Атомные объемы металлов

Величина, полученная при делении Ул на число Авогадро ( = 6,0228-10 ), соответствует объему, приходящемуся на один атом, Оа. Следует иметь в виду, что в атомный объем входит доли пор решетки, зависящая от коэффициента компактности структуры. Поскольку Са усредненный параметр, он, как и плотность, зависит от количества дефектов в кристалле. В табл. 17.4 приведены атомные объемы металлов. [c.287]

ИЗМЕНЕНИЕ АТОМНОГО ОБЪЕМА МЕТАЛЛОВ (Дч /Уд, %) ПРИ ПОЛИМОРФНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЯХ ПРИ РАВНОВЕСНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ [141 [c.289]

Тормозить коррозионный процесс могут только пленки, обладающие защитными свойствами. Защитные пленки должны быть сплощными, беспористыми, твердыми, износостойкими и инертными к агрессивным средам, иметь высокую адгезию (прилипание) к металлу, и коэффициент термического расширения, близкий к коэффициенту термического расширения металла. Сплошные пленки образуются в том случае, если мольный объем оксидной пленки 1/мо больше атомного объема металла 1 м, из которого образуется пленка. [c.29]

Как показал опыт, сплошная пленка образуется в том случае, если молекулярный об ьем окисла больше атомного объема металла, израсходованного на его образование. Если молекулярный объем окисла меньше атомного объема металла, из которого он образовался, то пленка не в состоянии покрыть всю поверхность металла и не обладает защитными свойствами. [c.80]

Атомные объемы металлов были даны в табл. ). [c.33]

Между величиной атомного объема металла и прилипанием последнего имеется известная связь с увеличением атомного объема металла прилипание уменьшается. [c.30]

Повышению теплопроводности композиций способствует также увеличение прочности связи полимер — наполнитель, которая, как известно, возрастает с уменьшением атомного объема металла 14] и в известной мере обусловлена большими внутренними усадочными напряжениями, возникающими при отверждении смол. Введение дисперсных частиц уменьшает элементарный удельный объем матрицы, снижая вероятность образования трещиноватости и уменьшая протяженность трещин, что также способствует повышению теплопроводности композиций. [c.108]

Прочность связи пленка—подложка зависит от атомного объема металла чем он выше, тем прочность связи меньше. Наибольший атомный объем (отношение атомной массы к плотности материала) 18,2-10 м имеет свинец. Практически нет покрытий, которые бы удовлетворительно удерживались на свинце. Модификация поверхности подложек с целью улучшения их смачивания лакокрасочными материалами (см. стр. 27) направлена в конечном счете на повышение адгезионной прочности покрытий. [c.88]

Атомы (ионы) располагаются на таком расстоянии один от другого, при котором энергия взаимодействия минимальна. Этому состоянию соответствует равновесное состояние a . Сближение атомов (ионов) на расстояние, меньшее а , или удаление их на расстояние, большее do, осуществимо лишь при совершении определенной работы против сил отталкивания и притяжения. Поэтому в металле атомы располагаются закономерно, образуя правильную кристаллическую решетку, что соответствует минимальной энергии взаимодействия атомов. Ее следует представлять как мысленно проведенные в пространстве в направлении трех осей координат прямые линии, соединяющие ближайшие атомы и проходящие через их центры, около которых они совершают колебательные движения. Проведенные линии образуют объемные фигуры правильной геометрической формы. Таким образом, элементарная кристаллическая ячейка - это наименьший объем кристалла, дающий представление об атомной структуре металла во всем объеме. [c.274]

Наименьший объем кристалла, дающий представление об атомной структуре металла во всем объеме, называется элементарной кристаллической ячейкой. [c.110]

Можно ожидать, что выражение (17.1) лучше всего соответствует идеализированному одновалентному металлу, электроны проводимости которого могут рассматриваться как свободные, так что их энергия выражается простым равенством Считается, что колебания решетки такого металла удовлетворительно описываются моделью Дебая (т. е. дисперсия во внимание не принимается). Рассеяние электронов проводимости на колебаниях решетки также сильно упрош ено. Теория рассеяния развита в предположении, что статическое взаимодействие электрон—пои точно определено и поэтому обш ее рассеяние зависит только от смеш ения иона. В согласии с этим далее предполагается, что взаимодействие имеет место лишь вблизи центра иона. В остальной части атомного объема электроны проводимости рассматриваются как совершенно свободные. По существу это соответствует почти полному экранированию заряда иона другими электронами проводимости металла. [c.188]

