1. Понятие о Ме. Природа Ме связи. Осн. св-ва Ме . Роль рус ученых в развитие науки о Ме. Под Ме понимают в-ва, обладающие характерным блеском и пластичностью . . Для Мех харак-ны Ме связи, кот-е возникают при образовании из внешних электронов . В рез-те чего «+» ионы образуют плотную, но пластичную крист.реш-ку. При Ме связи м/у ионами и Эл-м газом возникают электростатич-е силы притяжения, кот-е связывают ионы. Ионы в тв.Ме расположены на таком расстоянии друг от друга, в кот-х силы взаимного притяжения и отталкивания= .Основоположником материалов стал П.П.Аносов на заводе в городе Златоуст – раскрыл секрет булатной стали, применил микроскоп, работал над качеств. сталью. Научный основопол-к матер-ия Д.К.Чернов – обнаружил, что в процессе нагрева и последующего охлаждения изм-ся стр-ра стали, обнаружил диапазон этих температур(критические точки Чернова), сделал наброски диаграммы Fe-C.Пирсон обнаружил явление аномально высокой пластичности металлов. Материаловедение -наука изучающая связь между составом, строением и свойствами, и закономерности их изменения под воздействием внешних факторов.

2. Газообразное, жидкое и твердое состояния. Термодинамическая функция энергетического состояния системы. Все вещества могут находиться в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном . Четвертым агрегатным состоянием часто называют плазму — сильно ионизированный газ . .

В газах межмолекулярные расстояния большие, молекулы практически не взаимодействуют друг с другом и, свободно двигаясь, заполняют весь возможный объем.

Жидкости и твердые тела относят к конденсированному состоянию вещества. атомы расположены ближе друг к другу, что приводит к их более сильному взаимодействию и, как следствие этого, жидкости и твердые тела имеют постоянный собственный объем. наличие в жидкости только так называемого ближнего порядка в расположении атомов Для жидкости в отличие от твердого тела характерно такое свойство, как текучесть. Атомы в твердом теле, для которого в отличие от жидкого тела характерна стабильная, постоянная собственная форма, совершают только малые колебания около своих равновесных положений. Это приводит к правильному чередованию атомов на одинаковых расстояниях для сколь угодно далеко удаленных атомов, т. е существования

так называемого дальнего порядка в расположении атомов. Такое правильное, регулярное

расположение атомов в твердом теле, характеризующееся периодической повторяемостью в трех измерениях образует кристаллическую решетку, а тела, имеющие кристаллическую решетку, называют твердыми телами. Кроме того, существуют аморфные тела (стекло, воск и т. д.). В аморфных телах атомы совершают малые колебания вокруг хаотически расположенных равновесных положений, т. е. не образуют кристаллическую решетку.

3. Кристаллизация металлов. Изменение свободной энергии при кристаллизации. Критический зародыш.

При переходе метала из жидкого состояния в кристаллическое образуются кристаллы. Процесс этот называется кристаллизацией. Металл стремиться перейти в термодинамически более устойчивое состояние с меньшей свободной энергией.

F- основанная характеристика состояния вещества, называемая энергией Гиббса, которая представляет собой ту часть ионной энергии вещества, которая может изменяться в различных процессах и может превращаться в работу.

Свободная энергия с увеличением температуры уменьшается по кривой, Зародыши, возникшие в процессе кристаллизации могут быть разной величины. Зародыш может расти только в том случае, если он достиг определенной величины, начиная с которой его рост ведет к уменьшению энергии Гиббса. Минимальный размер зародыша, способный к росту при данных температурных условиях называется критическим размером зародыша.

4. Параметры кристаллизации и их зависимость от степени переохлаждения. Факторы, влияющие на процесс кристаллизации. Форма и размеры растущих кристаллов. Строение слитка. Аморфное состояние металла.

Чтобы была кристаллизация, сплавы нужно переохладить.

Разность между теоретической и реальной температурой кристаллизации называется степенью переохлаждения.

изучая процесс кристаллизации Чернов и др пришли к выводу, что крист зависит от 2х параметров ;

а) процесс зарождения центров кристаллизации

б) рост кристалла, который численно определяется линейной скоростью роста кристалла, При Т=Т0, энергия Гиббса равна свободной энергии, поэтому кристаллизации не идет. Для начала кристаллизации необходимо, чтобы жидкость будет охлаждена <Т0.

Величина переохлаждения влияет на число центров и скорость роста кристаллов. Чем больше скорость, тем выше степень переохлаждения. При очень высоких степенях переохлаждения металл имеет аморфную структуру (безкристаллическую). Аморфные материалы более прочные, имеют ряд специальных свойств (очень хорошо работают в атомной энергетике).

5. Атомно-кристаллическая структура металла. Элементарная кристаллическая ячейка. Классы симметрии.

Кристаллическая решетка – решетка, составленная тремя системами параллельных линий, проходящих через центр атомов

1) примитивная: металлы не имеют такой решетки, a=2R ( атомы соприкасаются, R – радиус атомов);

2) ОЦК: большая диагональ равна 4R;

3) ГЦК: диагональ равна 4R ( атомы на пересечении диагоналей каждой грани) .

Каждая решетка имеет свое координационное число – число атомов, находящихся на наиболее близком и одинаковом расстоянии от данного атома. Чем оно больше, тем плотнее. Плотность упаковки – отношение объема, занимаемого атомами данной решетки к объему все решетки.

6. Явление полиморфизма в металлах.

Полиформизм –явление ,когда металл в зависимости от темп меняет свою крист решетку .

При определенных условиях, атомы, образующие кристаллическую решетку одного типа, перестраиваются с образованием кристаллической решетки другого типа .

. К полиморфным металлам относятся: железо, олово, титан, марганец, кобольт.

Железо при темп от 0 до 911 имеет ОЦК. От 911 до 1392 ГЦК. Выше 1392- ОЦК.

8. Дефекты кристаллического строения металлов. Точечные дефекты. Краевая и винтовая дислокации. Вектор Бюргерса. Плотность дислокаций.

Металлы не имеют идеальное крист строение, они имеют дефекты Дефекты оказывают сильное влияние на некоторые важные свойства: прочность, пластичность, электропроводность Все дефекты делятся на следующие группы:

1)точечные Эти дефекты возникают при воздействии тепловых или силовых нагрузок .Вызывают искожение крист решетки.

2) линейные дефекты – в одном направлении протяженные, а в других соизмеримы с размерами атомов.

Дислокации могут быть краевые и винтовые.

Краевая дислокация представляет собой локализованное искажение атомной плоскости за счет введения в нее дополнительной атомной .

Так же есть и винтовая дислокация; искажение происходит по винтовой плоскости.

Важной характеристикой дислокации является плотность дислокации; представляющая собой суммарную длину дислокации в единице объема ()

Этот вектор определяется с помощью контура Бюргерса, который проводится через атомы в решетке в двух взаимно перпендикулярных направлениях

3)Пространственные-в 2х направлениях дефект большой, а в 1 маленький.

4)Объемные- в 3х направлениях размеры большие.