Кристаллизация металлов - раздел Энергетика, ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЕ И КОНСТРУКЦИОННОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Процесс Образования ...
Процесс образования в металлах кристаллической решетки называется кристаллизацией. Для изучения процесса кристаллизации строят кривые охлаждения металлов, которые показывают изменение температуры (t) во времени (). На рис. 2.2. приведены кривые охлаждения аморфного и кристаллического веществ. Затвердевание аморфного вещества (а) происходит постепенно, без резко выраженной границы между жидким и твердым состоянием. На кривой охлаждения кристаллического вещества (б) имеется
горизонтальный участок с температурой tкр, называемой температурой кристаллизации. Наличие этого участка говорит о том, что процесс сопровождается выделением скрытой теплоты кристаллизации. Длина горизонтального участка — это время кристаллизации.
Кристаллизация металла происходит постепенно. Она объединяет два процесса, происходящих одновременно: возникновение центров кристаллизации и рост кристаллов. В процессе кристаллизации, когда растущий кристалл окружен жидкостью, он имеет правильную геометрическую форму. При столкновении растущих кристаллов их правильная форма нарушается.
После окончания кристаллизации образуются кристаллы неправильной формы, которые называются зернами или кристаллитами. Внутри каждого зерна имеется определенная ориентация кристаллической решетки, отличающаяся от ориентации решеток соседних зерен.
Полиморфизм.Некоторые металлы, в зависимости от температуры, могут существовать в различных кристаллических формах. Это явление называется полиморфизмом или аллотропией, а различные кристаллические формы одного вещества называются полиморфными модификациями. Процесс перехода от одной кристаллической формы к другой называется полиморфный превращением. Полиморфные превращения протекают при определенной температуре. Полиморфные модификации обозначают строчными греческими буквами α,β,γ,δ и т.д., причём α соответствует модификации, существующей при наиболее низкой температуре. Полиморфизм характерен для железа, олова, кобальта, марганца, титана и некоторых других металлов.
Важное значение имеет полиморфизм железа. На рис. 2.3 изображена кривая охлаждения железа. Полиморфные превращения характеризуются горизонтальными участками на кривой охлаждения, так как при них происходит полная перекристаллизация металла. До 911°С устойчиво Feα, имеющее кубическую объемно-центрированную решетку. В интервале 911-1392°С существует Fеγ с кубической гранецентрированной кристаллической решеткой. При 1392-1539°С вновь устойчиво Fеα. Часто высокотемпературную модификацию Feα обозначают Feδ. Остановка на кривой охлаждения при768°С связана не с полиморфным превращением, а с изменением магнитных свойств. До 768°С железо магнитно, а выше — немагнитное.
Из жидкого расплава можно вырастить монокристалл. Их обычно используют в лабораториях для изучения свойств того или иного вещества.
Металлы и сплавы, полученные в обычных условиях, состоят из большого количества кристаллов, то есть, имеют поликристаллическое строение. Эти кристаллы называются зернами. Они имеют неправильную форму и различно ориентированы в пространстве. Каждое зерно имеет свою ориентировку кристаллической решетки, отличную от ориентировки соседних зерен, вследствие чего свойства реальных металлов усредняются, и явления анизотропии не наблюдается
В кристаллической решетке реальных металлов имеются различные дефекты (несовершенства), которые нарушают связи между атомами и оказывают влияние на свойства металлов. Различают следующие структурные несовершенства:
· точечные – малые во всех трех измерениях;
· линейные – малые в двух измерениях и сколь угодно протяженные в третьем;
государственное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Кристаллизация металлов
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Диэлектрическая проницаемость диэлектриков
Любой диэлектрик, с нанесёнными на него электродами, можно рассматривать, как конденсатор определённой ёмкости (U–приложенное напряжение, Р–полимеризация, Е–внешняя напряжённость).
Токи в диэлектриках
В момент включения и выключения постоянного электрического поля через диэлектрик электрического конденсатора протекает обусловленный быстрым
Виды диэлектрических потерь
Существует четыре основных вида диэлектрических потерь.
Потери, обусловленные поляризацией. Наблюдаются в веществах с релаксационной поляризацией (диэлектрики с дипольной
Пробой газообразных диэлектриков
Газообразные диэлектрики обладают высокими электроизоляционными свойствами только при низких напряжениях. При высоком напряжении начинается
Пробой жидкого диэлектрика
Пробивное напряжение жидкости или электрическая прочность зависит от чистоты жидкости, наличия посторонних примесей и газовых включений. В ж
Механические свойства
При эксплуатации электротехнического оборудования электроизоляционные материалы и диэлектрики подвергаются воздействию различных факторов, вредно сказывающихся на свойствах изоляции. Твердые диэлек
Тепловые свойства диэлектриков
Температура - это понятие, введенное для характеристики энергии, которой обладают молекулы вещества. С другой стороны, это физическая характеристика, которая соответствует равновес
Влажностные свойства диэлектриков
Все изолирующие материалы поглощают влагу. Наличие пор, сообщающихся с атмосферой, приводит к снижению влагостойкости материала, плотная его структура затрудняет проникновение воды и повышает влаго
Радиационные свойства
Способность материала сохранять свои эксплуатационные характеристики под действием ионизирующих излучений называется радиационной стойкостью.Ионизирующие излучения вызывают в диэле
Трансформаторное масло
Трансформаторные масла применяют для заливки силовых и измерительных трансформаторов, реакторного оборудования, а также масляных выключателей. В последних аппаратах масла выполняют функции дугогася
Гетероцепные термопластичные смолы.
