Книжки по товарознавству

Атомно-кристалевий устрій і властивості металів

Оснач. Товарознавство

Метали є основними конструкційними матеріалами су­часної техніки.
Метали — непрозорі кристалічні речовини, що володіють тепло- і електропровідністю, зносостійкістю, міцністю, твердістю, пластичністю і характерним металевим блиском. Широке прак­тичне застосування металів обумовлено їх хімічними, фізичними, механічними і технологічними властивостями.
Всі метали умовно діляться на чорні (залізо і сплави на його основі — сталь, чавун) і кольорові.
Метали є кристалічними тілами, їхні атоми закономірно і пе­ріодично розташовані в просторі. Цим вони відрізняються від аморфних тіл, атоми яких знаходяться в безладному стані. Роз­ташування атомів у металах характеризується кристалічними ре­шітками. Найменша частина кристалічної решітки, що визначає структуру даного металу, називається елементарною коміркою.
У металів найчастіше зустрічаються такі типи решіток: об'ємноцентрована кубічна (ОЦК), гранецентрована кубічна (ГЦК) і гексагональна щільноупакована (ГЩУ), що показано на рис. 2.1.


Рис. 2.1. Схеми кристалічних решіток:
а — ОЦК; б — ГЦК; в — ГЩУ
У кубічній об'ємноцентрованій решітці (а) вісім атомів роз­ташовані по кутах куба і дев'ятий атом — у центрі куба Таку решітку мають метали Feα (модифікація альфа-заліза); Сг (хром); (вольфрам); Мо (молібден); М (ніобий); V (ванадій)
У кубічній гранецентрованій решітці (б), крім восьми ато­мів у кутах куба, ще є шість атомів у центрах граней куба FeƔ- (модифікація гама-заліза при температурі вище УШ С) М (нікель), Си (мідь), АІ (алюміній), РЬ (свинець) Аи (золото) та ін.
У гегсагональній решітці (в) атоми знаходяться у кутах і в центрах шестикутних основ, а також у центрах трьох (із шести) граней: (магній), Хп (цинк), Ве (берилій) та ін.
Кристалічні решітки вивчаються за допомогою рентгено- структурного аналізу, який встановлює тип решітки та її розміри
Властивості металів визначаються силами взаємодії атомів а тому залежать від відстані між атомами і їхнього розташу­вання, іншими словами, обумовлені щільністю упаковування атомів у решітці. Щільність упаковування оцінюють коорди­наційним числом, під яким розуміють число атомів, які рівно- віддалені і знаходяться на мінімальній відстані від заданого (базового). Для решітки ОЦК координаційне число — К8 для штахети ГЦК - К12, а для ГЩУ - Г12. Літери «К» і «Г» по­казують тип решітки.
Деяким металам властива алотропія або поліморфізм, тобто здатність змінювати свою кристалічну решітку при нагріванні (охолодженні). Кристалізацією називається процес утворення в металах кристалічної решітки. Існує первинна кристалізація ко­ли утворення кристалів відбувається при затвердінні металів і у твердому стані — повторна кристалізація. У чистих металах тве­рдий стан переходить у рідину при температурі плавлення у га­зоподібний — при температурі кипіння. Температура плавлення металів коливається від 39°С (для ртуті) до 3390°С (для найбільш тугоплавкого металу вольфраму).
Кристали, що утворюються в процесі затвердіння металу, мо­жуть мати різноманітну форму в залежності від швидкості охо­лодження. Чим вище швидкість охолодження, тим більше дріб­нозернистим утворюється метал і кращі його механічні власти­вості. Тому, регулюючи швидкість охолодження рідкого металу можна змінити його структуру, що впливає на всі основні ха­рактеристики металу. На рис. 2.2 наведена крива охолодження кристалічного тіла.

Ви бачите тільки 37% питання.

Текст смс:
kkdtk2
на номер
4345

Щоб отримати доступ до матеріалів сайту надішліть смс з текстом kkdtk2 на номер 4345. Після цього введіть номер мобільного, з якого ви надіслали смс. Вартість смс — 3 грн.