Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Шарипов И.З.

Физика металлов

Учебное пособие

Уфа 2004

Физика металлов. Учебное пособие.

Уфа: УГАТУ, 2004.

В учебном пособии изложены основы строения и физики явлений, происходящих в металлических материалах. Рассмотрено влияние структуры, химического состава на их свойства. Пособие рассчитано на студентов обучающихся по заочной и вечерней форме по направлениям «Физика металлов» и «Материаловедение».

Рецензенты:

Проф. кафедры «Общей технологии и металловедения» УГАТУ Астанин В.В.

Д. физ.-мат. наук, с.н.с. ИПСМ РАН Пшеничнюк А.И.

© Уфимский государственный авиационный технический университет, 2004.

Министерство общего и профессионального образования 1

Российской Федерации 1

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ 1

УНИВЕРСИТЕТ 1

Шарипов И.З. 1

Физика металлов 1

Учебное пособие 1

Уфа 2004 1

Введение 7

I. строение веществ. 9

1. Межатомное взаимодействие. 9

2. Типы химических связей. 12

Рис. 6 Схема образования диполей при сближении нейтральных атомов 17

3. Кристаллическая структура твердых тел. 19

4. Дефекты кристаллических решеток. 23

4.1 Точечные дефекты решетки 24

4.2 Линейные дефекты кристаллической решетки. 27

Рис.15. Зависимость прочности металлов от плотности дислокаций 29

4.3 Поверхностные дефекты кристаллической решетки. 30

АВАВАВАВАВАВАВАВАВ..., 31

АВСАВСАВСАВСАВСАВС..., 31

АВСАВСАВСАВАВСАВСАВС. 31

4.4 Объёмные дефекты кристаллической решетки. 36

4.5 Энергетические дефекты кристаллической решетки. 37

5. Основы теории сплавов. 38

Рис. 22. Схема образования твердых растворов замещения (а) и внедрения (б) 39

6. Диаграммы состояния сплавов и закономерности Курнакова. 40

7. Строение электронных зон. Проводники, диэлектрики и полупроводники. 44

Рис. 24. Строение энергетических зон металлов (а, б), диэлектриков (в), полупроводников (г). 44

II. Кристаллизация металлов 46

1. Самопроизвольная кристаллизация 46

Кривые охлаждения металла 47

Отсюда найдем общее изме­нение термодинамического энергии 48

2. Несамопроизвольная кристаллизация 50

3. Получение монокристаллов 50

Схемы установок для выращивания монокристаллов 51

4. Аморфное состояние металлов 52

5. Полиморфизм 53

III. Проводниковые материалы 54

Рис. 26. Движение свободных носителей в проводнике. 54

1 Материалы высокой электропроводности. 55

Серебро 55

Медь 56

Алюминий 56

2 Материалы высокого удельного сопротивления. 57

2.1 Сплавы на основе меди. 57

2.2 Никель-хромовые сплавы. 58

2.3 Железохромалюминиевые сплавы 58

2.4 Сплавы на основе благородных металлов. 58

3 Материалы электрических контактов 59

3.1 Зажимные контакты 59

3.2 Цельнометаллические контакты 59

3.3 Материалы разрывных контактов. 61

3.4 Материалы скользящих контактов. 62

IV. Магнитные материалы 63

1. Природа ферромагнетизма. 63

1.1. Доменная структура ферромагнетиков. 64

1.2. Кривая намагничивания 66

2. Основные классы магнитных материалов. 69

2.1. Промышленные магнитомягкие материалы 69

2.2 Магнитомягкие материалы для работы в слабых полях 71

2.3 Магнитомягкие материалы, предназначенные для работы в высокочастотных полях. 72

3. Магнитотвердые материалы 73

3.1 Промышленные магнитотвердые материалы. 74

3.2. Дисперсионно твердеющие сплавы 75

3.3 Деформируемые магнитотвердые материалы. 76

3.4 Магнитотвердые ферриты 77

3.5 Высококоэрцитивные магниты. 77