Шпаргалка по "Материаловедение"

1. Кристаллическое строение металлов.

1. Классификация металлов

Металлы делятся на две большие группы:

- Черные (стали, чугуны) – 90%

- Цветные (имеют характерный окрас)

Цветные металлы делят на группы:

- Легкие металлы и сплавы (малая плотность) (алюминий)

- Тяжелые металлы и сплавы (высокая плотность) (свинец, медь, ртуть)

- Легкоплавкие металлы и сплавы (высокая t плавления) (кадмий)

- Тугоплавкие металлы и сплавы (высокая t плавления, больше t плавления железа) (Вольфрам)

- Урановые неметаллы и сплавы (радиоактивные)

- Редкоземельные металлы (лантаноиды)

- Щелочноземельные металлы

- Железные металлы и сплавы (кобальт)

1. Кристаллические решетки металлов

В твердых телах порядок расположения атомов распределенный, закономерный. Кристаллическое состояние определено закономерным расположением атомов в пространстве. В кристалле каждый атом имеет одно и тоже количество соседей расположенном от него на одном и том же расстоянии. Стремление атомов от металла расположиться ближе друг к другу плотнее приводит к тому, что число встречающихся комбинаций взаимного расположения атомов в кристалле невелико. Расположение изображают в виде пространственных схем – элементарных кристаллических ячеек. Под элементарной кристаллической ячейкой понимают комплекс атомов который позволяет воспроизвести пространственную кристаллическую решетку.

Элементарные кристаллические ячейки:

1. Объемно-центрированная кубическая (ОЦК)
2. Гранецентрированная (ГЦК)
3. Гексагональная плотно упакованная (ГПУ)

Размеры  кристаллической решетки характеризуются периодами решетки. Кубическую решетку определяет длина ребра куба.

Гексагональная решетка характеризуется 2-мя параметрами: длиной ребра и высотой.[pic 1]

Некоторые металлы имеют тетрагональную решетку.

Число атомов не находящихся на наиболее близком и равном расстоянии от рассматриваемого атома называется координационным числом.

1. Реальное строение металлических кристаллов

Кристаллы металлов обычно имеют небольшие размеры. Любое металлическое изделие состоит из очень большого числа кристаллов, подобное строение называется поликристаллическим. Поликристаллическое тело состоит из отдельных кристаллов неправильной формы. Кристаллы неправильной формы в поликристаллическом теле называется зернами. При очень медленном отводе тепла при кристаллизации может быть получен монокристалл. Внутренняя кристаллическая структура зерна не является правильной. Нарушение правильности или совершенства кристаллического строения определяет свойства металла.

Рассмотрим некоторые строения:

1. Атомная дырка, вакансия. (НАРИСОВАТЬ)
2. Дислоцированный атом.

[pic 2]

1. Важнейшим видом несовершенства кристаллического строения является дислокация – лишняя полуплоскость атомов, экстраплоскость, край которой образует линейный дефект кристаллической решетки.

Дислокация может быть:

1. Краевой (прямой), а может выгибаться в ту или иную сторону в пределе она может закрутиться в спираль в краевую.

Следствие искажения решетки в результате дислокации последнее легко смещается от искажения положения, а соседняя плоскость превращается в экстраплоскость. Дислокация может перемещаться вдоль некоторой плоскости – скольжения расположенной перпендикулярно к экстраплоскости. Зерно не является монолитным построенным из строго параллельных атомных слоев, состоит из мозайки отдельных блоков, кристаллические плоскости в которых повернуты относительно друг друга на небольшой угол (несколько мм.) называют мозаичной структурой. Блоки – называют блоками мозайки, часто блоки объединяются в более крупные агрегаты, фрагменты, которые разориентированны относительно друг друга на угол в несколько градусов. Термический процесс вызывающий деление зерна на фрагменты – фрагментация.[pic 3][pic 4]