- 24.06.2014
- 1761
- 4
Статья на тему :
Строение и свойства металлов.
Выполнил
Студент 2 курса
Корнев Григорий Валерьевич
(руководитель Тюнина Надежда Яковлевна
Преподаватель высшей
Классификационной
Категории)
У металлов электроны на внешних оболочках имеют слабую связь с ядром, легко отрываются и могут свободно перемещаться между положительно заряженными ядрами. Следовательно, в металле положительно заряженные ионы окружены коллективизированными электронами. Так как эти электроны подвижны аналогично частицам газа, то используется термин «электронный газ».
Металлургический тип связи характерен тем, что нет непосредственного соединения атомов друг с другом, нет между ними прямой связи. Атомы в металлах размещаются закономерно, образуя кристаллическую решетку.
Кристаллическая решетка - это мысленно проведенные в пространстве прямые линии, соединяющие ближайшие атомы и проходящие через их центры, относительно которых они совершают колебательные движения. В итоге образуются фигуры правильной геометрической формы - кристаллическая решетка .
Расстояния (а,b,с) между атомами , т.е. параметры кристаллической решетки, находятся в пределах 2… 6 Ao (1 Ao=10-8 см). Каждый атом принадлежит 8 кристаллическим решеткам. В аморфных телах с хаотическим расположением атомов в пространстве, свойства в различных направлениях одинаковы, а в кристаллических телах расстояния между атомами в различных направлениях неодинаковы, поэтому различны и свойства. Тип кристаллической решетки (рис. 1.2) зависит от металла, температуры и давления. Это используется при термообработке металлов для упрочнения их.
Реальные металлы состоят из большого количества кристаллов, различно ориентированных в пространстве относительно друг друга. На границах зерен атомы кристаллов не имеют правильного расположения, здесь скапливаются примеси, дефекты и включения. Экспериментально установлено , что внутреннее кристаллическое строение зерен не является правильным. В решетках имеются различные дефекты (несовершенства), которые нарушают связь между атомами и оказывают влияние на свойства металлов.
Имеются следующие несовершенства в кристаллических решетках:
Точечные :
а) Наличие вакансий, т. е. мест в решетке, не занятых атомами. Это происходит из-за смещения атомов от равновесного состояния. Число вакансий увеличивается с ростом температуры.
б) Дислоцированные атомы, т. е. атомы вышедшие из узла решетки и занявшие место в междоузлии.
в) Примесные атомы, т.е. в основном металле имеются чужеродные примеси. Например, в чугуне основными атомами являются атомы железа, а примесными- атомы углерода, которые или занимают место основного атома, или внедряются внутрь ячейки. Поверхностные несовершенства, имеющие небольшую толщину при значительных размерах в двух других направлениях.
Линейные несовершенства (цепочки вакансий, дислокаций и т. д.). Линейные дефекты малы в двух направлениях и значительно большего размера в третьем.
Линейные Дефекты.
Повышение
прочности с увеличением плотности дислокаций выше их критического значения
объясняется тем, что имеются не только параллельные, но и взаимо пересекающиеся
(объемные) дислокации. Они препятствуют взаимному перемещению металла и, как
результат, приводят к увеличению прочности металла.
Все современные способы упрочнения металлов (легирование, закалка, прокатка, ковка, штамповка, волочение и т.д.) – это увеличение количества дефектов в металле. Наивысшая прочность, которую можно получить путем увеличения количества дефектов в металле , составляет около 1/3 от теоретически возможной (идеальной) прочности.
Российские ученые и практики сделали много открытий в металловедении и технологии обработки металлов. Так, основы научной металлургии и геологии заложил еще Михаил Васильевич Ломоносов, об этом свидетельствует написанный им в 1763 году труд «Первые основания металлургии или рудных дел».
Дмитрий Иванович Менделеев систематизировал в периодической таблице химические элементы, что способствовало развитию многих вопросов металловедения (из известных в то время 63 химических элемента 50 были металлами). Родоначальником металлургии является и русский горный инженер Павел Петрович Аносов (1797…1851 г.), работающий в городе Златоусте на Урале. Он впервые применил световой микроскоп для изучения микроструктур металлов и нашел секрет булатной стали, заложил основы легирования стали (исследовал добавки золота, платины, хрома, марганца и других элементов к стали).
Источник: Материаловедение :учебное пособие –Москва: ИД «ФОРРУМ» :Инфра-М, 2011.-368 с .:ил.-(Профессиональное образование).
Источник: Н.В. Храмцов. Металлы и сварка (лекционный курс)
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
"Описание материала:
У твердых элементов, таких как металлы, все электроны, располагающиеся на внешних оболочках, почти не имеют связи с основой молекулы - ядром, они могут отрываться без особых усилий и перемещаться между положительно заряженной основой (ядром). Таким образом, в металлах каждый положительно заряженный ион имеет в своем окружении коллективизированные мелкие частицы. Эти электроны двигаются точно так же, как частицы газа, из-за этой особенности применяемый термин получил название «электронный газ».
Металлы характерны тем, в них нет соединенных атомов. Атом размещается по законам физики, в итоге образуется кристаллическая решетка – несуществующие прямые линии, которые соединяют атомы и центры, проходящие через них, через нити молекулы совершают колебания. Итог: образуется вышеописанная модель.
6 665 124 материала в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Корнев Григорий Валерьевич. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
500/1000 ч.
Курс повышения квалификации
72 ч. — 180 ч.
Курс повышения квалификации
72 ч. — 180 ч.
Курс повышения квалификации
72 ч. — 180 ч.
Мини-курс
6 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.