В математике и статистике - отыскание промежуточных значений величины по некоторым известным её значениям.

Например, отыскание значений функции f (x) в точках х, лежащих между точками (узлами И.) x₀ < x₁ < ... < x_n, по известным значениям y_i = f (x_i) (где i = 0, 1, ..., n). В случае, если х лежит вне интервала, заключённого между x₀ и x_n, аналогичная задача называется задачей экстраполяции. При простейшей линейной И. значение f (x) в точке х, удовлетворяющей неравенствам x₀ < x < x₁, принимают равным значению

линейной функции, совпадающей с f (x) в точках х = x₀ и х = x₁. Задача И. со строго математической точки зрения является неопределённой: если про функцию f (x) ничего неизвестно, кроме её значений в точках x₀, x₁,..., х_n, то её значение в точке х, отличной от всех этих точек, остаётся совершенно произвольным. Задача И. приобретает определённый смысл, если функция f (x) и её производные подчинены некоторым неравенствам. Если, например, заданы значения f (x₀) и f (x₁) и известно, что при x₀ < x < x₁ выполняется неравенство |fў--(x)| Ј M, то погрешность формулы (*) может быть оценена при помощи неравенства

Более сложные интерполяционные формулы имеет смысл применять лишь в том случае, если есть уверенность в достаточной «гладкости» функции, т. е. в том, что она обладает достаточным числом не слишком быстро возрастающих производных.

Кроме вычисления значений функций, И. имеет и многочисленные другие приложения (например, при приближённом интегрировании, приближённом решении уравнений, в статистике при сглаживании рядов распределения с целью устранения случайных искажений).

Лит.: Гончаров В. Л., Теория интерполирования и приближения функций, 2 изд., М., 1954; Крылов А. Н., Лекции о приближённых вычислениях, 6 изд., М., 1954; Юл Дж. Э., Кендэл М. Дж., Теория статистики, пер. с англ., 14 изд., М., 1960.

Ионная имплантация, введение легирующих примесей в твердое тело, осуществляемое посредством бомбардировки его ионами примесного вещества. И. л. применяют в машиностроении для улучшения коррозионной стойкости и упрочнения поверхностных слоев металлических деталей.

При И. л. ионы примеси, ускоренные до энергий 104 – 106 эВ, проникают в твердое тело и тормозятся в нем в результате многократных соударений с атомами легируемого вещества. Изменяя энергию ускорения ионов, можно создать p - n переходы в легируемом образце на различной глубине. При этом в образце могут появляться структурные дефекты, накопление которых может привести к аморфизации поверхностных слоев. Применяя тер-мообработку (в т. ч. импульсную термическую обработку), частично восстанавливают структуру вещества, одновременно электрически активируя внедренную примесь. И. л. осуществляют в ионно-лучевых установках (ИЛУ) в условиях высокого вакуума (10^-3 – 10^-4 Па). По сравнению с методом диффузии И. л. имеет ряд преимуществ: появляется возможность в более широких пределах и с большей точностью варьировать поверхностную концентрацию примесей; можно вести процесс при более низких температурах; допускается большой выбор легирующих примесей; можно получать разнообразные по форме примесные распределения с четкими границами областей легирования; обеспечивает большую чистоту внедряемых примесей и возможность локального легирования (либо узким ионным пучком, либо с помощью защитных масок).

Прибор, в котором для получения изображений применяется пучок ионов, создаваемый термоионным или газоразрядным ионным источником. По принципу действия И. м. аналогичен электронному микроскопу. Проходя через объект и испытывая в различных его участках рассеяние и поглощение, ионный пучок фокусируется системой электростатических или магнитных линз и даёт на экране или фотослое увеличенное изображение объекта.

Создано лишь несколько опытных образцов И. м. Работы по его усовершенствованию стимулируются тем, что он должен обладать более высокой разрешающей способностью по сравнению с электронным микроскопом. Длина волны де Бройля для ионов значительно меньше, чем для электронов (при одинаковом ускоряющем напряжении), вследствие чего в И. м. очень малы эффекты дифракции, которые в электронном микроскопе ограничивают его разрешающую способность. Другие преимущества И. м. - меньшее влияние изменения массы ионов при больших ускоряющих напряжениях и лучшая контрастность изображения. Расчёты показывают, что, например, контрастность изображения органических плёнок толщиной в 50 Å, вызванная рассеянием протонов, в несколько раз должна превышать контрастность, вызванную рассеянием электронов.

