Главная › Новости

Электротехнические и конструкционные материалы

Опубликовано: 05.10.2017

Видеолекция Неметаллические материалы

Материаловедение

Контрольные вопросы

ВОПРОС №1. Общие сведения о строении вещества. Классическое строение, дефекты.

ОТВЕТ: Вещества в твердом состоянии имеют кристаллическое или аморфное строение. В идеально кристаллическом веществе атомы расположены по геометрически правильной схеме и на определенном расстоянии друг от друга. В аморфном веществе атомы расположены беспорядочно. Все металлы и их сплавы имеют кристаллическое строение. К аморфным веществам относятся: стекло, канифоль. Если металл застывает, можно наблюдать в микроскоп кристаллы, которые имеют геометрически правильные формы в виде кристаллических решеток. В твердом состоянии вещества имеют три основных вида кристаллических решеток:

1. Кубическая объемно-центрическая - имеет 9 атомов, представляет собой куб, в вершинах которого и в центре расположены атомы, повторением этой ячейки путем переноса образуется вся структура кристалла. Такую решетку имеют Ванадий, Вольфрам, Хром, Молибден, Железо.

2. Кубическая гранецентрическая решетка имеет 14 атомов. Такую решетку имеет: Алюминий, Медь, Свинец, Никель.

З. Гексагональная кристаллическая решетка имеет 17 атомов. Такая решетка у Цинка, Титана, Магния. Параметр решеток это сторона куба или шестигранника, у всех металлов находится в пределах от 0,2 до 0,4 нанометра - это 10-9 метра. В действительности кристаллы имеют дефекты, и их структура отличается от идеальных решеток. Дефекты делятся на точные, линейные и поверхностные. Каждый атом состоит из (+) заряженного ядра и нескольких слоев отрицательно заряженных оболочек электронов, которые движутся вокруг ядра. Электроны внешних оболочек называются валентными, они легко отщепляются и движутся между ядрами. В следствии наличия свободных электронов, атомы являются положительно заряженными ионами, следовательно в узлах решетки находятся положительно заряженные ионы, которые непрерывно колеблются относительно положительного равновесия. С повышением температуры амплитуда увеличивается, что вызывает расширение кристаллов, а при температуре плавления колебания усиливаются так что кристаллическая решетка разрушается. Точечные дефекты это пустые узлы или вакансии, количество их возрастает с повышением температуры. Линейные дефекты - это краевые дефекты представляющие собой как бы сдвиг части кристаллической решетки. Линейные дефекты бывают выраженными больше в одном направлении. Поверхностные дефекты вызваны различной ориентацией кристаллических решеток. В результате по границам зерен решетка одного переходит в решетку другого и нарушается симметрия атомов. Дефекты кристаллических решеток оказывают существенное влияние на механические, физические, химические и технические свойства металлов.