Дефекты кристаллического строения металлов реферат

Скачать полный текст бесплатно Ссылка доступна только зарегистрированным пользователям. Примесные атомы внедрения находятся в междоузлиях решетки, образуя раствор внедрения. Поэтому целесообразно, для большей определенности, межузельные атомы основного металла не называть атомами внедрения, под которыми будем подразумевать только чужеродные атомы , находящиеся между узлами решетки. Примесные атомы замещения находятся в узлах решетки, занимая места атомов основного металла, то есть образуя раствор замещения.

В реальных условиях не всегда кристаллическая решетка имеет правильное строение. На деле это выражается в том, что теоретическая прочность металлов всегда выше реальной, т. Дефекты подразделяются на следующие типы: Точечные или вакансии, представляющие собой свободные места в узлах кристаллической решетки, а также дислоцированные и примеси других атомов рис. Дислокации возникают в процессе кристаллизации, пластической деформации и т.

Дефекты кристаллического строения металла

Найти: Строение реальных металлов Реальные металлы, которые используют в качестве конструкционных материалов, состоят из большого числа кристаллов неправильной формы. Эти кристаллы называют зернами, или кристаллитами, а строение — поликристаллическим, или зернистым. Существующие технологии производства металлов не позволяют получить их идеальной чистоты, поэтому реальные металлы содержат примесные атомы. Атомы любых примесей по своим размерам и по своему строению резко отличаются от атомов основного компонента, поэтому силовое поле внутри реального металла и его строение сильно отличаются от теоретического.

Дефекты кристаллического строения подразделяются по геометрическим признакам на поверхностные, точечные и линейные. Поверхностные дефекты представляют собой поверхности раздела между отдельными зернами или субзернами в поликристаллическом металле; к ним относятся также дефекты упаковки.

Границы между отдельными зернами представляют переходную область шириной до нескольких десятков межатомных расстояний, в которой решетка одного зерна, имеющего определенную кристаллографическую ориентацию, переходит в решетку другого зерна, имеющего иную кристаллографическую ориентацию рисунок 5, а. Поэтому на границе зерна наблюдается искаженное кристаллическое строение и более высокое энергетическое состояние.

Кроме того, на границах зерен в технических металлах скапливаются примеси, что еще больше нарушает правильный порядок расположения атомов. Это определяет особенности поведения границ зерен при механическом, температурном и химическом воздействии. В результате нарушенного строения границы ослабляют или упрочняют металл, что приводит соответственно к межкристаллитному межзеренному или транскристаллитному по телу зерна разрушению.

Под действием высоких температур металл стремится уменьшить поверхностную энергию границ зерен за счет роста зерен и сокращения протяженности их границ.

При химическом воздействии границы зерен оказываются более активными и вследствие этого коррозионное разрушение начинается по границам зерен это лежит в основе микроанализа металлов при изготовлении шлифов.

Такая структура называется блочной, или мозаичной, а области — блоками мозаики рисунок 5, б. Свойства металлов будут зависеть как от размеров блоков и зерен, так и от их взаимной ориентации. В кристаллических решетках реальных металлов существуют дефекты, которые нарушают связи между атомами и оказывают влияние на свойства металлов.

К ним относятся точечные и линейные дефекты. Точечные дефекты малы в трех измерениях и размерами приближаются к точке. Виды этих дефектов приведены на рисунке 6. Одним из распространенных дефектов является вакансия, т. С повышением температуры концентрация вакансий возрастает, так как атомы, расположенные вблизи поверхности, могут выйти на поверхность кристалла, а их место займут атомы, находящиеся дальше от поверхности.

Наличие вакансий в решетке сообщает атомам подвижность, то есть позволяет им перемещаться в процессе самодиффузии и диффузии и тем самым оказывает влияние на такие процессы, как старение, выделение вторичных фаз и т.

Другими точечными дефектами являются дислоцированные атомы дефект Френкеля , то есть атомы собственного металла, вышедшие из узла решетки и занявшие место где-то в междоузлии. При этом на месте переместившегося атома образуется вакансия. Концентрация таких дефектов невелика, так как для их образования требуется существенная затрата энергии.

Вокруг точечных дефектов нарушаются правильность кристаллического строения, силовое поле атомов во всех направлениях. Линейные дефекты малы в двух измерениях, в третьем они могут достигать длины кристалла зерна. К линейным дефектам относятся цепочки вакансий, межузельных атомов и дислокации. Дислокации являются особым видом несовершенств в кристаллической решетке.

С позиции теории дислокаций рассматриваются прочность, фазовые и структурные превращения. Дислокацией называется линейное несовершенство, образующее внутри кристалла зону сдвига.

Дислокации бывают краевые и винтовые рисунок 7. Краевая дислокация образуется, если внутри кристалла появляется лишняя полуплоскость атомов, которая называется экстраплоскостью. Ее край создает линейный дефект решетки, который называется краевой дислокацией. Дислокации одного и того же знака отталкиваются, а противоположного — притягиваются. Под воздействием напряжения краевая дислокация может перемещаться по кристаллу по плоскости сдвига , пока не достигнет границы зерна блока.

