Междуатомные силы

Равнодействующая сила I, осуществляющая связь между частицами в твердых телах, складывается из СШ1 притяжения 2 и отталкивания 3. Изменение величины междуатомных сил в зависимости от расстояния между атомами представлена на рис. 12. [c.28]

МЕЖДУАТОМНЫЕ СИЛЫ И ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ [c.7]

Кристаллическое вещество в макроскопическом масштабе может состоять из Одного когерентного блока. Это будет то, что обычно называют идеальным монокристаллом. Строго говоря, идеальный монокристалл должен быть бесконечным во всех направлениях, однако из-за малости междуатомных расстояний и малости радиуса действия междуатомных сил влиянием поверхностных эффектов по сравнению с объемными эффектами для макроскопических кристаллов в большинстве случаев можно пренебречь. Отдельные кристаллы могут достигать колоссальных размеров. Известны кристаллы природных минералов (кварц, берилл) длиною более метра и весом более тонны. В реальных кристаллах возможны различные нарушения когерентности параллельное смещение вдоль плоскости АВ двух соседних кристаллических блоков на величину ба, не кратную периоду а структуры в направлении смещения (рис. 3.4, а), или Поворот на угол бф (рис. 3.4,6). Обычно кристаллы бывают мозаичными, т. е. состоящими из блоков, имеющих небольшую дезориентировку, измеряемую десятками секунд, минутами и долями градуса. Размеры блоков мозаики составляют обычно от Ю"" до 10 см. Часто встречаются двойники (рис. 3.4, в), т. е. два блока, симметрично расположенных относительно плоскости двойникования (плоскость EF). [c.66]

Наиболее широко используется сварка, представляющая собой процесс неразъемного соединения деталей и узлов за счет междуатомных сил сцепления, осуществляемый как с применением, так и без применения нагрева. [c.156]

Сварка металлов представляет собой процесс получения неразъемного соединения металлических изделий, осуществляемый за счет использования междуатомных сил сцепления. [c.453]

Для возможности сваривания двух частей металла необходимо привести их в такое состояние, чтобы между ними начали действовать междуатомные силы сцепления. Это возможно в случае, если атомы металла сближаются на расстояние менее 4. 10" см. Такие условия можно создать тремя способами только сжатием деталей, нагреванием до пластического состояния с одновременным сжатием деталей и нагреванием металла до расплавления. [c.8]

Таким образом, если поверхности двух соединяемых металлических деталей сблизить на расстояние действия междуатомных сил, то в зоне такого сближения, в результате образования общего электронного облака, взаимодействующего с ионизированными атомами обеих металлических поверхностей, может образоваться прочное цельнометаллическое соединение. [c.5]

Аномалии, зависящие от междуатомных сил в твердых растворах. Имеется еще другой фактор, увеличивающий стойкость против коррозии металлических твердых растворов, которым обыкновенно пренебрегают. Когда металл корродирует, атомы должны отделиться друг от друга. Притяжение между неодинаковыми атомами превосходит притяжение между одинаковыми атомами (если бы это было не так, то твердые растворы были бы нестойки и стремились. разделиться на две фазы) поэтому работа отделения атомов в твердом растворе ненормально высока. Очевидно, эта работа разделения представляет только один член в выражении энергии коррозии, но ясно, что если представить два металла с одинаковыми электрохимическими и химическими свойствами, одинаковыми физическими свойствами и одинаковой растворимостью продуктов коррозии, то энергия коррозии для гомогенного сплава будет отлична от энергии для чистого металла при условии, что работа разделения различных атомов отличается от работы разделения одинаковых. Электрохимически это выра- [c.523]

Грюнайзен ), рассматривая уравнение состояния металлов в предположении центральных сил взаимодействия между атомами, также нашёл, что у должна быть независимой от температуры. Одиако этот результат теории Грюнайзена нельзя считать достаточно строгим, так как в действительности междуатомные силы отнюдь ие центральны. Если бы соотношение Грюнайзена было правильным, то определение сильно упрощалось бы, ибо тогда могло быть выражено через у, и мы имели бы [c.153]

Инфракрасный спектр ионных кристаллов. Все полярные соединения имеют инфракрасные полосы поглощения, которые связаны с возбуждением колебательного движения атомов или ионов. Хотя междуатомные силы в ионных кристаллах и сравнимы с электронными силами в атомах, тем не менее, однако, колебательный спектр ионных кристаллов лежит в инфракрасной области, ибо массы ионов по порядку величины в 10< раз больше масс электронов. Этот факт становится очевидным, если выписать соотношение между частотой V и массой т осциллятора [c.694]

