Дефекты кристаллического строения.

Область изучения материаловедения. Материалы и их классификация. Понятия компонента, материала, вещества, фазы в химии. В чем состоит различие двухфазного и двухкомпонентного сплавов? При каких условиях чистый (т.е. однокомпонентный) металл может быть двухфазным?

Материаловедение - междисциплиннарная наука, изучающая свойства материалов, в зависимости от их структуры, состава и технологии производства.

Область изучения:

-нанотехнологии - создание изучение материалов размеры в несколько нанометров;

-кристаллография - изучение физики кристаллов, из кристаллографии два направления 1) дефекты кристаллов 2) технологии дифракции изучения фазового состава вещества.

-металлургия - изучение свойств различных металлов

-машиностроение

Материалы и их классификация:

Материал - вещество с определенно заданными функциями.

Твердые материалы подразделяются:

1) Металлы (один или несколько металлов). 2) Керамика (промежуточные металлы, между металлами и неметаллами, оксиды, нитриды, карбиды. 3) Полимеры.

По степени упорядоченности структуры: кристаллические, поликристаллические, аморфные.

Композит - комбинация из двух или более числа отдельных материалов (пример - стеклопластик). Прогрессивные материалы - для высокотех. изделий. Полупроводники - между изоляторами и электропроводящим материалом.

Компонент -это химический элемент или соединение, набор к которых достаточен для получения данного материала, причем компонент может существовать в нормальных условиях бесконечно долго.

Вещество -вид материи с определенными хим. и физ. свойствами. Совокупность атомов, атомных частиц или молекул находящихся в определенном агрегатном состоянии.

Фаза -однородное по хим. составу и строению область материала, имеющая выраженную границу, при переходе через которую скачкообразно изменяются свойства материала, структура или хим. состав, или то и другое вместе.

 

2. Типы кристаллических решеток. Сингонии. Сколько решеток Браве существует? Перечислить и нарисовать. Примеры веществ с различными типами решеток. Аллотропные и полиморфные модификации материалов. Привести примеры. Анизотропия свойств материалов.

Типы кристаллических решеток:

Сингония -классификация кристаллографических групп симметрии, кристаллов и кристаллических решеток в зависимости от системы координат.

Решетка Браве: сколько решеток Браве существует? Ответ = 4 решетки

Примеры веществ с различными типами кристаллических решеток:

-атомная (алмаз);-ионная (хлоридкальция);-металлическая (железо);-молекулярная(вода)

Полиморфные типы модификаций металлов:

АльфаЖелезо - до 768 градусов C; БеттаЖелезо; ГаммаЖелезо; ДельтаЖелезо

Анизотропия(неоднородность) свойств материалов:

Причиной является упорядоченное расположение частиц в кристаллах, при котором расстояние между соседними частицами, а следовательно и силы связи между ними различны в разных направлениях. Так же может быть вызвана ассиметрией и определенной (плохо слово на букву Ф написано) самих молекул.

Дефекты кристаллического строения. Классификация дефектов. Примеры каждого типа дефектов. Зависимость прочности материала от плотности дислокаций. Влияние на свойства.

Область изучения материаловедения. Материалы и их классификация. Понятия компонента, материала, вещества, фазы в химии. В чем состоит различие двухфазного и двухкомпонентного сплавов? При каких условиях чистый (т.е. однокомпонентный) металл может быть двухфазным?

Материаловедение - междисциплиннарная наука, изучающая свойства материалов, в зависимости от их структуры, состава и технологии производства.

Область изучения:

-нанотехнологии - создание изучение материалов размеры в несколько нанометров;

-кристаллография - изучение физики кристаллов, из кристаллографии два направления 1) дефекты кристаллов 2) технологии дифракции изучения фазового состава вещества.

-металлургия - изучение свойств различных металлов

-машиностроение

Материалы и их классификация:

Материал - вещество с определенно заданными функциями.

Твердые материалы подразделяются:

1) Металлы (один или несколько металлов). 2) Керамика (промежуточные металлы, между металлами и неметаллами, оксиды, нитриды, карбиды. 3) Полимеры.

