Кристаллические чистых металлов

Известны три состояния, в которых могут находиться все вещества твердое, жидкое н газообразное. При определенных температурах происходит изменение агрегатного состояния чистых металлов при нагреве выше температуры плавления (Тпл) твердое состояние сменяется жидким, а при нагреве выше температуры кипения жидкое состояние сменяется газообразным. Эти температуры существенно зависят от давления, при котором осуществляется переход одного состояния в другое в условиях неизменного давления температурные параметры постоянны. Главным признаком твердого состояния является кристаллическое строение, а жидкое состояние характеризуется расплавом с хаотическим тепловым движением атомов и молекул металла. [c.21]

При образовании твердого раствора атомы растворимого компонента располагаются в кристаллической решетке компонента-растворителя. И хотя эти сплавы могут быть двух- и более компонентными, они, подобно чистому металлу, имеют однородные зерна и лишь один тип кристаллической решетки (рис. 3.3). Твердые растворы являются однофазными системами. [c.30]

Твердые растворы вычитания, или растворы с дефектной кристаллической решеткой, в отличие от твердых растворов замещения и внедрения, образующихся на основе чистых металлов и имеющих кристаллическую решетку одного из компонентов сплава, могут возникать на основе химических соединений с сохранением их кристаллической решетки. При этом атомы растворяемого компонента замещают в кристаллической решетке определенное количество химических соединений. [c.32]

С увеличением деформации увеличиваются прочность и твердость, однако снижаются пластичность и вязкость. Это связано с нарушением кристаллического строения при наклепе (нагар-товке). Электросопротивление при наклепе повышается на 2—6% у чистых металлов, на 10—20% у твердых растворов и более чем в 2 раза у упорядоченных твердых растворов (также вследствие нарушения кристаллической решетки, что препятствует движению электронов). [c.83]

Параметры То и То = gJo - постоянные для конструкционных металлов и их сплавов, полимеров и ионных кристаллов, совпадают по величине соответственно с периодом и частотой собственных тепловых колебаний атомов в кристаллической решетке твердого тела (равны - Ю" си 10 - Ю Гц). Параметр у характеризует структурный коэффициент, определяющий чувствительность материала к напряжению. Выражения (3.1) и (3.2) справедливы для чистых металлов, сплавов, полимерных материалов, полупроводников, органического и неорганического стекла и др. [c.124]

Более поздними исследованиями установлено, что для высоко чистых металлов б значительно меньше и составляет 0,2—0,3. Кроме степени чистоты, на температурный уровень рекристаллизации оказывает влияние структура деформированного состояния, которая в свою очередь связана с условиями деформации, типом кристаллической структуры (числом действующих систем скольжения, характером межатомных связей) и энергией дефектов упаковки. [c.343]

Упрочнение металла при наклепе объясняется увеличением числа дефектов кристаллического строения (дислокаций, вакансий, междоузельных атомов), а также торможением дислокаций в связи с измельчением блоков и зерен, искажением кристаллической решетки В результате наклепа образуется текстура, обладающая значительной анизотропией свойств В некоторых случаях наклеп является единственным способом упрочнения металлов и сплавов, которые не упрочняются термической обработкой, например, чистые металлы, однофазные сплавы твердых растворов. [c.26]

Низкотемпературная деформация вызывает сильное искажение кристаллической решетки и дробление зерен на блоки [64]. При сравнительно низких температурах отжига (например, для железа, никеля и меди при комнатной температуре) образуется мелкоблочная структура, характеризуемая высокой устойчивостью при последующем нагреве до высоких температур, благодаря чему сопротивляемость чистых металлов ползучести повышается [61, 62]. Опыты на никеле и меди показали, что сопротивляемость их ползучести после низкотемпературной деформации и отжига при комнатной температуре весьма существенно повышается [64, 66]. Основные параметры такой обработки для никеля и меди приведены в табл. 3. [c.33]

Представленная схема хорошо согласуется со многими экспериментальными фактами, обнаруженными методами электронной микроскопии и P А в чистых металлах, подвергнутых интенсивной деформации равноосной формой зерен, значительными искажениями кристаллической решетки, наличием дислокаций высокой плотности в границах зерен и т. д. Вместе с тем закономерности структурных изменений и механизм формирования наноструктур в различных сплавах при интенсивных деформациях остаются еще мало изученными, и их выявление остается актуальной проблемой, требующей дальнейших исследований. [c.47]

