8. Магнитные превращения

Некоторые металлы намагничиваются под действием магнитного поля. После удаления магнитного поля они обладают остаточным магнетизмом. Это явление получило название ферромагнетизма. К ферромагнетикам относятся железо, кобальт, никель и некоторые другие металлы.

При нагреве ферромагнитные свойства металла уменьшаются постепенно: вначале слабо, затем резко, и при определенной температуре (точка Кюри) исчезают (точка Кюри для железа – ). Выше этой температуры металлы становятся парамагнетиками. Магнитные превращения не связаны с изменением кристаллической решетки или микроструктуры, они обусловлены изменениями в характере межэлектронного взаимодействия.

Кристаллизация металлов. Влияние пластической деформации на свойства металлов. Методы исследования металлов.

1. Идеальное и реальное строение материала. Дефекты кристаллического строения

Идеальным является такое строение кристаллов, при котором все атомы находятся строго в узлах кристаллической решётки.

В реальных кристаллах возникают нарушения правильности или несовершенства их строения: точечные, линейные, поверхностные, объёмные. Эти нарушения изменяют свойства металлов.

Вакансии образуются за счёт диффузии атомов, непрерывноперемещающихся в решетке, когда соседствующий атом переходит в «дырку», оставляя пустым свое старое место. Повышение температуры увеличивает число таких атомов и увеличивает число вакансий. Точечные дефекты могут возникать не только в результате нагрева, но и в процессе пластической деформации, рекристаллизации, облучение радиацией,

а. Вакансия б.Замещённый атом в. Внедрённый атом

Точечные дефекты.

Линейные дефекты

Линейные дефекты имеют малые размеры в двух измерениях и большую протяжённость в третьем и называются дислокациями. Различают краевые и винтовые дислокации.

Краевая дислокация представляет собой край возникшей по каким-либо причинам лишней полуплоскости атомов, называемой экстраплоскостью. Эта дислокация может быть прямой, выгибаться в разные стороны, образуя винтовую дислокацию.

Поверхностные дефекты

К поверхностным дефектам относятся границы между зёрнами и субзернами, дефекты упаковки, границы двойников и доменов (области самопроизвольного намагничивания), поверхность кристалла. Поликристалл состоит из большого числа зёрен с различно ориентированными кристаллическими решётками

В нём нарушена правильность расположения атомов, имеются скоплениедислокаций, повышенная концентрация примесей.

Субзёрна разориентированы относительно друг друга от нескольких долей

до единиц градусов – так возникают малоугловые границы, состоящие из совокупности дислокаций.

Двойникование – образование в монокристалле областей с изменённой

ориентацией кристаллической структуры при помощи зеркального отражения

Линейные дефекты не двигаются самопроизвольно и хаотично, как

вакансии. Однако достаточно небольшого напряжения, чтобы дислокации

начали двигаться, образуя плоскость, а в разрезе – линию скольжения.

Вокруг дислокаций создается поле искаженной кристаллической решетки.

Важное значение имеет суммарная характеристика количества

дислокаций. Под ней понимают суммарную длину дислокаций в сантиметрах,

приходящихся на 1 см³.

 см/ см³= см ^-2

Для металлов плотность дислокаций колеблется в пределах 10⁸÷10¹³ см^-2

(т.е. миллион километров дислокаций в одном кубическом сантиметре).

Границы зёрен препятствуют перемещению дислокаций. Дислокация не может перейти границу зерна, т.к. в новом зерне плоскость скольжения не совпадает с плоскостью движения этой дислокации. Протяжённость границ зёрен тем больше, чем меньше величина зерна. Измельчение зерна приводит к повышению пределов прочности и текучести металлических материалов.