К недостаткам И. м. относятся заметная потеря энергии ионов даже при прохождении через очень тонкие объекты, что вызывает разрушение объектов, большая хроматическая аберрация, разрушение люминофора экрана ионами и слабое фотографическое действие. Эти недостатки привели к тому, что, несмотря на перечисленные выше преимущества И. м. по сравнению с электронным, он не нашёл пока практического применения. Значительно более эффективным оказался И. м. без линз - ионный проектор.

Лит.: The proceedings of the 3d International conference on electron microscopy, L., 1956, p. 220-99.

Ю. М. Кушнир

Проба, при которой приближенным способом определяют марку стали по характеру и цвету искр, возникающих при соприкосновении стали с вращающимся абразивным кругом.

Низкоуглеродистая сталь дает длинный желтый пучок искр без звездочек. Среднеуглеродистая – пучок со значительным числом светлых звездочек, высокоуглеродистая ( инструментальная) – короткий широкий пучок искр с большим числом мелких светлых звез-дочек, быстрорежущая сталь – прерывистые темно-красные линии, марганцовистая – бело-желтые линии со звездочками и т.п.

Мягкая углеродистая сталь (0,12% С)
Углеродистая сталь (0,5%С)
Углеродистая сталь (0,9%С)
Углеродистая сталь (1,2%С)
Марганцовистая сталь (10-14% Mn)
Быстрорежущая сталь (10% W, 4% Cr, 0,7% C)
Вольфрамовая сталь (1,3% W)
Кремнистая сталь
Хромистая сталь
Хромоникелевая сталь (3-4% Ni, 1% Cr)

Экспериментальное определение конструктивных и эксплуатационных свойств машин для выявления их соответствия техническим требованиям или для опытного изучения реальных процессов, происходящих в машинах. И. м. значительно различаются по способу проведения, назначению, характеру и даже терминологии в разных отраслях машиностроения. Различают И. м.: лабораторные, заводские, эксплуатационные (промышленные, войсковые), ходовые, лётные, дорожные и др. По назначению И. м. могут быть: приёмо-сдаточными, контрольными, исследовательскими и др. Общими для всех отраслей машиностроения являются испытания новых конструкций, проводимые на моделях или натурных образцах (натурные испытания), И. м. серийного производства, научно-исследовательские И. м.

И. м. новых конструкций предназначены для выявления основных качеств машин перед запуском их в производство. И. м. осуществляют как в лабораторных, так и в эксплуатационных условиях. Лабораторные (или заводские) И. м., в том числе испытания их отдельных агрегатов и механизмов, проводят в стационарных условиях на специально оборудованных установках. Эксплуатационные или промышленные И. м. новых конструкций могут проводиться на специализированных участках, дорогах, полигонах, имитирующих производственные условия, или непосредственно в эксплуатационной обстановке промышленного производства. В процессе промышленных испытаний определяют производительность машин при различных режимах работы, кпд, действующие силы, скорости, ускорения; устанавливают надёжность и долговечность машины и её отдельных элементов; исследуют пусковые свойства, манёвренность, тепловой режим; оценивают экономическую эффективность внедрения машины. В некоторых случаях проводят И. м. при аварийном режиме (например, стопорение рабочего органа горного комбайна). По результатам лабораторных и эксплуатационных испытаний составляют соответствующие акты, на основании которых решают вопрос о запуске машины в серийное производство или её доработке.

И. м. серийного производства проводят для проверки качества выпускаемых машин и их соответствия техническим требованиям. В процессе таких И. м. контролируется в основном правильность сборки и соответствие машины своему технологическому назначению.

Научно-исследовательские И. м. позволяют изучить влияние на работу машины различных факторов, слабо поддающихся предварительной оценке, подтвердить экспериментом отдельные теоретические положения, накопить опытный материал для дальнейшего совершенствования машины.