Критическое отношение составляет 1,3—1,7. Когда влияние этого фактора исключено, то относительная износостойкость оказывается для чистых металлов тесно связанной с их основными физическими характеристиками — модулем упругости, прочностью связей в кристаллической решетке, теплосодержанием. Поэтому результаты испытания на машине Х4-Б при указанных условиях позволяют считать этот метод определения абразивной износостойкости основным (базисным). [c.241]

Границы зерен металла служат местами скопления дефектов строения кристаллической решетки. При переходе от одного зерна к другому меняется ориентировка кристаллической решетки. У границ зерен расположен слой атомов, принадлежащих частично кристаллической решетке одного зерна, частично решетке другого. При этом, чем больше различие в ориентировке соседних зерен, тем больше несовершенств на границе между ними. В чистых металлах толщина пограничного слоя составляет величину порядка двух параметров кристаллической решетки. Атомы примесей в металлах стремятся расположиться преимущественно по границам зерен, где кристаллическая решетка уже имеет несовершенства строения и где появление инородного атома вызывает меньшие дополнительные искажения. [c.15]

Сплавы — механические смеси двух чистых металлов— образуются в том случае, когда в процессе кристаллизации сплава разнородные атомы не входят в общую кристаллическую решетку (рис. 1-7). Кристаллам каждого из металлов, находящимся в этом сплаве, присущи те же строения и свойства, что и кристаллам чистого металла. На рис. 1-7 схематически показано строение сплава—механической смеси светлые кристаллы — металл А, темные— кристалл Б. [c.16]

Одновременно с проскальзыванием зерен по границам при высоких температурах, порядка (0,8- 0,9) Гпл, может происходить перемещение всего фронта границы зерен. Иногда наблюдается заметный рост одних зерен и уменьшение размеров других вследствие миграции границ, аналогичной миграции границ при рекристаллизации наклепанного металла. При ползучести миграция границ зерен наблюдается в чистых металлах и в однофазных сплавах. Если при рекристаллизации происходит зарождение новых зерен и рост старых, то при ползучести имеет место только перемещение границ. Особенно удобным объектом для изучения миграции границ зерен служат два сросшихся монокристалла. Перемещение границы происходит, вероятнее всего, путем диффузии атомов пограничных слоев. При этом происходит достраивание правильных рядов кристаллической решетки одного зерна за счет атомов другого. [c.73]

В табл. 1—4 приведены физико-химические свойства чистых металлов (fl] — [7]), в табл. 5 — кристаллическая структура важнейших элементов ([8] — [11]). [c.433]

Способность к взаимному растворению и образованию однородных растворов присуща не только жидкостям, но и твердым кристаллическим веществам. Твердые фазы, в которых отношения между составными частями (компонентами) могут изменяться без нарушения однородности, называются твердыми растворами. Твердые растворы металлов обнаруживают под микроскопом, подобно чистым металлам, структуру, состоящую из однородных зерен. Твердым растворам присущи многие свойства, характерные для жидких растворов. Здесь также наблюдаются явление диффузии при соответствующей температуре и стремление благодаря этому к химической и физической однородности. Твердые растворы могут изменять свой химический состав без внезапного изменения физических свойств. Твердость, удельное электрическое сопротивление и другие свойства твердых растворов меняются непрерывно по мере изменения состава. [c.206]

Кристаллическое строение сплава более сложное, чем чистого металла, и зависит от взаимодействия его компонеиюв при кристаллизации. Компоненты в твердом сплаве могут образовывать твердый раствор, химическое соединение и механическую смесь. [c.6]

Прежде чем перейти к подробному обсуждению зависимости удельного сопротивления металлов и полупроводников от температуры, коснемся особенностей поведения концентрированных сплавов. Введение значительного количества примесных атомов в твердый раствор приводит к искажению кристаллической решетки. Вследствие этого появляется дополнительный вклад в рассеяние. Его величина почти не зависит от температуры и может во много раз превышать долю электрон-фонон-ного рассеяния в чистом металле. Изменение остаточного удельного сопротивления неупорядоченного сплава Си—Аи в зави- [c.191]

Точечные несовершенства кристаллической решетки появляются как результат ирисутстзия атомов примесей, которые, как правило, имеются даже в самом чистом металле. [c.20]

Как видно из рис. 3.1, фазы Си и 2п в сплаве образуют механическую смесь, поскольку в твердом состоянии они взаимно не растворяются и не вступают в химическое взаимодействие, результатом которого было бы образование нового химического соединения. Сплав состоит из кристаллов Си и 2п. Имеются взаимно многократно наложенные кристаллические рещетки компонентов Си и 2п, а свойства кристаллов Си и 2п идентичны свойствам чистых металлов Си и 2п. Это двухфазная система. [c.30]

