1. Три уровня строения материала; фазовые переходы 1 и 2 рода.

В материаловедении принято рассматривать 3 уровня строения материалов: атом>молекула>фаза.

АТОМ–наименьшая частица хим. эл-та, обладающая его св-вами. Энергия атома может принимать лишь определённые или дискретные значения, которые называются уровнями энергии. Уровень соответствующей миним. энергии атома называют основным, остальные-возбуждённые. Совокупность уровней энергии образуют энергетический спектр атома. Большинство физических и химических св-в атома обусловлена структурой его внешних электронных связей или оболочек, в которых электроны связаны сравнительно слабо.

МОЛЕКУЛА– наименьшая частица в-ва обладающая хим. св-вами и состоящая из атомов соединённых хим. связями. Она нейтральна по заряду и как правило не имеет не спаренных или свободных электронов. Молекулярный слой возникает в результате присоединения к молекуле или отщепления от неё электронов. В состав молекул входит от двух до нескольких тысяч атомов (например, молекулы полимеров так называемые макромолекулы). Структура молекулы каждого в-ва не зависит от способа его получения. Состав молекулы характеризует брутто-формула (Н₂О, СН₄), которую устанавливают хим. анализом.

ФАЗА– это термодинамическое равновесное состояние в-ва, отличающееся по св-вам от других возможных равновесных состояний того же в-ва. Всякий однофазный материал характеризуется отсутствием внутренних поверхностей раздела, т.е. является гомогенным. Гетерогенный материал содержит 2 фазы. Фазовый переход– переход из одной фазы в другую при изменении внешних условий. При этом значение температуры давления, напряжённости электрических и магнитных полей или другой физической величины, при которой происходит фазовый переход, называется точкой перехода.

Различают фазовые переходы 1-го и 2-го рода.

1-го рода– сопровождаются скачкообразным изменением термодинамических характеристик в-ва, при непрерывном изменении его внешних параметров. При этом в в-ве выделяется или поглощается определённое кол-во теплоты, называемой теплотой фазового перехода(например: испарения и конденсация, плавления и затвердевания).

2-ого рода– термодинамические функции в-ва не изменятся (непрерывны), а скачок испытывают производные этих функций по давлению и температуре. Теплота такого перехода равна 0.Например: переход материала из немагнитного состояния в магнитное, сопровождаемое появлением макроскопического магнитного момента.

2. Атомно-кристаллическое строение металлов. Виды кристаллических решеток.

Все тела в окруж. нас пространстве в твёрдом состоянии имеют кристаллическое или аморфное строение. Кристаллы– это твёрдые тела с трёхмерной периодичн. атомной структурой, имеющие при равновесных условиях образования–естественную форму правильных симметричных многогранников. Представление о строении металлов даёт элементарная ячейка, т.е. часть атомной структуры кристалла, путём трансляции которой (т.е. переноса в пространстве параллельно самой себе) можно построить всю кристалл. решётку. Рёбра элемент. Ячеек обозначают а, в, с и называют периодами кристалл. решётки или векторами трансляции. Для в-в находящихся в жидком и твёрдом состоянии характерно согласованность в расположении соседних частиц, так называемый ближний порядок, который проявляется на расстоянии сравнимый с межатомным. Кристалл. в-ва имеют дальний порядок, т.е. строгую повторяемость во всех направлениях одного и того же структурного элемента на протяжении сотен и тысяч периодов кристалл. решётки. Для металлов характерно кристаллическое строение. В кристаллических телах атомы расположены в строго определённом порядке с определённой геометрической зависимостью. Если атомы металла мысленно соединить прямыми линиями, то получим правильную геометрическую систему– пространственную кристалл. решётку. Крист. решётка– это регулярное расположение кристаллов частиц(атомов, ионов, молекул), характеризующаяся периодической повторяемостью в 3-ёх измерениях. Атомы металлов образуют крист. решётки за счёт особых металлических связей. Наиболее распространены 3 типа кристалл. решёток: 1) Объёмоцентрированная кубическая (Cr, Fe_α, V, Ti_β, Na, Mo, W); 2) Гранецентрированная кубическая (Ni, Cu, Al, Ag, Fe_γ); 3) Гексагональная плотноупакованная (Mg, Zn, Be, Cd, Ti_α).

Для некоторых металлов возможно св-во менять кристаллическую решётку с изменением t^o.