Объём и длительность различных И. м., количество измеряемых величин, методы определения и проверки соответствующих параметров указываются в предварительно составленной документации. При И. м. разных типов пользуются специальными методиками, которые позволяют решать различные конкретные задачи. Например, при испытаниях транспортных машин определяют динамические и тяговые свойства (время и путь разгона, ускорение, максимальную скорость, тяговое и тормозное усилия и т. д.), а также расход топлива, проходимость, управляемость, устойчивость и др. Испытаниям на долговечность и прочность подвергают механизмы трансмиссий, оси, подвески, рамы, кузова, аппаратуру управления, тормоза и т. д. При испытаниях электрических машин исследуют электромагнитные, термические, аэродинамические, механические и диэлектрические свойства изготовленных машин. Испытания металлорежущих станков могут включать проверку точности движения рабочих органов, лёгкости управления, плавности хода, исследование усилий в механизмах подачи, реверса и др., измерение мощности на шпинделе станка, определение производительности при механической обработке различных деталей и т. п. Особое внимание при И. м. уделяется испытаниям на надёжность. Являясь составной частью проектной и исследовательской работы по созданию новой техники, И. м. приобретает всё большее значение как фактор, позволяющий повышать качество машин и сокращать сроки их освоения.

Лит: см. при статьях об отдельных типах машин.

А. А. Пархоменко

Определение технологических и эксплуатационных свойств материалов, главным образом с помощью машин и приборов. И. м. производятся для самых разнообразных целей: определения свойств сырья, контроля качества полуфабрикатов на промежуточных этапах и процессах производства, проверки готовой продукции, научных исследований и др. При И. м. применяются механические и физико-химические методы исследования свойств материалов. Разрушающие методы И. м. вызывают повреждение или полное разрушение объекта испытаний; при неразрушающих методах возможно дальнейшее использование объекта. В широком значении различают И. м.: механические - на растяжение, сжатие, удар, изгиб, кручение, срез, твёрдость, усталость (т. е. способность, не разрушаясь, выдерживать переменные механические нагрузки) и др. (см. Механические свойства материалов); физические - определение электрической проводимости, теплопроводности, морозостойкости, магнитных и других свойств; химические - определение химического состава, способности противостоять химическому воздействию, в частности окислению (см. Коррозия металлов), и др.; структурные (применительно к металлам они называются металлографическими) - определение макроструктуры, т. е. структуры, видимой невооружённым глазом, микроструктуры, наблюдаемой с помощью микроскопа, и кристаллической структуры, определяемой преимущественно с помощью рентгеновских лучей. К И. м. могут быть отнесены также различные технологические пробы, с помощью которых проверяется способность материала противостоять деформации, температурным, химическим и иным воздействиям или же подвергаться технологической обработке.

Лат. Cadmium.

Cd - химический элемент II группы периодической системы Менделеева; атомный номер 48, атомная масса 112,40; белый, блестящий, тяжёлый, мягкий, тягучий металл. Элемент состоит из смеси 8 стабильных изотопов с массовыми числами: 106 (1,215%), 108 (0,875%), 110 (12,39%), 111 (12,75%), 112 (24,07%), 113 (12,26%), 114 (28,86%), 116 (7,58%).

Историческая справка. В 1817 нем. химик Ф. Штромейер, при ревизии одной из аптек, обнаружил, что имевшийся там карбонат цинка содержит примесь неизвестного металла, который осаждается в виде жёлтого сульфида сероводородом из кислого раствора. Штромейер назвал открытый им металл кадмием (от греч. kadmйia - нечистая окись цинка, также цинковая руда). Независимо от него нем. учёные К. Герман, К. Карстен и В. Мейснер в 1818 открыли К. в силезских цинковых рудах.

Распространение в природе. К. - редкий и рассеянный элемент с кларком литосферы 1,3Ч10^-5 % по массе. Для К. характерны миграция в горячих подземных водах вместе с цинком и др. халькофильными элементами и концентрация в гидротермальных месторождениях. Минерал сфелерит ZnS местами содержит до 0,5-1% Cd, максимально до 5%. Реже встречается гринокит CdS. Концентрируется кадмий в морских осадочных породах - сланцах (Мансфельд, ГДР), в песчаниках, в которых он также связан с цинком и др. халькофильными элементами. В биосфере известны 3 очень редких самостоятельных минерала К. - карбонат CdCO₃ (отавит), окись CdO (монтепонит) и селенид CdSe.

Физические и химические свойства. Кристаллическая решётка К. гексагональная, а = 2,97311 Å, с = 5,60694 Å (при 25 °С); атомный радиус 1,56 Å, ионный радиус Cd²⁺ 1,03 Å. Плотность 8,65 г/см³ (20 °С), t_пл 320,9° С, t_kип 767 °С, коэффициент термического расширения 29,8Ч10^-6 (при 25 °С); теплопроводность (при 0 °C) 97,55 вт/(мЧК) или 0.233 кал/(смЧсек°С); удельная теплоёмкость (при 25 °С) 225,02 дж/(кгЧК) или 0,055 кал/(гЧ°С); удельное электросопротивление (при 20°C) 7,4Ч10^-8омЧм (7,4Ч10^-6 омЧсм); температурный коэффициент электросопротивления 4,3Ч10^-3 (0-100 °С). Предел прочности при растяжении 64 Мн/м²(6,4 кгс/мм²), относительное удлинение 20%, твёрдость по Бринеллю 160 Мн/м² (16 кгс/мм²).