Среда называется однородной, если свойства выделенных из нее одинаковых объемов одинаковы. Очевидно, речь здесь идет о тех свойствах, которые доступны определению средствами механического эксперимента. Говоря о неоднородности или однородности, необходимо уточнить, о каком масштабе идет речь. Введя представление о сплошной среде, мы уже допустили однородность на уровне размера, порядка атомного. Обычный металл пли сплав состоит из кристаллических зерен, т. е. кристаллов неправильной огранки, ориентированных случайно, самым различным образом. [c.21]

Уравнение (18.4.1) иногда называют уравнением состояния при ползучести, но этот термин в теориях, использующих термодинамику, имеет несколько иной смысл. Существенно подчеркнуть, что параметром упрочнения является именно деформация ползучести р в ранних работах эта оговорка часто не делалась и за параметр упрочнения принималась полная деформация (иногда за вычетом упругой части). Опыты показывают, что мгновенная пластическая деформация, если она невелика—порядка 1—2%,— не оказывает упрочняющего влияния на последующую ползучесть. Это можно объяснить некоторой разницей механизма мгновенной пластической деформации и пластической деформации, происходящей в процессе ползучести. В первом случае, если пластическая деформация невелика, она происходит в результате локализованного скольжения по пачкам плотно расположенных плоскостей скольжения в кристаллических зернах, при этом большая часть объема металла остается недеформированной, а следовательно, неупрочненной. Ползучесть происходит в результате скольжения по атомным плоскостям, распределенным по объему равномерно и на близких расстояниях величина сдвига в каждой плоскости невелика, но достаточна для создания равномерного упрочнения. [c.621]

В состоянии термодинамического равновесия потенциальная энергия твердого тела должна быть минимальна. Зависимость ионной энергии металла от атомного объема V [c.17]

При механическом нагружении до разрушения, как и при плавлении, процессу нарушения межатомных связей предшествует процесс искажения кристаллической решетки до критической величины, однако при нагреве предельное искажение кристаллической решетки вызывается возбуждением атомных колебаний, в результате чего кинетическая энергия атомов достигает критического значения, а при механическом нагружении — скоплением в локальных объемах металла критической плотности дислокаций (под критической плотностью дислокаций понимается такая плотность, при которой дальнейшее поглощение энергии кристаллической решеткой приводит к нарушению межатомных связей). [c.18]

Рис. 21. Зависимость среднего числа электронов шр в атомном объеме со от расстояния до вакансии (в единицах радиуса яо сферы, равной по объему ячейке Вигнера — Зейтца) для металлов разной валентности 2 (по [84]).

Отношение молярного объема окисла к атомному объему металла.. [c.228]

Согласно законам развития питтингов [45], туннель вдоль оси дислокации не может устойчиво развиваться длительное время, поскольку углубление питтинга возможно не более чем до величины, соизмеримой с его диаметром. В таком случае вклад растворенного объема плохого кристалла в общий баланс растворения металла из всей области поля упругих напряжений дислокации (порядка 100—200 А в поперечнике) будет ничтожным (порядка нескольких атомных объемов), и поэтому следует рассматривать лишь область х 2Ь (т. е. область вне ядра). Тогда деформационный прирост тока Аг с площади, ограниченной радиусом X = 2Ь Гс, с учетом дискретности структуры кристалла будет приближенно равен величине тока с площади кольца радиусом 2Ь и шириной Ь (с учетом Аф 10 мВ < д) [c.61]

Пластилин и металл. В механизме их разрушения при растяжении много общего. Под действием напряжения в объеме металла развивается упругая деформация, при которой атомные слои, не разделяясь, взаимно сдвигаются. [c.15]

По Мотту роль вакансий при циклическом нагружении сводится к разупорядочению атомных плоскостей металла в полосе скольжения [54]. Зарождение трещины связывается с началом рекристаллизации разупорядоченного материала, сопровождающейся сокращением объема, в результате которого возникают растягивающие напряжения. Трещины, образовавшиеся внутри металла, могут закрыться, а поверхностные трещины остаются открытыми из-за адсорбции газов, поэтому способны распространяться. [c.43]

Напряжения, связанные с ростом оксида (или просто напряжения роста), могут быть обусловлены различием атомных объемов окалины и подложки, хотя величина напряжения в этом случае может снижаться из-за анизотропии системы и наличия направленного наружу потока катионов металла [132]. В предположении полной изотропии и роста оксида в результате диффузии кислорода напряжения роста описываются приближенными выражениями [c.29]

