1. Elementy sieci krystalicznej

Elementy sieci przestrzennej:

1 Węzeł sieci

2 Prosta sieciowa: prosta łącząca środki dwóch dowolnych atomów

3 Płaszczyzna sieciowa: powstała przez przesunięcie prostej sieciowej o parametr sieciowy w innym kierunku

4 Parametr sieci: najbliższa odległość dwóch atomów na prostej sieciowej w komórce prymitywnej

5 Liczba koordynacyjna: liczba najbliższych i równo oddalonych atomów od jednego dowolnie wybranego

6 Stopień wypełnienia przestrzeni: stosunek objętości przestrzeni zajętej przez sfery atomów do objętości zajmowanej przez komórkę.

2. Proszę wymienić defekty sieci krystalicznej.

Defekty struktury krystalicznej – niedoskonałości kryształów polegające na punktowym lub warstwowym zerwaniu regularności ich sieci przestrzennej. Defekty występują praktycznie we wszystkich rzeczywistych kryształach. Wynikają one z natury procesu krystalizacji. 1.Punktowe: -wakanse, luki – wolne miejsca w sieci krystalicznej, -wyjście atomu na powierzchnie kryształu, - międzywęzłowe – opuszczające węzły np. wskutek drgań cieplnych, 2.Liniowe – inaczej dyslokacje: -krawędziowe – poprzez wprowadzenie ekstrapłaszczyzny między nieco rozsunięte płaszczyzny sieciowe, miarą dyslokacji jest wektor Burgersa, wyznaczony poprzez kontur Burgersa i prostopadły do linii dyslokacji krawędziowej, -śrubowe – powstają w wyniku przesunięcia płaszczyzn atomowych, wektor Burgersa równoległy do linii dyslokacji śrubowej, -mieszane – śrubowa i krawędziowa występujące w strukturach rzeczywistych, 3.Powierzchniowe: -granice ziaren – wąska strefa materiału,w której atomy są ułożone w sposób chaotyczny. Gdy kąt między dwoma sąsiednimi kierunkami krystalograficznymi jest: większy od 15° to szerokokątowa granica, mniejszy – wąskokątowa, -granice międzyfazowe: koherentne – atomy granicy ziarna są wspólnymi atomami obydwóch ziarn, półkoherentne,zerwanie koherentności - największe umocnienie, -błąd ułożenia – wskutek dyslokacji krawędziowej, EBU – energia błędu ułożenia,

4. Warstwowe: -uskoki sieci krystalicznej, -nakładanie się dwóch sieci na siebie, -rozwarstwienie.

3.Proszę wymienić właściwości metali I ich stopów.

1 Wysoka przewodność cieplna i ciepło właściwe

2 Podatność na odkształcenia plastyczne

3 Przewodność elektryczna malejąca ze wzrostem temperatury

4 Nieprzezroczystość i połysk metaliczny

5 Odporność na obciążenia udarowe

6 Wysoka podatność do krystalizacji w czasie krzepnięcia

Metale i stopy wyróżniają się równięż takimi cechami jak : właściwości technologiczne ( w jaki sposób zachowa się materiał w czasie procesów technologicznych – kucie , skrawanie , odlewanie )

Własności mechaniczne to zespół cech określających odporność metalu na nie sił działających ( rozciąganie, zmęczenie , skrecanie)

4. Proszę opisać procesy zachodzące w wielkim piecu.

Cały proces przeprowadza się w wielkich, szybowych piecach, o wysokości ok. 30 metrów i pojemności nawet 2000 [m³]. Zasada działania pieca oparta jest o zjawisko przeciwprądów. Od góry, warstwami, do pieca wprowadza się za pomocą urządzeń zasypowych surowce. Surowcami są tutaj:

- ruda żelaza

- koks, czyli produkt odgazowania węgli kopalnych, najczęściej węgla kamiennego, zawiera ok. 80 % czystego węgla

- topniki, czyli substancje, które obniżają temperaturę topnienia rud oraz ułatwiającą oddzielenie metalu od innych domieszek, zawartych w rudzie. Te bezużyteczne domieszki zostają związane w postaci żużla. Najczęściej używanymi topnikami są piasek, wapień lub dolomit.

Natomiast od dołu pieca wdmuchuje się rozgrzane powietrze.

W górnej części pieca zachodzą reakcje utleniania węgla, które prowadzą do powstania tlenku węgla (II):

Tlenek ten łatwo reaguje ze stopioną, w wysokiej temperaturze, pod wpływem topników rudą żelaza.

Jest to tzw. redukcja częściowa, redukcja właściwa, czyli redukcja węglem zachodzi w dolnej strefie wielkiego pieca, w której panuje najwyższa temperatura, dochodząca do ok. 1200 - 1500 ºC.

Jednocześnie z reakcja pomiędzy węglem , a tlenkami żelaza, odbywa się reakcja z topnikami oraz innymi zanieczyszczeniami obecnymi w mieszaninie. W efekcie powstaje ciekły żużel, czyli produkt uboczny zawierający stopione substancje mineralne. Żużel jest lżejszy do surówki, więc oddziela się od niej i wypływa na jej powierzchnię.

Surówka, czyli pierwszy produkt procesu wielkopiecowego zawiera ok. 4 % węgla oraz niewielkie ilości krzemu, manganu, fosforu oraz siarki. Pod wpływem powolnego oziębiania surówki część węgla wykrystalizowuje się w postaci grafitu.

Powstające w dużych ilościach gazy: tlenki węgla, są ponownie wykorzystywane do ogrzewania pieca. Proces wielkopiecowy jest przeprowadzany nieprzerwanie.