ЛЕКЦИИ
по курсу
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Конструкционные материалы
Классификация по назначению
1) общего назначения;
2) пружинные;
3) износостойкие;
4) с особыми технологическими свойствами;
5) легкие;
6) с высокой удельной прочностью;
7) устойчивые к температуре среды.
Свойства
1) механические (плотность, твердость);
2) технические (свариваемость, штампуемость);
3) эксплуатационные (устойчивость против коррозии);
4) физические (магнитные, объемные, электрические).
Строение (структура)
Влияние на строение:
1) изменение химического состава (чистые металлы или сплавы);
2) способ получения (отливка, поковка, выточка из прутка, порошковая технология);
3) способы обработки (пластическая деформация, термическая обработка, химикотермическая обработка).
ЧАСТЬ 1
Кристаллография, кристаллизация, деформация и диаграммы состояния сплавов
Глава 1. Строение кристаллов
Кристаллы состоят из:
● молекул (H2O, CO2, …);
● ионов (NaCl, …);
|
|
● отдельных атомов (все Ме, нМе (Si, Gr, C, Ar)).
Виды взаимодействия частиц в кристаллах
1. Молекулярное взаимодействие (силы Ван-дер-Ваальса. Атомы инертных веществ)
● в основе такого взаимодействия лежит явление поляризации (образование диполей), следовательно, электростатического притяжения;
● каждая частица окружает себя соседями, значит, укладка плотная;
● все соседи равноценны, т.е. связь ненаправленная;
● энергия связи мала (Есв ~ 0,1 кДж/моль);
● диэлектрики с низкой tпл.
2. Обменное взаимодействие (ковалентное)
Атомы IV и V групп: Si, Ge, C (4-валентные), Sb, Bi (5-валентные).
● в основе такого метода лежит обмен валентными электронами;
● число соседей точно известное и небольшое (3 или 4);
● соседи не равноценны, значит, связи направленные, Есв ~ 102 кДж/моль;
● очень твердые и очень хрупкие кристаллы;
● полупроводники и диэлектрики.
3. Ионное взаимодействие
Ме + нМе
Na – 1ē —> Na+
Cl + 1ē —> Cl-
● в основе взаимодействия лежит переход валентных электронов;
● число соседей большое;
● укладка плотная;
● связи ненаправленные, очень сильные, Есв ~ 102 кДж/моль;
● твердые кристаллы с высокой tпл;
● диэлектрики, полупроводники.
4. Металлическое взаимодействие
Все Ме.
● в основе лежит коллектив электронов, это облако электронов связывает все свободные элементы;
● укладка наиплотнейшая;
●связи ненаправленные, Есв ~ 10 кДж/моль;
●все Ме пластичные, прочные, электропроводны.
Выводы:
1. Различные виды взаимодействия имеют одинаковую электростатическую природу.
|
|
2. При электростатическом взаимодействии преобладают либо силы притяжения, либо силы отталкивания в зависимости от расстояния между частицами.