эссе 2 (4). сибирский федеральный университет
 Скачать 107.39 Kb.
|
|
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Политехнический институт Кафедра транспорта ЭССЕ по Материаловедению Формирование структуры литых металлов Преподаватель: ___________ Л.А. Свечникова подпись, дата инициалы, фамилия Студент: ФТ17-02Б ___________ А.А. Лебедев номер группы подпись, дата инициалы, фамилия Красноярск 2018 СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………………………………………………..………….3 1 Формирование структуры литых металлов………………………………...……4 1.1 Дендриты………………………………………………………..……...….4 1.2 Нанокристаллические материалы……………………...………….....…..5 1.3 Аморфные металлические сплавы………………………………...……..5 Заключение…………………………………………………………………...………7 Список использованных источников……………………………………………….8 ВВЕДЕНИЕ Материаловедение – наука, изучающая строение и свойства материалов и устанавливающая связь между их составом, строением и свойствами и поведение материалов в зависимости от воздействия (теплового, электрического, магнитного и т. д.) окружающей среды. Данное эссе посвящено теме «формирование структуры литых металлов». В нем я развернуто отвечу, что такое дендриты, что такое нанокристаллические материалы и что такое аморфные сплавы. 1 Формирование структуры литых металлов 1.1 Дендриты В зависимости от некоторых факторов, в течение затвердевания металла его кристаллы могут принимать разную форму. Таким фактором может быть, например, скорость протекания реакции. Также количество примесей в металле может играть весомую роль в определении формы кристаллов. Распространенным явлением при кристаллизации является образование дендритных кристаллов. Дендритный кристалл – такой кристалл, характерной особенностью которого является развитие его из многих последовательно возникающих центров кристаллизации – большей частью из углов ранее возникшего монокристалла или дендрита. Дендриты представляют собой сростки недоразвитых монокристаллов, плотно соединенных между собой и имеющих единую кристаллическую решетку. Внешние формы дендритов, в зависимости от условий кристаллизации, могут быть весьма разнообразными и совершенно непохожими на монокристаллическую форму данного вещества. На рисунке 1 привожу схему дендритного строения.  Рисунок 1 – Схема дендритного строения Дендриты имеют свойство расти до тех пор, пока не соприкоснутся друг с другом. После прикосновения они, по сути, окончательно заполняют собой пространства, а далее – превращаются в полноценные кристаллы с огранкой неправильной формы. Эти кристаллы уже нужно называть кристаллитами (или зернами). Иногда можно видеть кристаллы дендритной формы непосредственно на поверхности в виде характерного рельефа. Чаще всего дендритное строение можно выявить только после травления шлифов. 1.2 Нанокристаллические материалы Нанокристаллические материалы – материалы, имеющие мелкозернистую структуру. Размер зерна у таких материалов не превышает 100 нанометров. Такие материалы характеризуются большим объемом искаженной структуры периферийных зон зерна в сочетании с бездефектной структурой его центральной части. Такая структура зерна обусловливает значительное повышение прочности материала. В целом нанокристаллические материалы имеют следующие преимущества: 1) нанокристаллические материалы отличаются повышенной прочностью как у однофазных (медь, палладий), так и у многофазных, полученных кристаллизацией аморфных сплавов; 2) нанокристаллические материалы имеют высокие демпфирующие свойства, так как из-за различия модулей упругости самих зерен и граничных слоев упругие колебания распространяются неоднородно и существенно рассеиваются; 3) удельное электросопротивление нанокристаллических материалов выше, чем у соответствующих аналогов, так как электроны проводимости сильнее рассеиваются на границах зерен. Свойства таких материалов определяются: размерами отдельных зерен, свойствами граничного слоя, а также коллективным взаимодействием основных составляющих структуры с поверхностными слоями частиц. В нанокристаллических материалах доля граничного слоя быстро возрастает при измельчении зерен от 100 до 4–5 нанометров. Таким образом, в нанокристаллических материалах, начиная с диаметра зерен 6 нанометров, объем граничного слоя становится больше объема кристаллов. Нанокристаллические материалы получают быстрой кристаллизацией посредством испарения-осаждения, плазменного распыления, лазерного оплавления, а также механическим легированием. 1.3 Аморфные металлические сплавы Аморфные металлические сплавы – сплавы, характеризующееся отсутствием так называемого дальнего порядка в расположении атомов (т.е. трехмерной периодичности упаковки). Аморфное состояние сплавов достигается сверхбыстрым (105 – 108 К/с) охлаждением из газообразного, ионизированного или жидкого состояния. Аморфное состояние сплавов является метастабильным. При нагревании таких сплавов идут сначала процессы структурной релаксации (включая снятие внутренних напряжений), а затем, при определенной температуре, и закалка расплава. Аморфные металлы можно получать различными методами, но среди них лишь способ быстрой закалки из жидкого состояния имеет пока практическое значение. В настоящее время применяют два основных метода получения: 1) расплющивание капель; 2) быстрая закалка расплава на вращающемся металлическом диске или барабане, охлаждаемом до очень низких температур (чаще всего до температуры жидкого азота). Аморфные металлические материалы, полученные в виде ленты, называют металлическими стеклами. Для изготовления массовых изделий из аморфных металлов чаще всего применяют метод ударного сжатия при прессовании аморфных порошков. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Написание данного эссе в целом позволило мне приобрести новые профессиональные знания и навыки. Также хотелось бы подчеркнуть в выводе важность исследуемого материала. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Образовательная программа высшего образования по профилю подготовки 23.03.03.02 «Автомобильный сервис» бакалавриат. Сибирский федеральный университет [электронный ресурс]. – Режим доступа: https://e.sfu-kras.ru/my/ |