Наибольшее практическое значение имеют процессы старения, связанные с распадом перенасыщенных твердых растворов (процессы выделения) и распадом мартенситной структуры (тем более, что чистые металлы применяются очень редко). Эти процессы обусловлены неустойчивой (ме-тастабильной) структурой сплава, получаемой в резу1гьтате технологической обработки, например, закалки, наклепа и других, и связанной с появлением искажений кристаллической решетки. Такое метастабильное состояние характеризуется повышенным по сравнению со стабильным состоянием уровнем внутренней (свободной) энергии. Отсюда сущность процесса старения - самопроизвольный переход из нестабильного состояния в более стабильное с более низким уров- [c.125]

A. Ферро и Ж.Монталеити не связывают наличие физического предела выносливости с процессами деформационного старения, а считают его природным свойством кристаллической структуры. Они обнаружили наличие физического предела выносливости у чистых металлов с ОЦК-. ПДК- и ГПУ -кристаллическими решетками. [c.70]

Измерения теплопроводности чистых металлов при низких температурах показали, что иногда соотношение Видемана—Франца не удовлетворяется. В конце 20-х и начале 30-х годов в нескольких лабораториях были проведены такие измерения вплоть до температур жидкого водорода. Особенно важные данные получены в Лейденской лаборатории и группой Грюнейзена. Вследствие того, что обычно теплопроводность имеет максимум при температуре 10—20°К, а при более низкой температуре она определяется дефектами кристаллической структуры, упомянутые измерения дали почти столько же сведений о тепловом сопротивлении металлов, сколько и последующие измерения, продолженные до более низких температур. [c.224]

В металлах перенос теплоты осуществляется главным образом вследствие диффузии свободных электронов. Доля упругих колебании крпсталлнческо решетки в общем процессе переноса теплоты незначительна из-за огромной иодвижности электронов ( электронного газа ). По этой же причине теплопроводность металлов значительно выше диэлектриков и других веществ. При повышении температуры колебание кристаллической решетки не только способствует переносу энергии, но в то же время создает помехи движению электронного газа , что сказывается на электро-и теплопроводности металлов. Теплопроводность чистых металлов (кроме алюминия) с повышением температуры уменьшается, особенно резко теплопроводность снижается при наличии примесей, что объясняется увеличением структурных неоднородностей, которые препятствуют направленному движению электронов и приводят к их рассеиванию. В отличие от металлов теплопроводность сплавов с возрастанием температуры увеличивается. [c.64]

Дан анализ структуры и свойств чистых металлов и сплавов, монокристаллов и поликристаллических агрегатов при пластической деформации с привлечением теории дислокаций. Приведены современные физические представления о механизмах пластической деформации, явлений упрочнения, разупрочнения, разрушения, тексту-рообразования в зависимости от типа кристаллической решетки, вида легирования, температуры и скорости деформации, размера зерна, фазового состояния и др. Рассмотрены физические основы разработки новой и усовершенствования суш.ествующей технологии обработки давлением, включая ТМО и обработку в условиях сверхпластичности. [c.2]

Взаимное внедрение неропиостей контактирующих поверхностей обусловлено не только технологией их обработки, но и неоднородностью механических свойств. Поликристаллическому чистому металлу и сплавам свойственна неоднородность кристаллического строения и структурных составляющих, которые могут иметь различную твердость и разную ориентацию кристаллических зерен, выходящих на поверхность, Вследствие этого на отдельных площадках фактического контакта, начиная с малых нагрузок, происходит взаимное внедрение твердых составляющих и кристаллов, обращенных к поверхности "сильными" гранями, в менее твердые структурные составляющие. [c.64]

В сплавах внедрения во многих случаях атомы металла располагаются на узлах объемноцентрированной кубической (ОЦК), грапецентрпроваппой кубической (ГЦК) II гексагональной плотноупакопаппой (ГПУ) кристаллических решеток, характерных для большинства металлов, но встречаются соединения и со сложными решетками ю большим количеством атомов в элемоптар-поп ячейке, отличаюш,имися от исходной решетки чистого металла. В дальнейшем соединения с такими сложными решетками рассматриваться не будут, так как в этих случаях теряется само понятие внедрения в решетку металла . [c.11]