Полиамиды. Продукты поликонденсации, образованные повторяющимися группами – СН2 – и пептидными группами – СО – NН – . Имеют высокую механическую прочность
Полярные термопласты
Полярные термопласты имеют повышенные значения диэлектрической проницаемости и высокие диэлектрические потери, которые существенно зависят от температуры и частоты напряжения. Знач
Текстильные материалы
Текстильные материалы получают методом специальной обработки длинноволокнистого сырья. Ткани отличаются от бумаг упорядоченным строением (переплетением) нитей. Текстильные материалы имеют бо
Точеные дефекты
Одним из распространенных несовершенств кристаллического строения является наличие точечных дефектов: вакансий, дислоцированных атомов и примесей. (рис. 2.1.)
Кристаллизация сплавов.
Кристаллизация сплавов подчиняется тем же закономерностям, что и кристаллизация чистых металлов. Необходимым условием является стремление системы в состояние с минимумом свободной энергии.
Диаграмма состояния.
Диаграмма состояния представляет собой графическое изображение состояния любого сплава изучаемой системы в зависимости от концентрации и температуры (рис. 4.5)
.
Структуры железоуглеродистых сплавов
Железоуглеродистые сплавы – стали и чугуны – важнейшие металлические сплавы современной техники. Производство чугуна и стали по объему превосходит производство всех других металлов вместе взятых бо
Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов
Компонентами железоуглеродистых сплавов являются железо, углерод и цементит.
1. Железо – переходный металл серебристо-светлого цвета. Имеет высокую температуру плавл
Структуры железоуглеродистых сплавов
Все сплавы системы железо – цементит по структурному признаку делят на две большие группы: стали и чугуны.
Особую группу составляют сплавы с содержанием углерода менее 0,02% (точка Р), их
Титан и его сплавы
Титан серебристо-белый легкий металл с плотностью 4,5 г/см3. Температура плавления титана зависит от степени чистоты и находится в пределах 1660…1680oС.
Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой.
К таким сплавам относятся дюралюмины ( сложные сплавы систем алюминий – медь –магний или алюминий – медь – магний – цинк). Они имеют пониженную коррозионную стойкость, для повышения которой вводитс
Латуни.
Латуни могут иметь в своем составе до 45 % цинка. Повышение содержания цинка до 45 % приводит к увеличению предела прочности до 450 МПа. Максимальная пластичность имеет место при содержании цинка о
Дефекты обработки металлов
Коррозия– окисление металла при взаимодействии поверхности стальных деталей с печными газами.
Обезуглероживание– выгорание углерода с поверхности детали,
Сверхпроводники
При температурах, близких к абсолютному нулю, изменяется характер взаимодействия электронов между собой в кристаллической решётке, при этом становится возможным притяжение между одноимённо заряженн
Контактные материалы
Электрическим контактом называют поверхность соприкосновения токоведущих частей электротехнических устройств, а также конструктивные приспособления, обеспечивающие такой контакт. П
Тугоплавкие металлы
Вольфрам— чрезвычайно тяжелый твердый металл серого цвета. Из всех металлов он обладает наиболее высокой температурой плавления. Вольфрам получают из руд различного состава. При ме
Благородные металлы
Золото- жёлтый металл высокой пластичности, весьма устойчивый к коррозии. Значение sр = 150 МПа, а Dl/l =40%. Используется для покрытия контактов в электро
Низкочастотные магнитомягкие материалы
Магнитомягкие материалы должны обладать большой индукцией насыщения, т.е. пропускать максимальный магнитный поток через заданную площадь поперечного сечения магнитопровода. Выполнение этого требова
Магнитные материалы различного назначения.
Магнитотвёрдые материалы. Металлокерамические и металлопластические магниты. Магнитотвердые ферриты. Сплавы на основе редкоземельных материалов.
К магнитотвер
Высокочастотные магнитомягкие материалы
Под высокочастотными магнитомягкими материалами понимают вещества, которые должны выполнять функции магнетиков при частотах свыше нескольких сотен или тысяч герц. По частотному диапазону применения
Магнитные материалы специализированного.
Магнитные пленки. Термомагнитные материалы. Ферриты для СВЧ. Магнитострикционные материалы.
Сплавы, отличающиеся незначительным изменением магнитной проницаемости п
I. КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ.
Разрабатываются теоретические основы создания новых типов сталей, сочетающих высокую прочность со специальными физико-химическими свойствами. Создаются экономичные, с высокими техно
VI. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ.
Разрабатываются теоретические основы создания новых композиционных материалов (КМ), в следующих направлениях:
- совместимость компонентов КМ: термодинамика и химия контактн
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Процесс образования в металлах кристаллической решетки называется кристаллизацией. Для изучения процесса кристаллизации строят кривые охлаждения металлов, которые показывают изменение температуры (t) во времени (). На рис. 2.2. приведены кривые охлаждения аморфного и кристаллического веществ. Затвердевание аморфного вещества (а) происходит постепенно, без резко выраженной границы между жидким и твердым состоянием. На кривой охлаждения кристаллического вещества (б) имеется
Новости и инфо для студентов