ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Виды элементарных связей в твердых телах и монолитных соединениях из "Теоретические основы сварки " Монолитность сварных соединений. В технике широко используют различные виды разъемных и неразъемных соединений. Неразъемные соединения в свою очередь могут быть монолитными (сплошными) и немонолитными (например, заклепочные). Монолитные соединения получают сваркой, пайкой или склеиванием. [c.7] Сварку и пайку в настоящее время используют для соединения металлов и неметаллов как между собой, так и в различных сочетаниях. [c.7] Монолитность сварных соединений твердых тел обеспечивается появлением атомно-молекулярных связей между элементарными частицами соединяемых веществ. [c.7] Твердое тело представляет собой комплекс атомов, находящихся во взаимодействии. Тип химической связи атомов и характер их взаимного расположения определяют физико-химические и прочностные свойства твердого тела. Поэтому, прежде чем рассматривать природу сварного соединения, следует вспомнить некоторые сведения из физики твердого тела [10, 17]. [c.7] Виды элементарных связей в твердых телах. Характер и величина энергии (прочиость) элементарных связей зависит от природы вещества и типа кристаллической решетки твердого тела. [c.7] Согласно современным представлениям химическая связь атомов возникает в результате движения электронов внешних (валентных) оболочек атома в поле между ядрами. Каждый из этих электронов, проникая, например, в поле двух ядер, принадлежит уже обоим атомам. Химические силы по своей природе являются электромагнитными и действуют на расстоянии порядка 10-8сл=1 А. [c.7] В физике различают четыре типа элементарных связей ковалентную, ионную, межмолекулярную (Ван-дер-Ваальса) и металлическую. В зависимости от преобладающих элементарных связей кристаллы также различают соответственно по четырем группам атомные, ионные, молекулярные и металлические. [c.8] Наиболее типичными химическими связями являются первые две связи ковалентная и ионная. [c.8] Ковалентную химическую связь часто в литературе называют валентной, атомной, обменной связью. Она может образоваться взаимодействием или спариванием валентных электронов. В случае одинаковых атомов, например в молекулах водорода Нг, щелочных металлов в газообразном состоянии LI2, Кг, N32, галогенов С1г, Вгг, азота N2, — связь неполярная. При взаимодействии разных атомов, например НС1, — связь полярная. [c.8] Сильная ковалентная связь с энергией порядка 10 дж1моль определяет высокую температуру плавления и прочность кристаллов. Ковалентной связью обусловлены структуры так называемых атомных кристаллов — алмаза, кремния, германия, серого олова и др. [c.8] Число образуемых атомом ковалентных связей в первом приближении может служить количественной мерой валентности. [c.8] Каждая ковалентная связь между атомами образуется при спаривании их валентных электронов (с противоположными спинами). Поскольку валентные возможности атомов ограничены, важнейшим свойством ковалентной связи является насыщаемость химических сил сродства. [c.8] Для сварщиков важно иметь в виду, что прочные связи ковалентного типа устанавливаются не только в атомных кристаллах, но и при соединении металлов с металлоидами, окислами металлов, а также полупроводниками или интерметаллидами, обладающими полупроводниковы.мн свойствами. Интерме-таллиды — соединения типичных металлов с металлами, имеющими слабые металлические свойства. [c.8] Когда соединяемые вещества обладают способностью к донорно-акцептор-ному взаимодействию, устанавливается так называемая координационно-ковалентная связь. Примером служит соединение основных окислов, таких как Са+Ю , где ион кислорода является донором по отношению к атому, образующему кислый окисел, такой как Si+ 02 . [c.8] При непосредственном соединении металлов с керамиками, имеющими в составе кислые окислы, координационно-ковалентная связь легче образуется тогда, когда на поверхности металла создан тонкий слой низших основных окислов, обладающих донорными свойствами. [c.8] Образование отрицательных анионов происходит в результате присоединения электрона к атому. Мерой способности к такому присоединению служит так называемое сродство к электрону. [c.9] Ионная связь также является сильной, с энергией около lO -f-10 дж1моль. Особенностью ионной связи является отсутствие насыщаемости и пространственной направленности. [c.9] Представления о чисто ковалентной и чисто ионной связях в значительной степени идеализированы. Часто встречаются промежуточные случаи. Если при ионной связи одни атом целиком отдает электрон другому, а при ковалентной связи каждый электрон принадлежит поровну обоим связанным атомам, то в промежуточных случая.х возможны связи с любым процентом ионности . [c.9] Кроме двух наиболее типичных химических связей — ковалентной и ионной, различают молекулярные связи за счет универсальных сил Ван-дер-Ваальса и металлические связи. [c.9] Вернуться к основной статье