Поэтому значение удельной проводимости у (или удельного сопротивления р) в основном зависит от средней длины свободного пробега электронов в данном проводнике X, которая, в свою очередь, олределяется структурой проводникового материала. Все чистые металлы с наиболее правильной кристаллической решеткой харак-т( ризуются наименьшими значениями удельного сопротивления поимеси, искажая решетку, приводят к увеличению р. К такому же выводу можно прийти, исходя из волновой природы электронов. Рассеяние электронных волн происходит на дефектах кристалличе-С1 ой решетки, которые соизмеримы с расстоянием около четверти [c.191]

В чистых металлах и ряде сплавов интенсивные деформации обеспечивают часто формирование ультрамелкозернистых структур с размером зерен 100-200нм, а иногда и более [3]. Однако сформировавшиеся зерна (фрагменты) имеют специфическую субструктуру, связанную с присутствием решеточных и зернограничных дислокаций и дисклинаций, наличием больших упругих искажений кристаллической решетки, вследствие чего области когерентного рассеяния, измеренные рентгеновскими методами обычно составляют значительно менее 100 нм [12, 3], что и определяет формирование наноструктурных состояний в ИПД материалах. [c.7]

Описание структурной модели. Результаты представленных в 2.1 экспериментальных исследований, а также приведенные в п. 2.2.1 представления о неравновесных границах зерен являются базисом для разработки структурной модели наноструктурных материалов, полученных ИПД [12, 150, 207]. Предметом этой модели является описание дефектной структуры (типов дефектов, их плотности, распределения) атомно-кристаллического строения наноструктурных материалов, а задачей — объяснение необычных структурных особенностей, наблюдаемых экспериментально высоких внутренних напряжений, искажений и дилатаций кристаллической решетки, разупорядочения наноструктурных интерме-таллидов, образования пересыщенных твердых растворов в сплавах, большой запасенной энергии и других. На этой основе становится возможным объяснение, а также предсказание уникальных свойств наноструктурных материалов (гл. 4 и 5). Вместе с тем, как было показано выше, типичные наноструктуры в сплавах, подвергнутых ИПД, весьма сложны. Более простым является пример чистых металлов, где основным элементом наноструктуры выступают неравновесные границы зерен. Структурная модель металлов, подвергнутых ИПД, может быть представлена следующим образом. [c.99]

Электроплаетический эффект был впервые исследован в работах О. А. Троицкого и В. И. Спицина [102—103] в условиях статического растяжения и при испытаниях на ползучесть. Они установили, что при пропускании электрического тока через испытываемый образец происходит снижение уровня его прочностных характеристик. Постоянный ток при одной и той же плотности оказывает большее воздействие на пластическую деформацию металлов, чем переменный ток. Наибольший электропластический эффект, однако, наблюдается при пропускании через металл импульсного тока высокой частоты — порядка 10 А/мм в течение 10 с. Было установлено, что снижение прочностных характеристик более ярко проявляется для сплавов, чем для чистых металлов с ростом температуры и скорости деформации электропластический эффект проявляется в меньшей степени. В последних работах [104—105] исследовалось влияние тина кристаллической решетки испытываемого материала и геометрии образцов на величину снижения прочности при наложении на материал импульсного тока. [c.35]

Анизотропность кристаллов. Вследствие кристаллического строения металлы в пределах зерна или в случае монокристалла в пределах всего тела обладают свойством анизотропности, состоящим в том, что важнейшие механические и физические характеристики являются в каждой точке тела функциями параметров направления. Материал в отношении всех своих механических и физических свойств обладает симметрией, зависящей от симметрии кристаллографической формы. На рис. 4.4 показаны векторные диаграммы (поверхности) коэ(1х зициентов растяжения двух разных кристаллов. В чистом железе модуль упругости ГГодна из с й четвеГтого поряд В направлении пространственной диа- [c.230]

За критерий структурных изменений принималась истинная (физическая) ширина линий на рентгенограмме р, которая для чистых металлов и равновесных твердых растворов является результируго-щей средней величины блоков и дисперсии упругой деформации кристаллической решетки (микронапряжений) и служит характеристикой плотности содержащихся в металле дислокаций (р = [c.20]

Замена хрома или моноокиси кремния позволяет улучшить характеристики керметных пленок. Пленки Аи— 8Ю представляют собой аморфную моноокись кремния, в массе которой в виде отдельных скоплений рассеяно золото. В противоположность пленкам системы Сг—5Ю и очень тонким пленкам чистых металлов размер частиц кристаллического золота в этих системах уменьшается с увеличением температуры подложки. Они обладают стабильной величиной поверхностного сопротивления при нанесении на подложку при температуре последней выше 250 °С. [c.444]

