Сжимаемость металлов

Сжимаемость, способность вещества изменять свой объём под действием всестороннего давления. Сжимаемостью обладают все вещества. Если вещество в процессе сжатия не испытывает химических, структурных и других изменений, то при возвращении внешнего давления к исходному значению начальный объём восстанавливается. У твёрдых тел, имеющих поры, трещины и другие неоднородности структуры, практически обратимая сжимаемость.

Юнга модуль, модуль продольной упругости, один из модулей упругости, характеризующий способность материала сопротивляться растяжению, сжатию: Е = s/e, где s — нормальное напряжение, возникающее при растяжении, e — относит, удлинение, вызванное этим напряжением. Введён Т. Юнгом в 1837.

Пьезометр (от греч. piézo — давлю, сжимаю и ... метр), устройство, служащее для измерения изменения объёма веществ под воздействием гидростатического давления (см. Давление высокое). Пьезометрические измерения используются для получения данных о сжимаемости (объёмной упругости) веществ, для исследования диаграмм состояния, фазовых переходов и др. физико-химических процессов.

Сопротивление метаалических проводников

Понятие об электрическом сопротивлении и проводимости

Любое тело, по которому протекает электрический ток, оказывает ему определенное сопротивление. Свойство материала проводника препятствовать прохождению через него электрического тока называется электрическим сопротивлением. Электронная теория так объясняет сущность электрического сопротивления металлических проводников. Свободные электроны при движении по проводнику бесчисленное количество раз встречают на своем пути атомы и другие электроны и, взаимодействуя с ними, неизбежно теряют часть своей энергии. Электроны испытывают как бы сопротивление своему движению. Различные металлические проводники, имеющие различное атомное строение, оказывают различное сопротивление электрическому току. Чем больше сопротивление проводника, тем хуже он проводит электрический ток, и, наоборот, чем меньше сопротивление проводника, тем легче электрическому току пройти через этот проводник.

Твердые растворы - однородные твердые вещества, состоящие из нескольких компонентов, концентрации которых могут быть изменены в некоторых пределах при данных температуре, давлении и т. п. без нарушения однородности. Признаком образования твердого раствора является сохранение типа решетки компонента растворителя, сопровождающееся изменением размера элементарной ячейки. Таким образом, твердый раствор, состоящий из двух или нескольких компонентов, имеет один тип решетки и представляет собой одну фазу. Отсюда следует, что неограниченная растворимость возможна только в том случае, если исходные компоненты обладают решеткой одного типа.

Компоненты могут образовывать растворы неограниченной и ограниченной растворимости с разной степенью этого ограничения и разной температурной зависимостью предела насыщения раствора.

На основе растворителя — химического элемента — возможны два типа твердых растворов: растворы замещения и растворы внедрения.

Твёрдые растворы — основа всех важнейших конструкционных и нержавеющих сталей, бронз, латуней, алюминиевых и магниевых сплавов высокой прочности. Свойства твёрдых растворов регулируют их составом, термической или термомеханической обработкой. Легированные полупроводники и многие сегнетоэлектрики, являющиеся основой современной твердотельной электроники, также являются твёрдыми растворами.

Твердые растворы с неограниченной растворимостью. Твердые растворы с неограниченной растворимостью образуются при условиях: одинаковые типы кристаллических решеток у А и В; различие в атомных размерах ≤8 — 15%; близкое строение валентной оболочки электронов в атоме. Например, Au + Ag с ГЦК решеткой или Мо + W.

Твердые растворы, химические соединения. Сплав - вещество, полученное сплавлением двух и более компонентов. Если в твердом состоянии между компонентами нет химического взаимодействия, тогда по строению сплав – механическая смесь. Если составляющие сплав вещества вступают в химическое взаимодействие, то образуются химические соединения, например, двухкомпонентные А_n· В_m. Если происходит растворение компонент, то имеем дело с твердым раствором.

Твердые растворы – фазы, в которых один из компонентов сохраняет свою кристаллическую решетку, а атомы других компонентов располагаются в решетке первого компонента, изменяя ее размеры.

Механическая смесь	Химическое соединение	Твердый раствор
Нет взаимного рас- творения, имеются две подрешетки	Образуется специфическая кристаллическая решетка с упорядоченным расположением атомов компонент	Химический анализ покажет наличие обеих компонент. Тип решетки один существует в интервале концентраций

Твердые растворы на основе чистых компонентов. Они бывают двух типов: растворы замещения; растворы внедрения

Схематичное изображение раствора замещения (• — замещенный атом)	Схематичное изображение твердого раствора внедрения

Раствор замещения-атомы растворённого элемента замещают атомы растворителя в узлах кристаллической решётки, располагаясь, чаще всего, хаотически.

Раствор внедрения-атомы примеси распространяются в междоузлии кристаллической решётки растворителя.

Твердые растворы на основе химических соединений. Образуются из компонентов с большими различиями в электронном строении. При этом сохраняется решетка соединения А_nВ_m, но избыточное количество атомов, например, В, растворяется, заменяя в решетке атомы А. Если третий элемент С есть, то атомы С заменяют атомы А и В в узлах решетки. Могут существовать растворы вычитания, если образуются пустые места в узлах решетки.