Агрегатные состояния. Строение сплавов

1.

Агрегатные состояния:

2.

Агрегатные состояния реальных материалов:
• Аморфные (стеклообразные)
• Жидкокристаллические
• Кристаллические
Формирование каждого из этих состояний происходит
при определенных внешних физических условиях, называемых
термодинамическими факторами – конкретных для каждого
вещества температуре и давлении, когда микрочастицы , из
которых состоит любое вещество, занимают в объеме тела
либо случайное беспорядочное положение (аморфное
вещество), либо строго упорядоченное регулярное
положение(кристаллическое вещество).

3.

Аморфное состояние -
- это физическое состояние твердого вещества,
в котором в отличие от кристаллического частицы
расположены беспорядочно и вещество имеет
одинаковые физические свойства по всем
направлениям (изотропия).
Одно и то же вещество может встречаться как в
кристаллическом, так и в аморфном виде, причем из
аморфного состояние оно сравнительно легко
переходит в кристаллическое (стекло).

4.

Кристаллическое состояние:
Основные кристаллические решетки металлов
А) Fe, Cr, W, Mo – объёмно-центрированная кубическая
Б) Al, Cu, Au – гранецентрированная кубическая
В) Zn, Mg - гексагональная
Положение каждой из частиц в твердом теле неизменны и
соответствуют их постоянным тепловым колебаниям относительно
некоторых точек (узлы элементарных кристаллических ячеек).

5.

Дефекты строения в реальных кристаллах
• Точечные (нуль-мерные) – во всех измерениях весьма малы, не
более нескольких атомов. К ним относятся вакансии, межузельные
атомы, атомы примеси и их комплексы.
• Линейные (одномерные) имеют атомные размеры в двух
измерениях, а в третьем могут быть соизмеримы с длинной
кристалла (дислокация).
• Поверхостные (двухмерные, границы зерен) малы лишь в
одном измерении, они отражают несовершенство упаковки
атомов.
• Объемные (трехмерные, пороки кристаллов) – это трещины,
включения с другим типом решетки, поры, раковины.

6.

Анизотропия – это зависимость свойств кристалла от
направления, возникающая в результате
упорядоченного расположения атомов в
пространстве.
Анизотропия механических и других свойств
наблюдается при испытании образцов, вырезанных вдоль
различных кристаллографических направлений.
Не всем свойствам кристаллических тел присуще
явление анизотропии, так, например, теплоемкость, от
направления не зависит.

7.

Строение сплавов

8.

Сплавы – это важные вещества, получаемые
сплавлением или спеканием двух или нескольких
элементов периодической системы, называемых
компонентами.
Сплав считается металлическим, если его
основу (свыше 50 % по массе) составляют
металлические компоненты.
Металлические сплавы обладают более
высокими прочностными и другими механическими
свойствами по сравнению с чистыми металлами.

9.

Классификация сплавов:
• по числу компонентов: двойные(бинарные), тройные, четвертные и
многокомпонентные;
• по основному элементу: железные, алюминиевые, магниевые,
титановые, медные и др.;
• по применению: конструкционные, инструментальные, жаропрочные,
антифрикционные, пружинные, шарикоподшипниковые т.д.;
• по плотности: тяжелые (на основе W, Re, Pb и др.), легкие
(алюминиевые, магниевые, бериллиевые и др.);
• по температуре плавления: тугоплавкие (на основе Nb, Mo, W, Ta),
легкоплавкие (припои, баббиты, типографские сплавы);
• по технологии изготовления: литейные, деформируемые, спеченные,
гранулированные, композиционные и др..

10.

• Смесь образуется при взаимодействии компонентов, не способных
к взаимному растворению в твердом состоянии и не вступающих в
химическую реакцию с образованием соединения.
• В этих условиях сплав состоит из чистых зерен обоих
компонентов, сохраняющих присущие им типы кристаллических
решеток и прочностные свойства.
• Химическое соединение представляет собой зерна со
специфической кристаллической решеткой, отличной от решеток
обоих компонентов.
• Твердый раствор образуется при растворении компонентов друг в
друге, является однофазным, состоит из одного вида кристаллов,
имеет одну кристаллическую решетку и существует в интервале
концентраций.