Устойчивость кристаллических решеток

УСТОЙЧИВОСТЬ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ РЕШЕТОК [c.206]

Приготовление литейных сплавов связано с процессом плавления - переходом металлов из кристаллического состояния в жидкое, происходящим с поглощением теплоты. При постоянном внешнем давлении плавление происходит при определенной температуре плавления Т . При плавлении кристаллических тел нарушаются термомеханическая устойчивость кристаллических решеток и характерный для твердого состояния порядок, т.е. теряется постоянство формы материала, скачкообразно увеличивается объем, меняются и другие физические свойства металлов и сплавов. Тем не менее при плавлении в металлах и сплавах сохраняется присущий им металлический тип связи, он полностью исчезает только при температуре кипения (Гкт). [c.195]

Структура твердых тел, описание кристаллических решеток и другие аналогичные вопросы достаточно подробно излагаются в курсе молекулярной физики. Там же описаны механические и тепловые свойства твердых тел. В этой книге рассмотрены главным образом электронные свойства твердых тел. Но прежде необходимо проанализировать типы связи атомов и молекул в кристалле, которые обеспечивают устойчивое существование кристаллической решетки. [c.332]

Многие металлы имеют несколько различных типов кристаллических решеток, устойчивых при разных температурах. Сплавы таких металлов также испытывают аллотропические превращения, во время которых происходит перекристаллизация в твердом состоянии. [c.53]

В газах отсутствует закономерность в расположении частиц, частицы движутся хаотически, причем газ стремится занять возможно больший объем. Твердые кристаллические тела имеют правильное строение, при котором атомы и ионы находятся в узлах кристаллических решеток (так называемый ближний порядок), а отдельные ячейки и блоки определенным образом ориентированы по отношению друг к другу (дальний порядок). В жидкостях определенная ориентировка распространяется не на весь объем, а лишь на небольшое число атомов, образующих сравнительно устойчивые группировки, или флуктуации. С понижением температуры устойчивость флуктуаций увеличивается, и они проявляют склонность к росту. Таким образом, для жидкостей характерен только ближний порядок расположения атомов. [c.15]

Вышеприведенные наблюдения указывают, что явление разрушения можно исследовать либо путем изучения механизма расщепления внутри кристаллических решеток твердых тел, либо путем оценки степени устойчивости механического равновесия сил в напряженных зонах конечных размеров при переходе одной формы энергии в другую в процессе ослабления структуры, предшествующего окончательному разрушению. [c.224]

Введение. Теория упругости изучает механику деформируемых тел, которые восстанавливают свою первоначальную форму, после того как удалены силы, вызывающие деформацию. Обсуждение явлений упругости встречается уже в работах Гука (1676 г.). Однако первые реальные попытки создания теории упругости, исходя из понятия сплошной среды, позволяющего игнорировать молекулярное строение тела и описывать макроскопические явления с помощью функций координат пространства, относятся к первой половине восемнадцатого столетия ). С тех пор было приложено много усилий к изучению математической теории упругости и ее приложений к физике и инженерному делу. Судя по большому числу опубликованных работ по изучаемому предмету, исключается возможность с одинаковой полнотой изложить весь предмет в объеме одной книги. Настоящая работа имеет более ограниченную цель. В ней делается попытка дать краткий обзор некоторых разделов теории упругости и вместе с тем обсудить достаточное количество отдельных задач для того, чтобы дать некоторые представления относительно математического аппарата, необходимого для решения подобных задач. Даже в пределах этих ограниченных рамок в книге имеются значительные пробелы. В ней ничего, например, не говорится о такой важной теме как теория упругой устойчивости или о таком важном разделе как вычисление упругих постоянных кристаллов с помощью теории кристаллических решеток. [c.7]

Могут наблюдаться и случаи двусторонней диффузии при близких значениях коэффициентов диффузии твердого материала и жидкой среды. При оценке устойчивости поверхностных пленок следует учитывать положение кристаллохимического соответствия, т. е. зависимость устойчивости пленочных образований от параметров кристаллических решеток минерала — подкладки и пленочной фазы и физико-механических свойств последней. [c.38]

Так, в реальных кристаллах часто встречается кубическая объемноцентрированная структура, которую невозможно получить на основе приведенных выше простейших рассуждений. В этой структуре кристаллизуются -Fe, Мо, V, а-Сг, Na, К и многие другие металлы. Элементарная ячейка кубической объемноцентрированной решетки показана на рис. 2, и. Общим принципом, лежащим в основе образования реальных кристаллических решеток, является повышение устойчивости системы с уменьшением ее энергии. [c.19]

Для абсолютного большинства металлов следствием отсутствия направленности связи и отсутствия ограничений, обусловленных наличием пределов устойчивости кристаллической структуры, является высокая симметрия и большая компактность кристаллических структур. Металлы кристаллизуются в структуры с плотнейшей упаковкой атомов, что обеспечивает минимальность полной энергии кристалла. Из кристаллографии известно, что наиболее плотную упаковку имеют гексагональная (Zк = 12) и кубическая гранецентрированная (Zк = 12) решетки, а кубическая объемноцентрированная решетка (Zк = 8) имеет чуть меньшую плотность. Большинство металлов и большое число металлических соединений кристаллизуются с образованием одной из этих решеток. [c.34]

Итак, в пересыщенном твердом растворе протекают процессы, связанные с переходом его в более устойчивое, стабильное состояние, т. е. процессы старения. Механизм процесса следующий вначале в определенных участках кристаллической решетки пересыщенного твердого раствора происходит скопление атомов (В). Затем протекает формирование новой (свойственной выделяющейся фазе) кристаллической решетки. Однако решетка фазы остается кристаллографически близкой к решетке твердого раствора (когерентная связь). Далее происходит отрыв решеток и образование самостоятельных дисперсных частиц фазы. В заключение частицы фазы укрупняются (коагуляция). [c.211]

