2.8 Получение монокристаллов
Монокристаллы отличаются минимальными структурными несовершенствами. Получение монокристаллов позволяет изучать свойства металлов, исключив влияние границ зёрен. Применение в монокристаллическом состоянии германия и кремния высокой чистоты даёт возможность использовать их полупроводниковые свойства и свести к минимуму неконтролируемые изменения электрических свойств.
Монокристаллы можно получить, если создать условия для роста кристалла только из одного центра кристаллизации.
2.9 Свойства аморфных металлов
При высоких скоростях охлаждения из жидкого состояния (более 10 -6 С/сек) диффузионные процессы настолько замедляются, что подавляется образование зародышей и рост кристаллов. В этом случае образуется аморфная структура. Материалы с такой структурой получили название аморфные металлические сплавы (АМС), или металлические стёкла. Затвердевание с образованием аморфной структуры принципиально возможно практически у всех металлов.
Контрольные вопросы
В чём разница между первичной и вторичной кристаллизацией металлов?
Что показывают кривые охлаждения и как они строятся?
Что характеризует горизонтальный участок на кривой охлаждения простых металлов?
Почему на кривых охлаждения аморфных веществ нет горизонтального участка?
Каков механизм процесса кристаллизации?
При каком строении металлов обеспечивается высокая прочность и сопротивляемость ударным нагрузкам?
Почему перегорает нить лампочки накаливания?
Как получить мелкозернистое строение металлов и сплавов?
Что представляют из себя дендриты?
Охарактеризуйте монокристаллы.
Что такое гистерезис?
Что такое аллотропия, полиморфизм?
Что такое аморфные металлы?
Какие процессы характеризует точка Кюри?
3 Основные равновесные диагарммы состояния двойных сплавов. Связь между составом, строением и свойствами сплавов
3.1 Понятие о сплавах и методах их получения
Под сплавом понимают вещество, полученное сплавлением двух или более элементов. Возможны другие способы приготовления сплавов: спекания, электролиз, возгонка. В этом случае вещества называются псевдо сплавами.
Сплав, приготовленный преимущественно из металлических элементов и обладающий металлическими свойствами, называется металлическим сплавом. Сплавы обладают более разнообразным комплексом свойств, которые изменяются в зависимости от состава и метода обработки.
3.2 Основные понятия в теории сплавов
Система – группа металлов, выделяемых для наблюдения и изучения. В металловедении системами являются металлы и металлические сплавы. Чистый металл является простой однокомпонентной системой, сплав – сложной системой, состоящей из двух и более компонентов.
Компоненты – вещества, образующие систему. В качестве компонентов выступают чистые вещества и химические соединения, если они не диссоциируют на составные части в исследуемом интервале температур.
Фаза – однородная часть системы, отделенная от других частей системы поверхностного раздела, при переходе через которую структура и свойства резко меняются.
Вариантность (C) (число степеней свободы) – это число внутренних и внешних факторов (температура, давление, концентрация), которые можно изменять без изменения количества фаз в системе.
Если вариантность C = 1 (моновариантная система), то возможно изменение одного из факторов в некоторых пределах, без изменения числа фаз.
Если вариантность C = 0 (нонвариантная система), то внешние факторы изменять нельзя без изменения числа фаз в системе.
Существует математическая связь между числом компонентов (К), числом фаз (Ф) и вариантностью системы ( С ). Это правило фаз или закон Гиббса
(3.1)
Если принять, что все превращения происходят при постоянном давлении, то число переменных уменьшится
(3.2)
где С – число степеней свободы;
К – число компонентов;
Ф – число фаз;
1 – учитывает возможность изменения температуры.