试验的简化、纯化与强化作用

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第347页（1097字）

工程技术对象十分复杂，各种因素互相联系，互相影响，互相作用，相互交织在一起，往往使人不易发现起作用的是哪些因素，谁起主导作用，造成了认识上的困难。

在试验中，人们可以借助于精密的仪器和设备等试验手段，根据研究的需要，在严格控制的试验条件下，把技术对象或生产过程加以纯化和简化；排除各种偶然因素、次要因素和外界干扰；选择一些因素，改变一些因素，增添一些因素，减少一些因素，把要研究的因素分离、独立出来；把研究对象的性质或联系以比较纯粹的形式呈现出来，以便容易地认识研究对象。

例如，为了得到性能优良的合金，需要研究加入某些元素及其数量对合金微观结构和宏观性能的影响。若同时加入诸种元素，则难于辨别何种元素的影响是主要的，且熔炼温度和时间也会对合金的性能产生影响。这时，人们通常把熔炼温度、时间和其中一些元素的加入量控制在一定水平，而只加入一种或少数几种元素进行试验，在比较简单和纯粹的条件下进行研究，这即是试验的简化、纯化作用。再如在太空实验室内熔制锑化铟单晶和熔炼金锗合金，可以排除地球引力导致的热对流、沉淀、漂浮、离析性等对材料的晶体结构的影响，得到了几乎没有晶格缺陷的锑化铟单晶体和细致均匀的金锗合金，这也是试验简化、纯化作用的一个杰作。

在试验中，凭借各种物质手段，人们可以创造出正常生产过程中难以出现的一些特殊条件，当把研究对象置于这些条件下时，便能方便地实现认识和检验。例如，石油钻井用的吊卡，正常生产中承载的最大负荷为150吨，为了确保使用安全，要把研制出的新吊卡加载到280吨进行试验，经受住强化载荷的考验后，才正式批量生产。再如机械杆件的拉伸试验，可不断加大拉力，使之出现弹性形变、屈服形变、均匀塑性形变，直到拉断为止。这种情况，在正常生产中是很难发生的，而且也是不允许的。

试验还可以造成几百万伏的高电压，接近绝对零度的超低温，以及超高温、超强磁场、超高真空等，使研究对象处于某种定向强化的极限状态，以便获取通常不易得到的许多新的现象。例如，在常温下，地球表面的大气压力仅为1个大气压，即使在世界上最深的马里亚纳海沟中，在深达1万米的海底，也仅有1000个大气压。而在试验中，可使静态高压达到200－300万个大气压，动态高压达到1万个大气压。通过高压能引起物质的物理性质和化学性质发生变化，如把黄磷变为黑磷，将石墨转变成金刚石等。