупорные и тугоплавкие, каолины, адсорбционные и высокодисперсные монтмориллонитовые.

Грубокерамические Г., обычно железисто-монтмориллонитовые, богаты SiO₂ (до 65—70%) и содержат много примесей. Из них крупные гальки и песок являются причиной образования трещин в изделиях. Известковые и гипсовые включения при обжиге переходят в негашёную известь, которая, соединяясь с водой, вызывает вспучивание и разрушение изделий. Г. преимущественно легкоплавкие; температура спекания 900—1000 °С, присутствие окислов железа вызывает её понижение. Используются в сыром виде (земляная набивка, саманный кирпичи пр.) и для изготовления грубокерамических изделий: посуды, дренажных труб, строительного красного кирпича, черепицы и т.д. Пластичные сорта Г. применяются также для изготовления гончарных сосудов, фигурок и пр. (см. Гончарство), для лепки скульпторами оригиналов, которые либо переводятся в др. материалы (бронзу, мрамор, фарфор и др.), либо закрепляются обжигом (см. Терракота). Податливость Г., фиксирующей легчайшие движения руки скульптора, позволяет ему достигать большого разнообразия светотеневых, пластических и живописных эффектов и тонко учитывать фактурные возможности того материала, в котором задумано скульптурное произведение. Г. широко применяются также для получения керамзита, используемого в качестве наполнителя лёгких бетонов.

Огнеупорные и тугоплавкие Г., преимущественно каолиновые с различными примесями, характеризуются высоким содержанием глинозёма (30—42%). Содержание вредных компонентов должно быть не более: Fe₂O₃ 3—4%, TiO₂ 1—2%, CaO 0,8%, SO₃ 0,2—0,3%. Эти Г. обладают высокой связующей способностью и пластичностью, высокой огнеупорностью (не ниже 1600—1670 °С) и являются сырьем для различных керамических производств. Важнейшие из них — производство огнеупорного припаса для металлургических и стекольных печей, топок паровых котлов, изготовления различных изделий тонкой керамики, электрокерамики. Огнеупорные Г. входят в состав многих формовочных земель, широко применяемых в литейном деле. Месторождения имеются в СССР (на Украине, Урале, в районе Воронежа, в Подмосковном бассейне и др.), за рубежом — в Великобритании, ЧССР, ГДР, ФРГ, Китае и др. странах.

Каолин — малопластичные Г. Получают из каолина (сырца), который подвергают очистке — отмучиванию в воде или воздушная сепарации, для отделения от крупных песчанистых примесей. Отмученный или очищенный каолин не должен содержать примесей песчанистых частиц; содержание окиси железа в нём не должно быть больше 1—1,5%, а в лучших сортах — менее 0,5%. Используется в бумажной, резиновой, пластмассовой, парфюмерной и др. отраслях промышленности в качестве наполнителей, а также в керамическом производстве как компонент фарфорово-фаянсовых масс. Месторождения в СССР (на Украине и Урале), за рубежом — в Великобритании, Китае, ЧССР, ГДР, США и в др. странах.

Монтмориллонитовые Г., характеризующиеся большой пластичностью, применяются в нефтеперерабатывающей промышленности; как компонент глинистых растворов при бурении; в металлургии — в качестве связки при производстве железорудных окатышей и для приготовления формовочных земель; в пищевой, химической, фармацевтической промышленности и т.д. Требования к монтмориллонитовым Г. сводятся к определённой дисперсности, размоканию в воде, связующей и адсорбционной способности. Месторождения монтмориллонитовых Г. имеются в СССР (в Поволжье, на Украине, в Крыму, Грузии, Армении, Туркмении, Азербайджане, Казахстане), за рубежом — в США, Мексике, Италии, Румынии и в др. странах.

Лит.: Мерабишвили М. С., Бентонитовые глины, М., 1962; Грим Р. Е., Минералогия и практическое использование глин, пер. с англ., М., 1967; Каолиновые месторождения и их генезис, М., 1968; Милло Ж., Геология глин, пер. с франц., Л., 1968: Сивоконь В. И., Изучение и оценка месторождений первичных каолинов, М., 1969; Курс месторождений неметаллических полезных ископаемых, под ред. П. М. Татаринова, М., 1969: Глины, их минералогия, свойства и практическое значение, М., 1970.

В. П. Петров.

Глобальные проблемы НТП (краткая форма) - группа характерных для всей планеты проблем, связанная с развитием науки и техники и использованием их достижений (экологическая, сырьевая, энергетическая, демографическая и др.).

Отличительные черты Г.п. НТП - повсеместность (в той или иной конкретно-исторической форме), невозможность решения их одними техническими средствами без соответствующих социально-политических мер, усилиями отдельных стран без сотрудничества и кооперации. Г.п. НТП возникают в 3-х областях - во взаимодействии общества и природы, общества и науки, науки и человека и связаны с необходимостью целенаправленного развития науки и техники для решения таких проблем, как экологическая, энергетическая, сырьевая, демографическая, проблема голода, дефицита воды, освоения космоса, мирового океана и т.д.