Основной характерной чертой, отличающей конденсированное состояние от газообразного и определяющей поведение твердых и жидких тел при сжатии их ударными волнами, является сильное взаимодействие атомов (или молекул) тела друг с другом. Радиус действия междуатомных сил весьма ограничен. Он порядка размеров самих атомов и молекул, т. е. порядка 10" см. В достаточно разреженном газе, где средние расстояния между частицами много больше размеров частиц, взаимодействие проявляется в основном только при столкновениях, в момент тесного сближения атомов или молекул. [c.534]

Механически равновесное состояние твердого тела при нуле температуры и нулевом давлении ) характеризуется взаимной компенсацией междуатомных сил притяжения и отталкивания и минимумом потенциальной упругой энергии, который можно принять за начало ее отсчета 8 = О ). [c.536]

Прочность кристаллов и сопротивление пластическому деформированию. Разрушение кристаллической решетки возможно в результате преодоления междуатомных сил, величина которых приближенно определяется по формуле (63.1). Разрушающее напряжение, подсчитанное в предположении о том, что решетка является геометрически совершенной, называется теоретической прочностью кристалла. Расчеты дают для теоретической прочности значения, во много раз превышающие фактически наблюдаемые. Низкая прочность реальных кристаллов объясняется тем, что они всегда имеют дефекты строения и разрушения начинаются со слабого места, при этом [c.141]

Образование дислокаций путем сдвига (рис. 91, в и д) не требует удаления материала или добавления лишнего, поэтому такой путь является наиболее естественным. В кристалле достаточно больших размеров и не содержащем других дефектов дислокация может перемещаться. Действительно, искажение кристаллической решетки, связанное с дислокацией, означает изменение междуатомных сил, а следовательно, изменение энергии кристалла. Чтобы образовать дислокацию, нужно переместить края разреза, при этом придется преодолевать междуатомные силы, то есть совершать работу. Эта работа равна энергии дислокации. Очевидно, что в кристалле неограниченных размеров энергия дислокации не зависит от ее поло- жения, следовательно, с энергетической точки зрения дислокация свободна и может перемещаться как угодно. Однако существует кинематическое ограничение возможных движений дислокации. Представим себе, что положительная краевая дислокация переместилась вниз на некоторое расстояние 6. Это значит, что мы должны были сделать дополнительный разрез на длину б и вставить туда слой атомов. [c.144]

Междуатомные силы, которые обусловливают сцепление, проявляются заметно при расстоянии между атомами примерно [c.271]

При некотором междуатомном расстоянием г, равнодействующая сила притяжения достигает наибольшего значения преодолев эту силу, можно полностью отделить атомы друг от друга. Очевидно, эта сила представляет величину абсолютной прочности кристаллической решетки. [c.28]

Развитие подобных взглядов представляется весьма полезным, хотя и несколько односторонним, так как при этом учитывается лишь один из факторов, влияющих на диффузию, а именно сила междуатомных взаимодействий. Несомненно, такое толкование может помочь при качественной оценке величины коэффициента диффузии. [c.26]

Взаимодействие двух сближаемых металлических поверхностей заключается в возникновении между ними сил взаимного притяжения и отталкивания, различных по своей природе и величине. Молекулярные силы притяжения и силы междуатомного сцепления (силы Ван-дер-Ваальса) действуют между поверхностями чистых металлов до появления металлических связей. Эти силы имеют электрическую природу и объясняются поляризацией нейтральных частиц. [c.60]

Силы междуатомного сцепления убывают пропорционально седьмой степени расстояния [19]. [c.60]

Явление рекристаллизации заключается в возникновении новых зародышей зерен и их росте, в результате чего происходит дальнейшее снятие напряжений, уменьшение упрочнения и твердости металла. Разупрочнение сопровождается упорядочением атомной кристаллической решетки и вызывает повышение сил междуатомных связей в кристаллитах твердого тела. [c.46]

