Учебное пособие Уфа 2004 Физика металлов. Учебное пособие. Уфа: угату, 2004



страница6/17
Дата27.04.2013
Размер0.95 Mb.
ТипУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

5. Основы теории сплавов.



Сплавы - это вещества, состоящие из нескольких элементов, взятых в произвольных соотношениях. Сплавы получаются путем сплавления различных элементов в жидком состоянии, но могут быть получены и за счет диффузии в твердом состоянии, и путем совместной конденсации паров или другими способами. Компонентами сплава называют химические элементы или химические соединения, входящие в состав сплава. По числу компонентов сплавы делят на двойные, тройные и т. д. Сплавы, получаемые из металлических элементов и обладающие металлическими свойствами (металлический блеск, пластичность, электро- и теплопроводность и др.), называют металлическими сплавами

В зависимости от химической природы элементов, размера их ионов и типа кристаллической решетки компоненты могут растворяться друг в друге (ограниченно или неограниченно), могут быть нерастворимыми друг в друге или образовывать новые химические соединения. Отдельные однородные части сплавов, отделенные от других частей поверхностью раздела, при переходе через которую химический состав и свойства меняются скачком, называются фазами.

Как правило, в жидком состоянии компоненты сплавов хорошо растворяются друг в друге. При понижении температуры и кристаллизации сплавы могут быть получены в виде:

  • · твердого раствора,

  • · механической смеси,

  • · химического соединения.

Твердый раствор образуется тогда, когда компоненты сплава обладают взаимной растворимостью в твердом состоянии. Твердый раствор - однородное (однофазное) кристаллическое тело, имеющее один тип кристаллической решетки, поскольку в решетку основного компонента (растворителя) входят атомы растворенного элемента. При этом возможно образование твердых растворов двух типов: 1) твердые растворы замещения 2) твердые растворы внедрения. Кроме того, на базе химического соединения еще различают твердые растворы вычитания.

В
твердом растворе замещения
(Рис. 22 а) атомы растворенного элемента замещают атомы растворителя в его кристаллической решетке. При этом параметры решетки растворителя изменяются в зависимости от разности атомных диаметров растворенного элемента и растворителя. Если атомный диаметр растворенного элемента больше атомного диаметра растворителя, то элементарная ячейка решетки этого раствора искажается и увеличивается, в противном случае она сокращается.

Рис. 22. Схема образования твердых растворов замещения (а) и внедрения (б)

В твердом растворе внедрения (Рис. 22 б) атомы растворенного элемента размещаются между атомами растворителя в его кристаллической решетке, как межузельный атом.
Для образования твердого раствора внедрения необходимо, чтобы отношение атомного радиуса растворенного элемента к атомному радиусу растворителя было равно или меньше 0,59. При образовании твердых растворов внедрения параметр решетки растворителя всегда увеличивается, что приводит к значительному искажению решетки. Твердые растворы внедрения обычно получаются тогда, когда металл растворяет неметаллический элемент (водород, азот, углерод, бор и др.) с малыми атомными размерами. Например, твердый раствор в железе представляет собой твердый раствор внедрения. Отношение атомного радиуса азота к атомному радиусу железа равно 0,56.

В твердом растворе вычитания, образующемся на базе химического соединения, отдельные узлы кристаллической решетки остаются незанятыми (“пустыми”). Это происходит тогда, когда на базе химического соединения (например, закиси железа FеО) получается твердый раствор растворением одного из элементов (например, кислорода), составляющих химическое соединение (FеО). Растворение происходит не замещением атомов железа атомами кислорода, а изъятием некоторого числа атомов железа из узлов решетки химического соединения FеО. В результате появляются “пустые места” (“дырки”).

Механическая смесь образуется тогда, когда при кристаллизации компоненты сплава обладают полной нерастворимостью в твердом состоянии. Металлы, образующие такие сплавы, сохраняют свою кристаллическую решетку. Такое строение имеет, например, сплав свинца с сурьмой. При рассмотрении этого сплава под микроскопом видны зерна свинца и зерна сурьмы. Механические смеси образуют металлы, существенно отличающиеся атомными объемами или кристаллической решеткой. Например, в сплаве свинец - сурьма, их кристаллические решетки: у свинца ГЦК, а у сурьмы ромбоэдрическая. Свойства такого сплава зависят от соотношения количества его компонентов.

