Инженерам нравилось такое постоянство в поведении материалов: их радоваламысль, что каждый материал обладает свойственной ему прочностью, котораяможет быть определена раз и навсегда, стоит только провести достаточноечисло испытаний. Еще совсем недавно в лабораториях материаловедения главнойзаботой было создание блестящих коллекций больших испытательных машин.Результатами испытаний исписывалось огромное множество бумаги, однако знанийо прочности материалов прибавлялось весьма немного. И в самом деле, труднопреувеличить строгость той тайны, которая веками окутывала проблему прочностии разрушения твердых тел.
Представления об атомном строении материи были впервые сформулированыДемокритом (460–370 гг. до н.э.). Затем они были существенноразвиты Лукрецием (95–55 гг. до н.э.), намного опередившимсвое время. Но эта теория была целиком построена на догадках, об убедительныхэкспериментальных свидетельствах не приходилось и думать. И все же Лукрецийпредставлял себе существование проблемы сцепления, или когезии, он предположил,что атомы имеют какие-то связывающие их воедино зацепки. Увы, и в серединеXIX века мудрейший Фарадей ничего не мог сказать о прочности твердого тела,кроме того, что она определяется сцеплением между его мельчайшими частицами.Он добавлял к этому, что вся проблема очень интересна. Хотя оба утвержденияверны, они не многим отличаются от высказываний Лукреция.
В предыдущей главе приводилась таблица реальных прочностей различныхматериалов. Как и модули упругости, для разных веществ они весьма различны,столь же непостоянны и величины прочности химической связи. Казалось бы,можно предположить, что прочность вещества пропорциональна прочности егохимических связей. Однако на самом деле это не так, и именно в этом одноиз отличий прочности и жесткости. Действительно, модуль Юнга можно связатьс жесткостью химической связи между атомами, но для прочности это, вообщеговоря, несправедливо. Связь между атомами железа в стали не так уж прочна- она с легкостью разрушается химически, когда железо ржавеет. В то жевремя механически весьма непрочная ржавчина (окись железа) обладает прочнымихимическими связями. Другой пример: металлический магний прочнее, чем окисьмагния (магнезия), хотя разница энергий связи прекрасно иллюстрируетсяпри горении магниевой стружки в кислороде. Поэтому попытки связать химическуюи механическую прочности могут привести к грубым ошибкам. В самом деле,