Значительное влияние на скорость диффузии оказывает структура. Скорость диффузии в объеме зерна, по границам зерен и блоков мозаики и на их поверхности разная. Различают объемную, пограничную и поверхностную диффузию. Скорость пограничной диффузии выше, чем объемной, а поверхностной — выше, чем пограничной. Более легкое перемещение атомов диффундирующего элемента по границам зерен объясняется нарушениями кристаллического строения и ослаблением междуатомных связей в этих областях. Диффузия на поверхности зерен протекает быстрее вследствие наличия сил междуатомной связи у поверхностных атомов только по одну сторону плоскости. Таким образом, при измельчении зерен металла и увеличении протяженности их границ скорость диффузии, как правило, повышается. [c.54]

Следует различать понятия красностойкость и горячая твердость . Под горячей твердостью понимают твердость металла в нагретом состоянии. Горячая твердость является обратимым свойством если нагревание металла прекращается, то исходное значение его твердости восстанавливается. Горячая твердость зависит от сил междуатомной связи в решетке металла, которые приближенно могут быть оценены по температуре плавления. [c.23]

Сначала следует оценить энергию системы данного состава для различных микроскопических конфигураций атомов. В большинстве исследований принимается, 4to энергия бинарной системы А—В есть линейная функция чисел пар АА, АВ и ВВ, поскольку междуатомные силы очень быстро убывают с расстоянием и поэтому ближайшие соседи определяют большую часть полной энергии системы. Это допущение является несколько сомнительным по причинам, частично расмотренным в гл. II, п. 3 и 4. Кроме того известно, что параметр решетки зависит от степени порядка. Следовательно, если упорядочение сопровождается сжатием решетки, энергия взаимодействия между указанными парами должна возрасти. Борелиус [35] указал, что для лучшего приближения следует рассматривать не энергию пар, а энергию групп, состоящих более чем из двух атомов. Далее, желательно точно учесть энергию электронов, задаваясь атомными конфигурациями и вычисляя энергию распределения электронного газа, отвечающую минимуму свободной энергии для данной конфигурации атомов. [c.80]

В процессе приработки деталей между поверхностными атомами возникают междуатомные силы связи, подобные силам, связывающим атомр б кристаллической решетке металлов. В итоге действия этих сил между трущимися металлическими поверхностя.ми может произойти схватывание—прочное метал-лическое соединение, аналогичное сварке и наблюдаемое при любой температуре. [c.85]

По Г. В. Курдюмову сопротивление деформации зависит не только от величины сил междуатомной связи, но в значительной степени также от числа атомов, одновременно оказывающих сопротивление внешним силам [18]. Углерод, создавая большое число очагов несовершенств кристаллической решетки, увеличивает степень одновременности участия атомов в сопротивлении внешним силам и, следовательно, особенности тонкого субмикроскопичеокого строения приводят к возрастанию сопротивления деформированию, несмотря на понижение прочности междуатомных сил. [c.1128]

На всех трёх этапах развития теории теплоёмкости (Эйнштейн, Дебай и Борн — Карман — Блэкмен) делалось предположение о том, что междуатомные силы подчиняются закону Гука. В настоящей главе мы также будем ограничиваться этим приближением. Однако на кривых удельной теплоёмкости им не охватываются некоторые детали, которые обусловлены двумя причинами ангармоническим членом в силах взаимодействия и тепловым возбуждением электронов. Подробнее эти вопросы будут изложены позднее. Можно думать, что ангармонический член во взаимодействии обусловливает следующие явления а) аномальные пики на кривых удельной теплоёмкости молекулярных кристаллов типа твёрдого метана и ионных кристаллов, в частности, хлористого аммония б) часть отклонения от закона Дюлонга и Пти при высоких температурах. Электронное взаимодействие, несомненно, в свою очередь ответственно за а) линейную температурную зависимость удельной теплоёмкости некоторых металлов вблизи абсолютного нуля, б) аномальные пики на кривых удельной теплоёмкости ферромагнитных металлов и парамагнитных солей и в) часть отклонений от закона Дюлонга и Пти при высоких температурах-.-в частности те, которые наблюдаются у металлов переходной у пы. [c.114]

Междуатомные силы, которые обусловливают сцепление, проявляются заметно при расстоянии между атомами порядка 50 А, причем эти силы уменьшаются не пропорционально увеличению расстояния между атомами, а в значительно большей степени. Так, из вычислений Дашмана (Dus hman) следует, что если при междуатомном расстоянии, равном единице, сила, необходимая для нарушения сцепления л ежлу атомами, равна 64 единицам, то при удвоении расстояния величина этой силы падает не до 32, а до 4 единиц. Поэтому неудивительно, что ничтожные следы окислов, имеющихся на поверхности, препятствуют сцеплению электрических осадков в большинстве случаев причину плохого сцепления ищут в несовершенстве подготовки поверхности, хотя имеется и ряд других причин. [c.146]