Железо Fe (Ferrum). Порядковый номер 26, атомный вес 55,85. Железо известно с глубокой древности. Чистое железо представляет собой серый, имеющий кристаллическое строение металл 1 = 1530, = 3000° плотность 7,86. Известны четыре аллотропические формы а, 0, Y и 8. [c.366]

Для теплозащитных материалов наиболее важен третий участок области твердого состояния материала — диапазон высоких температур, который простирается от температуры Дебая до температуры плавления или сублимации данного вещества. В соответствии с данными рис. 3-12 для большинства чистых веществ — проводников электричества (в основном это металлы) можно принять, что коэффициент теплопроводности в этом диапазоне практически не изменяется с температурой (кривая 3). У кристаллических диэлектриков, например окислов AI2O3, 2гОг и т. д., теплопроводность в этой области падает обратно пропорционально температуре (кривая 2). У большинства аморфных материалов (стекло, некоторые полимеры) заметно некоторое увеличение коэффициента теплопроводности с ростом температуры (кривая 1). Интересно отметить, что разность между теплопроводностью кристаллических и аморфных диэлектриков быстро убывает с ростом температуры и в точке плавления исчезает совсем. Чистые металлы имеют максимальные значения [c.76]

Основным ядерным горючим является природный и обогащенный уран, хотя можно пользоваться также плутонием и искусственными изотопами урана В энергетических реакторах уран может применяться в виде чистого металла или сплайа с металлами, имеющими малое поперечное сечение захвата нейтронов, например, с алюминием или цирконием. Существуют три аллотропические разновидности урана до температуры 660° С а-уран, имеющий ромбическую кристаллическую решетку в интервале температур 660—760° С— Р-уран с тетрагональной устойчивой решеткой от 760° С и до точки плавления — у-уран, для которого характерна объемноцентрирован-ная кубическая решетка. Уран очень быстро подвергается коррозии от соприкосновения с водой, водяным паром, воздухом, жидкими металлами и другими средами. Следовательно, температура теплоносителя не должна превышать 500—600° С, а механическая и термическая обработка урана должна производиться с соблюдением соответствующих противокоррозионных мер — с использованием защитных атмосфер из инертных газов, специальных смазок и флюсов. [c.13]

Следует проводить тщательное разграничение между приведенными выше определениями. Часто считают, что соединение , которое известно вначале как промежуточная твердая фаза, продолжает существовать до некоторой степени и в жидком сплаве. Примером может служить система Mg — Bi с промежуточной фазой MggBia. Против этого можно возразить, что в жидком сплаве наличие индивидуальных молекул, имеющих характер продолжительно существующих определенных групп атомов, невероятно, поскольку таких молекул нет в кристаллическом состоянии. Ближний порядок в жидком сплаве имеет случайный характер. Важно, однако, что электронное строение твердой промежуточной фазы отлично от чистого металла. В сплавах Mg-Bi с отношением атомов 3 2 распределение электронов, приблизительно соответствующее ионной формуле (Mg2+)j (Bi2-)2, по-видимому, возможно как для твердого, так и для жидкого состояний. Эта гипотеза может быть проверена при помощи электрических и магнитных измерений. Как и в полупроводниках, можно ожидать минимума электропроводности вблизи составов, отвечающих обычным валентным отношениям. [c.13]

Легированные тугоплавкие металлы. Чистые тугоплавкие металлы не обладают достаточно высокой жаропрочностью, что объясняется отсутствием в их решетке устойчивых препятствий движению дислокаций и повышенной скоростью самодиф-фузии атомов при высокой температуре. Процессы разупрочнения протекают в чистых металлах интенсивно уже при нагреве до 0,3-0,4Тпл- При легировании тугоплавких металлов специальными добавками происходит торможение и закрепление дислокаций или плоскостей скольжения, а также затрудняется развитие разупрочнения а связи с меньшим образованием новых дислокаций и уменьшением скорости диффузии и самодиффузии атомов в кристаллической решетке металла-основы. Легирующая добавка либо входит в решетку металла, образуя твердый [c.160]

Индий представляет собой серебристо-белый металл с ярким металлическим блеском. Он мягче свипца (царапается ногтем), отличается хорошей ковкостью и пластичностью и имеет кристаллическую структуру. Сгибание чистого металла сонровождается характерным хрустом, как и в случае аю-ва. Индий менее летуч, чем цинк или кадмий, но при нагревании в токе водорода или в вакууме возгоняется. Расплавленный металл смачивает чистое стекло. Основные свойства и константы приведены в табл. 3. [c.225]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...