Если с помощью уравнений (16) и (17) рассчитать величины Оа, то можно обнаружить, что при любых значениях Уд (за исключением случая исчезающе тонких оксидных пленок) получаются значения порядка единиц и десятков мегапаскаль, а в отдельных случаях — до тысяч мегапаскалей. Столь высокие напряжения должны были бы неизбежно вызывать разрушение подложек и оказывать существенное влияние на поверхностное растрескивание, однако в действительности разрущения массивных образцов под действием рассматриваемых напряжений не наблюдается. Факт получения аномально высоких значений при использовании стандартных уравнений для напряжений роста с определенностью свидетельствует о том, что сами эти уравнения недостаточно хорошо описывают реальные системы. При высоких температурах может происходить аккомодация деформаций, связанных с ростом оксида, путем локализованного пластического течения в сплаве или даже в самом оксиде, что приведет к снижению напряжений в обеих фазах до уровня напряжений пластического течения при данной температуре. Одна из основных причин неадекватности уравнений, описывающих напряжения роста, состоит в том, что в них неявно предполагается когерентность межфазной границы между окислом и металлической подложкой. Это означает, что имеет место либо эпитаксия, либо, по крайней мере, когерентное согласование кристаллических решеток фаз, расположенных по обе стороны границы, причем различия атомных объемов должны быть скомпенсированы за счет согласующихся деформаций и напряжений. Хотя определенная степень когерентного согласования на самых ранних стадиях окисления вполне возможна, все же толстые пленки окалины, кристаллическая структура и химический состав которых так сильно отличается от структуры и состава металлов, скорее всего будут отделяться от подложек некогерентной межфазной границей. В этом случае расчеты оа нельзя проводить с помощью уравнений (16) и (17). В действительности аккомодация даже очень существенных различий атомных объемов должна осуществляться в основном в некогерентной границе, в результате чего напряжения роста как в оксиде, так и в подложке будут невелики. [c.30]

Легирование молибдена химически активными металлами, имеющими меньший размер атома, чем молибден, приводит к уменьшению удельного атомного объема карбида молибдена [c.58]

Для надежной защиты металла от коррозии молекулярный объем пленки, образующейся из металла и кислорода, должен быть несколько больше атомного объема [c.45]

Представим объем металла, аккумулирующий работу АР, как некоторую часть атомного объема [c.29]

Величина модуля упругости первого рода почти не меняется при изменении механических свойств и структуры стали. Увеличить его термической обработкой и легированием чрезвычайно трудно [147]. Холодная прокатка, дающая предпочтительную ориентацию кристаллитам, может несколько повысить модуль нормальной упругости. Величина модуля первого рода прямо пропорциональна квадрату температуры плавления металла и обратно пропорциональна квадрату его атомного объема. [c.11]

Этот наименьший объем кристалла, дающий представление об атомной структуре металла в любом объеме, получил название элементарной кристаллической ячейки. [c.12]

Эксперименты по внутреннему трению также позволяют получить определенные сведения о высокотемпературных механических свойствах аморфных металлов. Так, в ходе подобных экспериментов установлено, что вблизи температуры Tq энергия активации составляет 125—250 кДж/моль, активационный объем равен 100 атомным объемам, а коэффициент вязкости составляет примерно 10 2 Па-с. Однако механизм течения при температурах, близких к Tq, пока не выяснен. Трудности возникают, вероятно, вследствие наложения процессов кристаллизации и расслоения фаз. [c.240]

Кроме дополнительной термообработки и пронитки, для получения беспористых покрытий иногда в состав исходной шихты вводят небольшие добавки легкоокисляюш,ихся металлов. Такие металлы должны окисляться с заметной скоростью уже при температуре 450—500° С, а продукты их окисления должны быть тугоплавкими и иметь высокое отношение молярного объема окисла к атомному объему металла, как это, например, имеет место при окислении вольфрама F wOз Fw=3.35. При таком соотношении молярного объема окисла и атомного объема металла поры покрытия целиком заполняются продуктами окисления. В некоторых случаях снижение пористости осуществляется введением в шихту элементов, которые при окислении дают окислы, склонные к переходу в стеклообразное состояние. Среди таких элементов наибольшее практическое значение имеют бор и кремний. Образующаяся при их окислении стекловидная фаза примерного состава В2О3 З Ог заполняет норы покрытия и обладает исключительно высокой способностью сохраняться в стекловидном состоянии, не обнаруживая признаков кристаллизации даже при длительном воздействии высокой температуры. [c.59]