Обе силы зависят от расстояния между атомами равнодействующая этих сил при некогго-ром междуатомном расстоянии г становится равной нулю. При сближении атомов резко возрастают силы отталкивания, при удалении их друг от друга появляются силы притяжения. [c.28]

Обш ие теоремы механики формулируются для системы материальных точек, связанных силами взаимодействия плп подчиненных геометрическим связям. Простейшую систему представляет собою так называемое абсолютно твердое тело, т. е. система конечного или бесконечно большого числа материальных точек, расстояния между которыми остаются неизменными. После того как наложено столь жесткое кинематическое ограничение, вопрос о природе сил взаимодействия между точками, составляющими твердое тело, уже не возникает, эти взаимодействия не могут быть измерены никаким способом, они совершенно не влияют на характер движения тела. Продолжая тот же путь рассуждений, можно представить себе реальное твердое тело или жидкость как систему весьма большого числа материальных точек, взаимодействующих между собою определенным образом. Физическая точка зреиия будет состоять в том, чтобы приписывать этим материальным точкам определенную индивидуальность, отождествляя их с реальными атомами и молекулами. Проследить за движением каждой физической точки совершенно невозможно, так как число их слишком велико, поэтому, даже если принять за отправной пункт представление об атомном строении и об определенных законах междуатомного взаимодействия, все равно приходится вводить некоторые осредненные характеристики, описывающие движение атомов и действующие между ними силы, отказываясь от рассмотрения каждого атома в отдельности. Методы статистической физики хорошо развиты применительно [c.19]

Если считать, что силы взаимодействия между атомами направлены по прямым, соединяющим их центры (гипотеза центральных сил), то в уравнениях равновесия атомной решетки будут фигурировать только координаты атомов, но не утлы их собственных вращений. Считая число атомов очень большим, а расстояния между ними очень малыми, мы можем получить отсюда закон упругости для сплошной среды, притом для среды, соответствующей класспческой модели. Такие вычисления действительно производились, однако точные законы междуатомного взаимодействия неизвестны н непосредственно установить их нельзя. Поэтому в основу анализа приходится полагать более или менее правдоподобные гипотезы. [c.23]

Возвращаясь к примеру контакта двух твердых тел, заметим, что у достаточно прочных материалов, применяемых в технике, размеры площадки контакта оказываются, как правило, малы по сравнению с размерами тела. Поэтому представление о сосредоточенной силе давления одного тела на другое не совсем бессмысленно. Когда рассматривается состояние тела на достаточно большом расстоянии от площадки контакта, бывает достаточно пренебрегать ее размерами и считать давление сосредоточенным в окрестности области контакта замена распределенного давления сосредоточенной силой приводит к серьезным ошибкам. Приведенные рассуждения о непрерывно распределенном давлении на площадке контакта, о силе тяжести, непрерывно распределенной по объему, опять-таки относятся не к реальному телу, а к сплошной среде в том смысле, в каком было определено это понятие выше. Можно, конечно, сказать, что в действительности при контакте двух тел вступают в действие силы отталкивания между атомами. Таким образом, вместо непрерывно распределенного давления мы получим опять-таки систему сосредоточенных сил, число которых неизмеримо велико. Но такое представление будет опять-таки лишь грубьш приближением к действительности рассматривая силы междуатомного взаимодействия как силы, действуюпще на материальные точки, мы отвле- [c.24]

Прочность является наиболее структурно чувствительным свойством. Только прочность идеальных монокристаллов определяется межатомными силами. Такая прочность реализуется лишь в исключительных случаях, например в нитевидных кристаллах. Обычные кристаллические тела содержат различные несовершенства структуры и их прочность зависит не только от характера междуатомного взаимодействия, но и в большок степени от типа, распределения и количества несовершенств кристаллической решетки. [c.279]

Механические свойства, за исключением некоторых (модуль упругости коэффициент Пуассона, величина которых обуслсвло. а силами междуатомных взаимодействий), характеризующие прочность, надежность и долговечность металла, зависят от его структуры и состава. [c.18]