Кристаллическую решетку образуют воображаемые линии и плоскости, проходящие через точки пространства, в которых располагаются ионы металла. Более правильно эти точки определить как центры наиболее вероятного расположения ионов, так как те не остаются неподвижными, а колеблются около этих центров. Последние обычно называют узлами кристаллической решетки. Наиболее распространенными типами таких решеток металлов являются кубическая объемноцентрированная (рис. 115, а), кубическая гранецентрированная (рис. 115, б) и гексагональная плотно-упакованная (рис. 115, в). В них атомы находятся в устойчивом равновесии и обладают минимальной потенциальной энергией. [c.113]

Мартенситное превращение — без-диффузионное перемещение атомов исходной (высокотемпературной) фазы в положение, соответствующее кристаллической решетке другой (низкотемпературной) фазы, более устойчивой в новых термодинамических условиях. Перемещение носит сдвиговой характер с сохранением когерентности решеток на границе растущего мартен-ситного кристалла. [c.149]

При этом большинство легирующих добавок переходит в твердый раствор г. ц. к., как это видно на рис. 85. В результате быстрого охлаждения до комнатной температуры может быть получен твердый раствор, пересыщенный вакансиями, медью и другими легирующими добавками. Во время старения при температурах от комнатной до температуры, соответствующей линии предельного растворения (см. рис. 85), пересыщенной твердый раствор распадается. В определенных условиях это может приводить к значительному упрочнению сплава. Распределение медн в сплаве оказывает также определяющее влияние на сопротивление межкристаллитной коррозии и КР- Термодинамически устойчивый конечный продукт распада пересыщенного твердого раствора А1 — Си представляет собой двухфазную структуру, состоящую из насыщенного твердого раствора а (г. ц. к.) и равновесной фазы 9, имеющей тетрагональную кристаллическую решетку и близкой по составу соединению СиАЬ. Из-за различия кристаллических решеток равновесная фаза 0 некогерентна с твердым раствором г. ц. к. Высокая межфазная энергия поверхности раздела фаз (>1000 эрг/см ) [119] приводит к высокой энергии активации для зарождения фазы 0. Поэтому образованию равновесной фазы может предшествовать ряд превращений метаста-бильных фаз, энергия активации которых при зарождении ниже. Последовательность образования выделений достаточно полно была изучена и может быть представлена в виде следующего ряда [97, 119, 120] [c.235]

Из материала, изложенного в других главах настоящего издания, вытекает, что результат сплавления двух или большего числа металлов может быть весьма сложным. При сравнительно небольшом содержании растворимой добавки может образоваться твердый раствор на основе металла-растворителя этот твердый раствор сохраняет кристаллическую структуру, характерную для металла-растворителя, но средние размеры элементарной ячейки могут измениться. Атомы растворенного металла в кристаллической решетке твердого раствора могут замещать атомы металла-растворителя, если атомные диаметры этих двух металлов не сильно отличаются друг от друга. Если атомный диаметр растворимого элемента намного меньше атомного диаметра растворителя, то атомы растворенного элемента могут занимать места в кристаллической решетке между атомами растворителя. При более высоких концентрациях атомы разного oprtf цогут совместно размещаться в кристаллической решетке, которая отличается от кристаллических решеток любого из компонентов. При этом из атомов разного сорта образуются устойчивые фазы, которые известны под названием промежуточных фаз. Кристаллическая структура, отвечающая данному соотношению атомов разного сорта, например АзВ, может оказаться не подходящей для другого соотношения атомов А и В (нанример, АВ), так что в двойной системе А — В по мере изменения состава от 100% компонента А до 100% компонента В возможно образование целого ряда промежуточных фаз с различной кристаллической структурой, находящихся по составу между граничными твердыми растворами на основе компонентов А и Б. [c.38]

Действие стабилизирующих материалов основано на превращении различных окисей и гидроокисей железа, из которых состоят продукты коррозии, в гематит РегОз и магнетит Рез04. Магнетит — устойчивый окисел железа, отличающийся высокой адгезией к металлу благодаря близости констант их кристаллических решеток. При образовании сплошного влагонепроницаемого слоя из магнетита и гематита коррозия под пленкой указанных окислов прекращается, а сам слой этих продуктов обеспечивает защитное действие на некоторое время. [c.279]

Виды элементарных кристаллических ячеек металлов. Физические свойства. Взаимное расположение в кристалле металла структурных частиц ион-атомов, упрощенно считаемых шарообразными, называется упаковкой их. Наиболее устойчивой и, следовательно, наиболее вероятной в смысле образования упаковкой будет такая, при которой обеспечивается наилучший обмен электронами, что возможно при большей плотности расположения частиц, т. е. при минимуме пустых промежутков. При одинаковых радиусах всех структурных частиц, что имеет место, разумеется, в любом металле, наибольшую плотность расположения обеспечивают следующие виды кристаллических металлических решеток плотнейшая кубическая гранецентри-рованная и плотнейшая гексагональная (рис.. 5). В обоих этих случаях 74% общего объема заполнены частицами. Большинству технически важных металлов присущи упаковки именно этих двух видов. Многие металлы обладают менее плотной решеткой—кубической объ-емноцентрированной. В такой решетке частицы заполняют 68% общего объема. И только у отдельных металлов наблюдаются более сложные решетки других видов, еще менее плотные. [c.32]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...