Для надежной защиты металла от коррозии молекулярный объем пленки, образующейся из металла и кислорода, должен быть несколько больше атомного объема металла, пошедшего на ее образование. В противном случае пленки не хватит для покрытия металла. Для создания защитного действия пленки это условие необходимо, но далеко не достаточно. Так, оксиды некоторых метэллов, например молибдена, при высокой температуре удаляются с поверхности металла в виде паров. В этом случае защитная пленка не образуется, хотя объем оксидов больше объема окислившегося металла. [c.228]

Основным требованием к образующейся оксидной пленке является условие сплошности, которое определяется соотношением между объемом образованного оксида (Умсо) и окисляемого металла (1 ме) и формулируется так молекулярный объем оксидной пленки должен быть больше атомного объема металла. В этом случае можно ожидать образования сплошных пленок. Соотношение объемов оксида и металла, на котором образуется пленка, легко подсчитать. Объем 1 г-атома металла равен Умс= Л1йше, где А — атомная масса металла йше — плотность металла. [c.77]

Таким образом, при плавлёнии металлов межатомные связи не нарушаются атомные связи нарушаются только при испарении например, скрытая теплота плавления для большинства металлов составляет 4—5% теплоты испарения. Однако свободная энергия жидкости выше, чем энергия кристалла, так как в жидкой фазе не все атомы занимают наинизшее энергетическое положение, которое соответствует максимальному числу ближайших атомов, как у кристалла. Переход твердого тела в жидкое связан с увеличением объема металла примерно на 6%. Энергия паровой или газовой фазы много выше, так как атомы или молекулы в них отдалены друг от друга и большую часть времени не взаимодействуют. [c.44]

Если кусок металла претерпел неоднородную, дилатацию только в местах скоплений дислокаций, то с достаточной точностью можно считать, что в области влияния подповерхностного скопления тонкий слой расширенной решетки, непосредственно примыкающий к поверхности, акцептирует электроны из френ-келевского двойного слоя, создавая на поверхности избыток положительного заряда. Порядок толщины этого тонкого поверхностного слоя, взаимодействующего с внешними электронами, логично оценить величиной половины расстояния между плоскостью поверхностных атомов и лежащей под ней следующей атомной плоскостью, поскольку в таких масштабах расширение решетки на расстояниях 10 й от ядра дислокации можно считать равномерным, а выбранная таким образом нижняя граница слоя может считаться нейтральным сечением, от которого происходит расширение в обе стороны и ниже которого недостаток электронов восполняется за счет всего объема металла, а выше — за счет внешних электронов. [c.99]

Термодинамические свойства металлических сплавов в настоящее время нельзя определить, исходя из параметров чистых компонентов. В случае непереходных металлов качественное описание энергетики взаимодействия компонентов для многих систем можно проводить на основе сопоставления их металлохимических характеристик электроотрицательностей, атомных объемов, валентностей [1]. Для сплавов с участием d-переходных металлов в большинстве случаев этого недостаточно. Необходимо, по-видимому, учитывать влияние недостроенных электронных оболочек — прежде всего изменение степени их застройки в процессе сплавообразования. [c.155]

В соответствии с этим физические характеристики молибдена при выделении частиц фаз внедрения изменяются в прямо противоположном направлении. Если при старении сплава молибдена, в котором выделяется карбид циркония с удельным атомным объемом примерно на 60% больше, чем у матрицы, твердость металла возрастает и наблюдаете ушнрение линий на рентгенограммах (характеризующее уровень внутренних напряжений в матрице), то в металле, легированном ванадием, твердость и уширение линий в состаренном металле меньше, чем у закаленного (рис. 3.10, 3.11) [22]. [c.59]

Нет сомнения, что в щелочных металлах валентные электроны можно отличить от электронов, принадлежащих к внутренним оболочкам металлических ионов. Большой атомный объем таких металлов объясняется тем, что расположение электронов в катионах подобно их расположению в атомах благородных газов, в связи с чем электроны проводимости не проникают в заметной степени во внутренние электронные оболочки. На это особенно отчетливо указывает малая величина энергии ионизации атомов пара щелочных металлов. Квазисвободный электронный газ в щелочном металле занимает в связи с этим сравнительно большой объем между металлическими ионами, что сказывается на атомном объеме жидких и твердых щелочных металлов. Для жидких сплавов щелочных металлов нельзя ожидать высоких значений теплоты смешения, так как ионы в чистых металлах и в сплавах находятся на больших взаимных расстояниях и энергия их взаимодействия по-видимому невелика. [c.9]