При этом образуется ступенька величиной в одно межатомное расстояние. Винтовая дислокация рисунок 7, б. Образуется неполным сдвигом кристалла по плотности Q. В отличие от краевой дислокации винтовая дислокация параллельна вектору сдвига. Она называется правой, если образована движением по часовой стрелке, и левой — против часовой стрелки.

Важной характеристикой дислокационной структуры является плотность дислокаций. Под плотностью r дислокаций понимают суммарную длину дислокаций Sl см , приходящуюся на единицу объема V кристалла см3. Таким образом. При холодном пластическом деформировании плотность дислокаций возрастает до … см Более высокая плотность дислокаций приводит к появлению микротрещин и разрушению металла.

Дислокации наряду с другими дефектами участвуют в фазовых превращениях, рекристаллизации, служат готовыми центрами при выпадении второй фазы из твердого раствора. Вдоль дислокаций скорость диффузии на несколько порядков выше, чем через кристаллическую решетку без дефектов. Дислокации служат местом концентрации примесных атомов, в особенности примесей внедрения, так как это уменьшает искажения решетки.

Примесные атомы образуют вокруг дислокации зону повышенной концентрации, которая мешает движению дислокаций и упрочняет металл.

Все перечисленные дефекты кристаллического строения приводят к появлению внутренних напряжений. Внутренние напряжения I рода — это зональные напряжения, возникающие между отдельными зонами сечения или между отдельными частями детали. К ним относятся термические напряжения, которые появляются при ускоренном нагреве и охлаждении при сварке, термической обработке. Внутренние напряжения II рода — возникают внутри зерна или между соседними зернами, обусловлены дислокационной структурой металла.

Внутренние напряжения III рода — возникают внутри объема порядка нескольких элементарных ячеек; главным источником являются точечные дефекты.

Внутренние остаточные напряжения являются опасными, так как складываются с действующими рабочими напряжениями и могут привести к преждевременному разрушению конструкции. Для снятия внутренних остаточных напряжений проводится отжиг I рода.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Урок 211. Дефекты в кристаллах. Управление механическими свойствами материалов

по дисциплине Металловедение. на тему. «Реальное строение металлов. Дефекты кристаллического строения и их влияние на свойства металлов». Строение реальных металлов. Дефекты кристаллического строения. Из жидкого расплава можно вырастить монокристалл. Их обычно используют в .

Несмотря на широкий круг искусственно созданных материалов керамики, клеев , металлы служат основным конструкционным материалом и в обозримом будущем по-прежнему будут доминировать. В природе металлы встречаются как в чистом виде, так и в рудах, оксидах и солях. В чистом виде встречаются химически устойчивые элементы Pt, Au, Ag, Cu. Масса наибольшего самородка меди составляет т, серебра — 13,5 т, золота — кг. Из открытых элементов, представленных в Периодической системе элементов Д. Менделеева, 76 являются металлами, Si, Ge, As, Se, Te — промежуточными между металлами и неметаллами, иногда их называют полуметаллами. Эта граница недостаточно четко выражена, так как среди элементов, расположенных вблизи границы, находятся и полуметаллы. Металлические материалы обычно делятся на две большие группы: железо и сплавы железа сталь и чугун называют черными металлами, а остальные металлы и их сплавы — цветными. Свойства металлов разнообразны. Вместе с тем металлы имеют характерные общие свойства. К ним относятся: высокая пластичность; высокие тепло- и электропроводность; положительный температурный коэффициент электрического сопротивления, означающий рост сопротивления с повышением температуры и сверхпроводимость многих металлов около 30 при температурах, близких к абсолютному нулю; хорошая отражательная способность металлы непрозрачны и имеют характерный металлический блеск ; термоэлектронная эмиссия, т. Так называется ячейка, повторяющаяся во всех трех измерениях.

Найти: Строение реальных металлов Реальные металлы, которые используют в качестве конструкционных материалов, состоят из большого числа кристаллов неправильной формы.

Презентация на тему: " Строение реальных металлов. Дефекты кристаллического строения. Дефекты кристаллического строения 2 План 1.

Дефекты кристаллического строения металлов

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.

Реферат: Строение реальных металлов

Тип: реферат Добавлен 09 июня Похожие работы Просмотров: Комментариев: 15 Оценило: 3 человек Средний балл: 4. Дефекты кристаллического строения 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; поверхностные — малые в одном измерении.

Список используемой литературы Введение Металлы и их сплавы повсеместно используются для изготовления конструкций машин, оборудования, инструмента и т. Несмотря на широкий круг искусственно созданных материалов керамики, клеев , металлы служат основным конструкционным материалом и в обозримом будущем по-прежнему будут доминировать.

Макеты страниц 3. Дефекты кристаллического строения подразделяют по геометрическим признакам на точечные нульмерные , линейные одномерные и поверхностные двумерные. Точечные дефекты.

Строение реальных металлов

.

2.1 Строение реальных металлов.

.

.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Дефекты, дислокации кристаллической структуры
Похожие публикации