В соответствии с внешней электронной конфигурацией атома 4d¹⁰ 5s² валентность К. в соединениях равна 2 (впрочем, имеются указания на образование ионов Cd₂²⁺ при растворении К. в расплавленном CdCl₂). На воздухе К. тускнеет, покрываясь тонкой плёнкой окиси CdO, которая защищает металл от дальнейшего окисления. При сильном нагревании на воздухе К. сгорает в окись CdO - кристаллический порошок от светло-коричневого до темно-бурого цвета, плотность 8,15 г/см³; при 700 °С CdO возгоняется, не плавясь. К. непосредственно соединяется с галогенами; эти соединения бесцветны; CdCl₂, CdBr₂ и Cdl2 очень легко растворимы в воде (около 1 ч. безводной соли в 1 ч. воды при 20 °С), CdF₂ растворим труднее (1 ч. в 25 ч. воды). С серой К. образует сульфид CdS от лимонно-жёлтого до оранжево-красного цвета, нерастворимый в воде и разбавленных кислотах. К. легко растворяется в азотной кислоте с выделением окислов азота и образованием нитрата, который даёт гидрат Cd (NO3)₂Ч4H₂O. Из кислот - соляной и разбавленной серной К. медленно выделяет водород, при выпаривании растворов из них кристаллизуются гидраты хлорида 2CdCl₂Ч5H₂O и сульфата 3CdSO₄Ч8H₂O. Растворы солей К. имеют кислую реакцию вследствие гидролиза; едкие щёлочи осаждают из них белую гидроокись Cd (OH)₂, нерастворимую в избытке реактива; впрочем, при действии концентриров. растворов щёлочи на Cd (OH)₂ были получены гидрооксокадмиаты, например Na₂[Cd (OH)]. Катион Cd²⁺ легко образует комплексные ионы с аммиаком [Cd (NH₃)₄]²⁺ и с цианом [Cd (CN)₄]^2- и [Cd (CN)₆]^4-. Известны многочисленные основные, двойные и комплексные соли К. Соединения К. ядовиты; особенно опасно вдыхание паров его окиси.

Получение и применение. К. получают из побочных продуктов переработки цинковых, свинцово-цинковых и медно-цинковых руд. Эти продукты (содержащие 0,2-7% К.) обрабатывают разбавленной серной кислотой, которая растворяет окиси К. и цинка. Из раствора осаждают К. цинковой пылью; губчатый остаток (смесь К. и цинка) растворяют в разбавленной серной кислоте и выделяют К. электролизом этого раствора. Электролитический К. переплавляют под слоем едкого натра и отливают в палочки; чистота металла - не менее 99,98%.

Металлический К. применяют в ядерных реакторах, для антикоррозионных и декоративных покрытий (см. Кадмирование), в аккумуляторах. К. служит основой некоторых подшипниковых сплавов, входит в состав легкоплавких сплавов (см., например, Вуда сплав). Легкоплавкие сплавы применяют для спайки стекла с металлом, в автоматических огнетушителях, для тонких и сложных отливок в гипсовых формах и др. Сульфид К. (кадмиевая жёлтая) - краска для живописи. Сульфат и амальгама К. используются в нормальном элементе Вестона.

К. в организме. Содержание К. в растениях составляет 10^-4% (на сухое вещество); у некоторых животных (губок, кишечнополостных, червей, иглокожих и оболочников) - 4Ч10^-5-3Ч10^-3% сухого вещества. Обнаружен у всех позвоночных животных. Наиболее богата К. печень. Физиологическое значение К. изучено недостаточно, но известно, что К. влияет на углеводный обмен, на синтез в печени гиппуровой кислоты, на активность некоторых ферментов.

Лит.: Погодин С. А., Кадмий, в кн.: Краткая химическая энциклопедия, т. 2, М., 1963; Реми Г., Курс неорганической химии, [пер. с нем.], т. 2, М., 1966, с, 476-486.