Другое приближение заключено в допущении, что молярные объемы обоих веществ одинаковы. Если это допущение не соблюдается, то параметр решетки изменяется с составом и следует ожидать зависимости 22 и 12 от концентрации. Этот вопрос был рассмотрен Лоусоном [206], который ввел понятие об энергии натяжений и дал соответствующие приближенные соотношения. Если атомные объемы или радиусы двух металлов различаются значительно, растворимость в твердом состоянии очень мала и большая положительная величина, даже у систем, образующих практически идеальные жидкие растворы, например К—Na. Лоусон, кроме того, указал, что энтропия колебаний твердого раствора не является в точности линейной функцией состава, в связи с чем относительная интггральная молярная энтропия отличается от позиционной энтропии. В таких случаях раствор не является регулярным. Зинер [416] дал дальнейшие теоретические и экспериментальные доказательства того, что относительная парциальная молярная энтропия легирующего элемента в разбавленном растворе может значительно отличаться от величины для идеального или регулярного раствора, так как энтропия колебаний не является аддитивным свойством, в особенности у первичных твердых растворов с узкой областью гомогенности. [c.47]

При медленном окислении образовавшаяся пленка моделирует первоначальный топографический рельеф металлической подложки. В результате интенсивного нагрева наблюдается появление локальных окисных образований IB форме пирамид, лежащих выще общего уровня неровностей. На поверхностях металлов с преимущественной ориентацией кристаллов окисная пленка обычно имеет равномерную толщину, в то время как поверхности, не обладающие преимущественной ориентацией, покрываются пленкой с неравномерной толщиной. Окисные пленки на металлах главных подгрупп I и II групп периодической системы, за исключением бериллия, обладают меньшим атомным объемом по сравнению с чистыми металлами [Л. 118]. Поскольку продукты окисления таких металлов не в состоянии заполнить объем, ранее занимаемый металлом, образующийся окисный слой имеет пористую структуру. Прочность сцепления окисных пленок с подложкой зависит от их толщины и соотношения твердостей металла и его окисла. Экспериментально установлено, что увеличение толщины окисной пленки, как правило, ведет к снижению прочности сцепления системы окисел — металлическая подложка. Пленка, обладающая высокой твердостью при относительно мягкой подложке (алюминий), разрушается при незначительном мехническом воздействии. В то же время пленки с твердостью, близкой к твердости металлической подложки (медь, сталь), имеют значительно более высокую прочность сцепления. [c.189]

Интересным является вопрос о том, действительно ли в аморфных сплавах реализуется условие Нагеля—Тауца или нет. Ферми-евское волновое число можно непосредственно измерить в экспериментах по комптоновскому рассеянию и аннигиляции позитронов. Кроме того, если можно воспользоваться моделью свободных электронов, то кр можно рассчитать из величины концентрации валентных электронов на атом е/а) и атомного объема. К сожалению, аморфные сплавы, как правило, содержат большое число компонентов, наиболее важные из которых—переходные металлы, имеющие г -зону. Для них разделение внутренних и внешних валентных электронов неоднозначно, поэтому затруднено и определение kw по результатам комптоновского рассеяния и аннигиляции позитронов. Интересно, что поскольку у-переходных и благородных металлов число валентных электронов Z=e/a меньше 2, то сплавлением их с поливалентными элементами, у которых Z—e/a больше 2, можно в конечном счете получить среднее число валентных электронов 2=2. В настоящее время почти не проводят непосредственные измерения kw в аморфных сплавах, содержащих переходные [c.204]

Для многих целей удобнее рассматривать удельную проводимость (величину, обратную сопротивлению) в функции состава. Так ак удельная проводимость относится к объему сплава, иногда считают более правильным выражать состав сплава в объемных процентах вместо обычных атомных или весовых процентов, в некоторых случаях это приводит к упрощению результатов. Так, в случае двух металлов, совершенно не растворимых в твердом состоянии, кривая проводимости в зависимости от объемного состава будет прямой линией экспериментально установлено, что от этого правила имеются только небольшие отклонения. В этом случае о бъемный состав можно легко определить по плотностям составляющих металлов, но при образовании твердого раствора или химического соединения объемный состав вычислить нельзя, так как при образовании сплава изменяются относительные атомные объемы в некоторых случ аях эти изменения могут быть значительными. При образовании твердых растворов выражение состава в объемных величинах не приводит к существенному упрощению кривых. В учебниках иногда указывается, что в системах с опраниченной растворимостью в твердом состоянии (см. рис. 6), где в равновесии НЗ ходятся два твердых раствора различных составов, график проводимость — объемный состав в двухфазной области будет прямой линией, соединяющей цроводимости чистых фаз. Ясно, однако, что идеальная прямая линия получается лишь при нанесении проводимости в зависимости от объемного содержания Р-фазы, которое обычно заметно отлич ается от объемного содержания металла В. [c.294]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...