Химическое соединение образуется при сплавлении разных металлов или металла с неметаллом. Химическое соединение - однородное кристаллическое тело, имеющее свою решетку с упорядоченным расположением к ней атомов компонентов и свои специфические свойства, отличные от решеток и свойств исходных компонентов. Химические соединения образуются при строго определенном соотношении компонентов и могут быть выражены формулой. Так, при сплавлении меди и алюминия получается интерметаллидное соединение СuАl2, имеющее тетрагональную кристаллическую решетку (медь и алюминий имеют ГЦК решетку).

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

Похожие:

Учебное пособие Уфа 2004 Физика металлов. Учебное пособие. Уфа: угату, 2004 iconУчебное пособие Уфа 2006 удк 330. 43
Еникеев Т. И. Эконометрика. / Учебное пособие. Уфа: ООО полиграфстудия «Оптима». 2006. 116 с., табл. 7, рис. 5, библ. –24 наз
Учебное пособие Уфа 2004 Физика металлов. Учебное пособие. Уфа: угату, 2004 iconУчебное пособие Уфа 2006 удк 519. 8 Б 19 ббк 22. 1: 22. 18 (Я7)
Бакусова С. М. Математика. Часть Математическое программирование / Учебное пособие. Уфа: ООО полиграфстудия «Оптима», 2006. – 71...
Учебное пособие Уфа 2004 Физика металлов. Учебное пособие. Уфа: угату, 2004 iconКультурология
Культурология: учебное пособие / под ред. О. Б. Феклиной; Уфимск. К90 гос авиац техн ун-т. – Уфа: угату, 2006. – 123 с
Учебное пособие Уфа 2004 Физика металлов. Учебное пособие. Уфа: угату, 2004 iconУчебное пособие Москва 2004 г. Составители: д т. н., проф. Е. П. Доморацкий
Моделирование функциональных узлов ЭВМ с помощью программы Electronics Workbench (Учебное пособие) / Сост. Е. П. Доморацкий, К. О....
Учебное пособие Уфа 2004 Физика металлов. Учебное пособие. Уфа: угату, 2004 iconУчебное пособие Кемерово 2004 удк
Учебное пособие предназначено для студентов специальности 271400 «Технология продуктов детского и функционального питания» всех форм...
Учебное пособие Уфа 2004 Физика металлов. Учебное пособие. Уфа: угату, 2004 iconУчебное пособие москва 2002 удк 536 ш 25 Рецензент д ф. м н. профессор В. М. Кузнецов (рхту им. Д. И. Менделеева) Шарц А. А. Основы термодинамики: учебное пособие. М.: Мгту «станкин»
Учебное пособие предназначено для студентов второго курса и содержит краткое изложение основного материала подраздела «Термодинамика»...
Учебное пособие Уфа 2004 Физика металлов. Учебное пособие. Уфа: угату, 2004 iconУчебное пособие /А. А. Горелов. М.: Мпси: Флинта, 2004. 608 с
Социальная экология: Учебное пособие /А. А. Горелов. М.: Мпси: Флинта, 2004. 608 с
Учебное пособие Уфа 2004 Физика металлов. Учебное пособие. Уфа: угату, 2004 iconЛекции по русскому фольклору: Учебное пособие. М.: Дрофа, 2004. 336 с
Костюхин Е. А. Лекции по русскому фольклору: Учебное пособие. – М.: Дрофа, 2004. – 336 с
Учебное пособие Уфа 2004 Физика металлов. Учебное пособие. Уфа: угату, 2004 iconКнига рассчитана на студентов, аспирантов и всех тех, кто интересуется историей
В15 История России. XX век. Часть 2: Учебное пособие. Уфа: рио башГУ, 2002. 234 с
Учебное пособие Уфа 2004 Физика металлов. Учебное пособие. Уфа: угату, 2004 iconУчебное пособие для учащихся 5 класса
Учебное пособие предназначено для учащихся 5 классов основной школы. Оно охватывает историю Сибири с эпохи камня до наших дней. Учебное...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org