Наибольшая глубина расплавления основного металла в сечении шва или наплавленного валика.

Технологический процесс удаления вредных примесей из материала. Методы Г.о.м. по природе лежащего в их основе явления или эффекта можно разделить на химические и физико-химические.

Г.о.м. состоит в разделении смеси веществ, какой являются практически все природные и искусственные материалы, и выделения нужного вещества. К химическим методам, используемым наиболее часто при глубокой очистке практически всех материалов (веществ), относятся окислительно- восстановительные реакции, осаждение и соосаждение, химические транспортные реакции, основанные на различии в константах равновесия или константах скорости реакции основного вещества и примеси с третьим компонентом.

Облегченные металлические профили, получаемые на профилегибочных станах из листового металла (стали, цв. металлов и их сплавов) толщиной 0,1 - 20 мм.

Машина или агрегат для выравнивания состава и свойств формовочных материалов по всему их объему.

Гомогенизатор, аппарат для получения однородных, мелко измельчённых смесей, а также эмульсий высокой дисперсности. Г. применяются в производстве стерилизованного молока, овощных, фруктовых и молочных консервов, мороженого, сливок и др. Широко используются Г. при химических и биологических лабораторных исследованиях. В Г. жидкость с большой скоростью пропускается через капиллярные отверстия или узкие щели с зазором 2-7 мкм. При этом частицы жира раздробляются (до 0,1-1,0 мкм) и распределяются равномерно. Основными частями Г. являются один или несколько (для равномерности подачи) параллельно установленных насосов и одна или несколько гомогенизирующих головок, расположенных последовательно. В зависимости от числа головок различают одно-, двух- и трёхступенчатые Г. Производительность Г. до 5000 л/ч.

От греч. homogenes — однородный.

1) Гомогенизация в термообработке. Диффузионный отжиг, выравнивание неоднородного состава стали нагревом до температуры, находящейся, значительно выше верхней критической точки, и выдержкой при этой температуре.

2) Гомогенизация в металлургии. Создание однородной (гомогенной) структуры в сплавах путём ликвидации концентрационных микронеоднородностей, образующихся в сплавах при кристаллизации, диффузионной металлизации и др. Для Г. сплавы подвергают термической обработке, так называемому диффузионному или гомогенизирующему отжигу, при котором за счёт процессов диффузии происходит выравнивание химического состава в микрообъёмах, соизмеримых с размером зёрен сплава. Температура Г. обычно составляет 0,8—0,9 температуры плавления сплава. Длительность такой термической обработки колеблется от одного до нескольких десятков часов и определяется типом сплава, его структурой и степенью ликвационной неоднородности (см. Ликвация). Г. улучшает технологическую пластичность сплавов, повышает стабильность механических свойств и уменьшает их анизотропию.

От греч. gonia - yгол и метр.

1) в физике прибор для измерения углов между гранями кристаллов, а также для измерения углов различных призм. Кристаллы можно однозначно характеризовать углами между их гранями. До открытия рентгеноструктурного анализа метод измерений кристаллов с помощью Г. был основным методом диагностирования кристаллических веществ. В дальнейшем он в значит. мере был вытеснен рентгеноструктурным анализом.

Существуют прикладные и отражательные Г. Простейший прикладной Г. представляет собой транспортир, скрепленный с линейкой (рис. 1).

Рис. 1. Прикладной гониометр.

Он позволяет измерять углы с точностью до 1/4—1/2°. Более точный отражательный Г. показан на рис.2.

Рис. 2. Однокружный отражательный гониометр: а — общий вид; б — схема; К — коллиматор; Т — зрительная труба; L — лимб; n — нониус; N1 и N2 — нормали соответственно к граням а и b.

Кристалл, приклеенный к вращающейся оси, освещается коллимированным пучком света; лучи, отражённые от его граней, поочерёдно наблюдаются в зрительную трубу Т (однокружный Г.). Углы поворота кристалла отсчитываются по шкале. В более совершенных двухкружных Г. (Федорова, Гольдшмидта, Чапского) кристалл или зрительную трубу можно вращать вокруг двух осей. Точность измерений от 1' до 10'—20'.

2) В антропологии Г. — прибор для измерений углов кривизны позвоночника, лицевого угла, угла выступания носа и т. д. Приставной Г. представляет собой металлическую градуированную пластинку в виде дуги; её концы соединены поперечной пластинкой, в центре которой крепится вращающаяся стрелка с отвесом. Г. укрепляется на циркуле (например, скользящем), величина измеряемого угла оценивается по отклонению стрелки от вертикали.

Лит.: Флинт Е. Е., Практическое руководство по геометрической кристаллографии, 3 изд., М., 1956; его же, Начала кристаллографии, 2 изд., М., 1961.

М. П. Шаскольская.