Многие физические свойства тугоплавких металлов тесно связаны с нх положением в периодической системе Менделеева. На рис. IV. 59 для примера приведены температуры плавления переходных металлов в трех длинных периодах в зависимости от их положе-ния в таблице Менделеева. Отчетливо видно, что в каждом nepuo i. температура плавления вначале повышается и достигает максимального значения для металлов подгруппы VIA, а далее падает. Температура плавления тесно связана с силами междуатомной связи в металлах, хотя и не является мерой их величины, и, следовательно, для [c.464]

Механическая прочность стекла во много раз меньше теоретической, которая рассчитана по силам взаимодействия отдельных молекул и атомов в стекле. Разница прочностей, по мнению ряда исследователей, вызывается наличием в стекле участков с пониженной механической прочностью, а именно дефектами структуры пространственной решетки, внутренней негомогенностью, наличием пузырей, трещин, царапин. Преобладающее значение имеют поверхностные трещины, особенно в тех случаях, когда на стекло действует окружающая среда, содействуя разрыву междуатомных связей. Известно, что прочность стекла обусловлена главным образом прочностью поверхностных слоев стекла, которая в свою очередь зависит от характера и количества трещин и других дефектов. [c.202]

Выше отмечалось, что искажения П рода не играют существенной роли в упрочнении стали. Искажения И рода характеризуют кристаллов мартенсита, увеличения содержания в растворе возрастает деформация кристаллов мартенсита и, следовательно, тем больше возрастают значения искажений И рода. Искажения П рода характеризуют предел упругой деформации кристалла мартенсита. С увеличением содержания углерода в закаленной стали повышение твердости вызывается различием в свойствах кристаллов мартенсита, а не различием в микро- и субмикроструктуре. Величина искажений И рода является своеобразной мерой предела упругой деформации кристалла. Такое представление подтверждается существованием прямой зависимости не только между величиной искажений И рода <Аа/а) и твердостью упрочненного металла (рис. 23), но и между значением Ла/а и твердостью отожженного сплава. Таким образом, абсолютное значение твердости упрочненных сплавов зависит не только от возникновения тонкой кристаллической структуры зерна, но и от свойств кристаллов в отожженном состоянии. Свойства кристаллов вещества в микрообъемах определяются силами и характером междуатомной связи и типом упаковки атомов. [c.41]

Процесс отдыха является вторичным процессом. Он ведет к ликвидации вызванных деформированием нарушений решетки, исчезновению внутренних поверхностей раздела и к смыканию раскрывшихся ультрамикротрещин. Пластическая деформация понижает силы междуатомных связей в кристаллитах. [c.46]

Этим трем типам химического взаимодействия соответствуют три основных типа междуатомных связей ионная, ковалентная и металлическая. Ионная связь характеризуется взаимодействием различно заряженных ионов, между которыми возникают силы электростатического притяжения (например, в молекуле ЫаС1). При ковалентной связи между спаренными электронами, принадлежащими нескольким атомам, возникают силы электромагнитного взаимодей-1 ствия (например, в молекулах Оа, О2). Металлическая связь обу- словливается особым атомным строением металлов. [c.28]

По современной теории металлического состояния, начало которой положили работы отечественных ученых А. Г. Столетова, Л. И. Мандельштама и Н. Д. Папалекси, металлическое вещество состоит из положительно заряженных ионов или нейтральных атомов, расположенных в узлах решетки, и перемещающихся между ними свободных электронов. К таким электронам относятся наименее связанные с ядром внешние валентные электроны. Особенностью атомного строения металлов является наличие у них особого типа междуатомной связи — металлической, характеризующейся тем, что перемещающиеся между ионами свободные электроны принадле-жат не одному какому-либо атому, а коллективизированы — связаны со многими атомами. Таким образом, металлическая связь выражается во взаимодействии электростатических сил притяжения между положительно заряженными ионами и коллективизирован- ными электронами и во взаимном отталкивании одноименных частиц (ионов или электронов). [c.28]

В то время как в континууме частота неограничепио 1юзрастает с ростом к, в кристалле, в силу периодичности (О [к, а) и конечности сил междуатомного взаимодействия, существует максимум частоты ш, . Колебапия с большими частотами не могут распространяться в кристалле, т, е, спектр обрезан (см, также Колебания кристаллических ре1иеток). [c.331]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...