По степени упорядоченности структуры: кристаллические, поликристаллические, аморфные.

Композит - комбинация из двух или более числа отдельных материалов (пример - стеклопластик). Прогрессивные материалы - для высокотех. изделий. Полупроводники - между изоляторами и электропроводящим материалом.

Компонент -это химический элемент или соединение, набор к которых достаточен для получения данного материала, причем компонент может существовать в нормальных условиях бесконечно долго.

Вещество -вид материи с определенными хим. и физ. свойствами. Совокупность атомов, атомных частиц или молекул находящихся в определенном агрегатном состоянии.

Фаза -однородное по хим. составу и строению область материала, имеющая выраженную границу, при переходе через которую скачкообразно изменяются свойства материала, структура или хим. состав, или то и другое вместе.

 

2. Типы кристаллических решеток. Сингонии. Сколько решеток Браве существует? Перечислить и нарисовать. Примеры веществ с различными типами решеток. Аллотропные и полиморфные модификации материалов. Привести примеры. Анизотропия свойств материалов.

Типы кристаллических решеток:

Сингония -классификация кристаллографических групп симметрии, кристаллов и кристаллических решеток в зависимости от системы координат.

Решетка Браве: сколько решеток Браве существует? Ответ = 4 решетки

Примеры веществ с различными типами кристаллических решеток:

-атомная (алмаз);-ионная (хлоридкальция);-металлическая (железо);-молекулярная(вода)

Полиморфные типы модификаций металлов:

АльфаЖелезо - до 768 градусов C; БеттаЖелезо; ГаммаЖелезо; ДельтаЖелезо

Анизотропия(неоднородность) свойств материалов:

Причиной является упорядоченное расположение частиц в кристаллах, при котором расстояние между соседними частицами, а следовательно и силы связи между ними различны в разных направлениях. Так же может быть вызвана ассиметрией и определенной (плохо слово на букву Ф написано) самих молекул.

Дефекты кристаллического строения. Классификация дефектов. Примеры каждого типа дефектов. Зависимость прочности материала от плотности дислокаций. Влияние на свойства.

Дефекты кристаллического строения.

В кристаллических решетках металлов имеются дефекты, которые нарушают связи между атомами и оказывают влияние на свойства металлов. Все дефекты кристаллической решетки - это нарушения укладки атомов в ней.

Классификация дефектов.

1) Точечные (нульмерные) дефекты - это дефекты размеры которых сопоставимы с размерами атома во всех трех кристаллографических направлениях.

Пример: примесный атом в междоузлье.

Влияние на свойства: любые неконтролируемые дефекты наносят вред; если дефект контролируемый то в металловедении, введение чужеродных атомов приводит к образованию вокруг них зародышей мелких кристаллитов, в результате чего металл становится мелкокристаллическим и увеличивается его прочность.

2) Линейные (одномерные)дефекты - это дефекты размер которых в одном кристаллографическом направлении существенно превышает размер атома.

Пример: краевые и винтовые дислокации.

Влияние на свойства: при появлении дислокаций прочность уменьшается т.к. атомные слои скользят друг относительно друга вдоль плоскости дислокации. После P(критического) прочность увеличивается из-за переплетения дислокаций внутри материала.

 

Зависимость прочности материала от плотности дислокации.

 

 

3) Плоскостные(двумерные) дефекты - любая поверхность это обрыв кристаллической решетки.

4) Объемные(трехмерные) дефекты - дефекты размеры которых больше чем размеры атома во всех кристаллографических направлениях.

Пример: трещины, поры, полости, другая фаза.

 

4. Монокристаллические, поликристаллические и аморфные материалы. Привести примеры.

Монокристаллические материалы -кварц, топаз, каменная соль.

Монокристалл -отдельный однородный кристалл, имеющий непрерывную кристаллическую решетку и иногда имеющий анизотропию(неоднородность свойств среды) физических свойств.

Поликристаллические материалы -никель, железо, минералы.

Поликристаллы состоят из монокристаллов, расположенных хаотично.

Аморфные материалы -материалы, в которых расположение атомов не имеет упорядоченности. Стекло, янтарь, воск.