5. Атомно-кристалічна будова металів.

Усі матеріали в твердому стані вважають тілами. Тіла, в яких атоми розміщені не в порядковано, називають аморфними (скло, віск, смола, каніфоль та ін.). До кристалічних тіл належать усі метали та їхні сплави, які характеризуються упорядкованим положенням атомів. У металах і металевих сплавах атоми перебувають у зв'язках — просторових кристалічних ґратках (комірках).

Найхарактернішими для металів є три типи кристалічних ґраток: об'смоцентрична кубічна (о. ц.к.), гранецентрична кубічна (г. ц.к.), гексагональна щільноупакована (г. щ.у.).

Метали, наприклад V, W, Cr, Fe, Mo, К, кристалізуються у системі о. ц.к. (рис. А), метали Ag, А1, Cu, Ni — г. ц.к. (рис. б), а метали Co, Zn, Ті, Be, Cd — г. щ.у. (рис. В).

Відстань між центрами атомів, розташованих на ребрі кристалічної ґратки, називають параметром ґратки. Параметри кристалічних ґраток дуже малі, тому їх вимірюють в ангстремах А° (1 А° = 10-8см).

У деяких металах (залізо, олово, нікель та ін.) при нагріванні відбуваються зміни в будові кристалічної ґратки одного й того самого металу, тобто перебудова атомів у просторі і зміна форми кристалічної ґратки.

Існування одного й того самого металу в різних кристалічних формах за різних температур (модифікацій) називають поліморфізмом, а перехід з однієї модифікації в іншу — поліморфним, або алотропічним, перетворенням.

Алотропічні перетворення металів позначають літерами грецького алфавіту: α, β, γ, δ та ін.

Кристалічні ґратки охолодження заліза характеризують алотропічні перетворення. За температури 1539 °С відбувається первинна кристалізація заліза. При цьому утворюється δ-залізо з кристалічною ґраткого о. ц.к. При 1392°С ґратка о. ц.к. перетворюється на г. ц.к. і утворюється γ-Залізо. В проміжку 1392...911°С залізо перебуває в алотропічній формі γ-залізо. За температури 911°С г. ц.к. ґратка γ-залізо перетворюється на о. ц.к.

Ґратку β. Температура 768°С (точка Кюрі) пов'язана не з кристалізацією, а лише зі змінами магнітних властивостей (нижче за 768 °С залізо стає магнітним).

У різних кристалографічних площинах, проведених через центри атомів у кристалічних ґратках, число атомів і відстані між ними неоднакові. Наприклад, у площині, проведеній через основу г. щ.у. , розміщено сім, а в площині її грані — чотири атоми. У зв'язку з цим властивості монокристалів (одиничних кристалів у вигляді геометрично правильної фігури багатогранника) у різних напрямках неоднакові. Таке явище називають Анізотропією.

6. Поняття про неметалеві матерали, загальна характеристика.

Поняття неметалеві матеріали включає великий асортимент матеріалів як-от пластичні маси, композиційні матеріали, гумові матеріали, клеї, лакофарбові покриття, деревина, і навіть силікатні скла, кераміка та інших.

Неметаллические матеріали не є лише замінників металів, а й застосовуються як самостійні, іноді навіть незамінні матеріали. Окремі матеріали мають високої механічної міцністю, легкістю, термічної та хімічної стійкістю, високими электроизоляционными характеристиками, оптичної прозорістю тощо. п. Особливо слід зазначити технологічність неметалічних матеріалів.

Застосування неметалевих матеріалів забезпечує значну економічну ефективність.

Основою неметалевих матеріалів є полімери, переважно синтетичні.

До неметаллическим матеріалам ставляться полімерні матеріали органічні та неорганічні: різні види пластичних мас, композиційні матеріали на неметаллической основі, каучуки і гуми, клеї, герметики, лакофарбові покриття, і навіть графіт, скло, кераміка.

Такі їх властивості, як достатня міцність, жорсткість і еластичність при малої щільності, светопрозрачность, хімічна стійкість, діелектричні властивості, роблять ці матеріали часто незамінними. Вони знаходять дедалі більше використання у різних галузях машинобудування.

Основою неметалічних матеріалів є полімери, переважно синтетичні.

Пластичні маси

Пластмассами називають штучні матеріали, одержувані з урахуванням органічних полімерних сполучних речовин.

7. Класифікація неметалічних матеріалів

Одним з ефективних шляхів зниження металоємності медичних виробів, зменшення їх маси, підвищення надійності і довговічності є застосування неметалевих конструкційних матеріалів природного походження та штучно створених або синтезованих.

19.1. Класифікація неметалічних матеріалів

До неметалевим матеріалів можна віднести матеріали як органічного, так і неорганічного походження. Класифікація неметалевих матеріалів за цим принципом наведена на рис. 19.1.

До числа найбільш часто використовуваних в охороні здоров'я неорганічних матеріалів відносяться силікатні матеріали (скло, фарфор, фаянс) і мінерали; з органічних матеріалів - полімери на основі різних олігомерів або високомолекулярних сполук.

Класифікацію високомолекулярних сполук з точки зору їх споживних властивостей доцільно проводити за: походженням, методу отримання, будови полімерного ланцюга, складом основного ланцюга, формою макромолекул, електричним властивостям, стосовно температурі і за призначенням (див. рис. 19.2).

Рис. 19.1. Класифікація неметалічних матеріалів

Рис. 19.2. Класифікація високомолекулярних сполук