С. А. Погодин

Процесс нанесения кадмиевых покрытий на поверхность стальных изделий методом электролитического осаждения с целью защиты их от атмосферной коррозии. Толщина покрытий обычно составляет 15-25 мкм. К. подвергают наиболее ответственные детали самолётов кораблей и др., а также изделия, предназначенные для эксплуатации в условиях тропического климата. Присутствие двуокиси серы в атмосфере (что характерно для промышленных районов) снижает защитные свойства кадмиевых покрытий; антикоррозионная стойкость изделий в этом случае достигается цинкованием. Обычно для К. применяют электролиты на основе простых солей кадмия с добавками коллоидов (желатины или клея), получая вполне удовлетворительную структуру покрытия. Для К. изделий сложного профиля прибегают к растворам комплексных, чаще цианистых солей.

Лит.: Якоби Б. С., Работы по электрохимии, М.- Л., 1957; Лайнер В. И., Современная гальванотехника, М., 1967; Modern electroplating, ed. A. G. Gray, N. Y.- L., 1953; Modern electroplating, ed. F. A. Lowenheim, 2 ed., N. Y.-L.-Sydney, 1963.

От франц. сalibre.

1) В прокатном производстве.

Просвет, образованный вырезами (ручьями) двух сопряжённых прокатных валков, через который пропускают обжимаемый металл для придания ему требуемой формы. Различают К.: обжимные (вытяжные), черновые (подготовительные), отделочные (чистовые). Обжимные К. служат для уменьшения поперечного сечения исходных заготовок без существенного изменения их формы; черновые - для получения проката, по форме сечения приближающегося к чистовому; отделочные - для придания металлу окончательной формы и размеров.

2) Измерительный, бесшкальный измерительный инструмент, предназначенный для контроля размеров, формы и взаимного расположения частей изделий. Контроль состоит в сравнении размера изделия с К. по вхождению или степени прилегания их поверхностей. Такое сравнение позволяет рассортировывать изделия на годные (размер находится в пределах допуска) и бракованные с возможным исправлением или неисправимые. Наиболее распространены предельные К.: проходные, выполненные по наименьшему предельному размеру отверстия или наибольшему размеру вала и входящие в годные изделия, и непроходные, выполненные по наибольшему размеру отверстия или наименьшему размеру вала и не входящие в годные изделия. По назначению различают К.: рабочие — для проверки изделий на предприятии-изготовителе, приёмные — для перепроверки изделий заказчиком и контрольные — для проверки или регулировки рабочих и приёмных К. Достоинства К. — простота конструкции, возможность комплексного контроля изделий сложной формы. Недостатки — малая универсальность, невозможность определить действительные отклонения размеров. Применение К. в машиностроении сокращается за счёт внедрения универсальных средств измерения, механизированных и автоматических приборов.

М. А. Палей.

3) Диаметр канала ствола огнестрельного оружия, а также диаметр снаряда (пули); одна из основных величин, определяющих мощь огнестрельного оружия. К. определяется у гладкоствольного оружия по внутреннему диаметру ствола, у нарезного — по расстоянию между противоположными полями нарезов, у снарядов (пуль) — наибольшим поперечным сечением. Орудия с коническим стволом характеризуются входным и выходным калибрами. В 1540 в Нюрнберге впервые была разработана шкала (линейка) с диаметрами каменных и чугунных ядер. В России Петр I установил свою единицу измерения — артиллерийский фунт — чугунное ядро диаметром в 2 дюйма и массой в 115 золотников (около 480 г). На основе этого артиллерийского фунта была создана шкала для гладкоствольной артиллерии, по которой 3-фунтовому ядру соответствовал К. 2,8 дюйма (70 мм), 12-фунтовому — 4,7 дюйма (120 мм) и т.д. С 1877 в России К. обозначался в линейных мерах (дюймы, линии): 3-, 6-дюймовая пушка, 3-линейная винтовка и др. К. всех видов современного оружия обозначают обычно в мм. Длину ствола орудия в артиллерии чаще выражают в К. — сколько раз диаметр канала ствола уложится в длине ствола, стольким К. равна длина ствола оружия. К. охотничьих гладкоствольных ружей выражается количеством круглых пуль, равных по массе и диаметру, отлитых из 400 г чистого свинца и входящих в канал ствола ружья без зазора. Например, если отлито 12, 16, 20 и больше пуль, то К. этих ружей соответственно будет выражен цифрами 12, 16, 20 и т.д.