ответы на материаловедение 2 семестр. матвед экзамен. 1. Типы межатомных связей и их влияние на свойства материалов
 Скачать 4.93 Mb.
|
|
11. Условия образования и свойства твёрдых растворов. Твердыми растворами называют фазы, в которых один из компонентов сплава сохраняет свою кристаллическую решетку, а атомы других (или другого) компонентов располагаются в решетке первого компонента (растворителя), изменяя ее размеры (периоды). Таким образом, твердый раствор, состоящий из двух или нескольких компонентов, имеет один тип решетки и представляет собой одну фазу. Существуют твердые растворы внедрения и твердые растворы замещения. При образовании твердых растворов внедрения атомы растворенного компонента B размещаются между атомами растворителя A в его кристаллической решетке. При образовании твердых растворов замещения атомы растворенного компонента Bзамещают часть атомов растворителя (компонент A) в его кристаллической решетке.  Рисунок 1 – Твердые растворы: а – замещения, б – внедрения Поскольку размеры растворенных атомов отличаются от размеров атомов растворителя, то образование твердого раствора сопровождается искажением кристаллической решетки растворителя.  Рисунок 2 – Искажения кристаллической решетки в твердых растворах замещения: а – атом растворенного компонента больше атома растворителя б – атом растворенного компонента меньше атома растворителя Твердые растворы замещения могут быть с ограниченной и неограниченной растворимостью. В твердых растворах с ограниченной растворимостью концентрация растворенного компонента возможна до определенных пределов. В твердых растворах с неограниченной растворимостью возможна любая концентрация растворенного компонента (от 0 до 100 %). Твердые растворы с неограниченной растворимостью образуются при соблюдении следующих условий: 1) у компонентов должны быть однотипные кристаллические решетки; 2) различие в атомных радиусах компонентов не должно превышать для сплавов на основе железа 9%, а для сплавов на основе меди 15%; 3) компоненты должны обладать близостью физико-химических свойств. Однако соблюдение этих свойств не всегда приводит к образованию твердых растворов замещения с неограниченной растворимостью. На практике, как правило, образуются твердые растворы с ограниченной растворимостью. Твердые растворы внедрения могут быть только с ограниченной концентрации, поскольку число пор в решетке ограничено, а атомы основного компонента сохраняются в узлах решетки. Твердые растворы замещения с неограниченной растворимостью на основе компонентов: Ag и Au, Ni и Cu, Moи W, V и Ti, и т.д. Твердые растворы замещения с ограниченной растворимостью на основе компонентов: Al и Cu, Cu и Zn, и т.д. Твердые растворы внедрения: при растворении в металлах неметаллических элементов, как углерод, бор, азот и кислород. Например: Fe и С. Свойства твёрдых растворов существенно отличаются от свойств составляющих компонентов. Твёрдые растворы являются технически более ценными, чем чистые компоненты. Они обладают большей твёрдостью, меньшей электрической проводимостью, чем сами металлы - компоненты их составляющие. 12.Условия образований и свойства химических соединений. Химические соединения - это фазы, образующиеся путём химического взаимодействия компонентов согласно закону нормальной валентности и отличающиеся от твёрдых растворов следующим: • кристаллическая решётка соединения отличается от решеток образующих его компонентов; • соединение имеет постоянный состав, соответствующий формуле А,Д„, где nwm- постоянные целые числа; • свойства соединения резко отличаются от свойств компонентов; • температура плавления постоянна. Химические соединения образуются между компонентами, имеющими большие отличия в строении атома и кристаллических решёток. К соединениям относятся сульфиды, фосфиды, некоторые соединения одних металлов с другими (Mg2Sn, Mg2Pb и др.) -интерметал ли ды. 13.Условия образования и свойства смесей. Сплавы механические смеси образуются, когда компоненты не способны к взаимному растворению в твердом состоянии и не вступают в химическую реакцию с образованием соединения. Образуются между элементами значительно различающимися по строению и свойствам, когда сила взаимодействия между однородными атомами больше чем между разнородными. Сплав состоит из кристаллов входящих в него компонентов (рисунок 1). В сплавах сохраняются кристаллические решетки компонентов. |