Уровни
структуры
Иерархическая
структура
керамических
материалов является своеобразной
«записью» истории получения
материала и предопределяет,
как правило, его основные
функциональные
характеристики: МАТЕРИАЛ = ФАЗА + «ДЕФЕКТЫ»
[ В. Третьяков]
Методы исследования материалов
•Металлографические – для изучения структуры – микроанализ, макроанализ, фрактография
•Структурный анализ – изучение атомно- кристаллического строения – рентгеноструктурный, электронно-графический, спектральный, ЯМР…
•Определение механических свойств – прочность на растяжение, сжатие, изгиб; ударную вязкость; твердость; длительную прочность…
•Специальные виды испытаний – электро- и теплопроводность, коррозионную стойкость, трение и износ…..
Микроструктура и фрактограмма стали ПК50Ф
Лекция 2-3. Систематика и дизайн материалов
Чем определяются свойства материалов?
состав |
|
|
Способ производства |
|
|
структура |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Свойства 1
Свойства 2, 3 ….
•Долгое время считалось, что свойства материалов определяются, главным образом, частицами (атомами), из которых состоят тела.
Но затем стало ясно, что хотя вода и лед состоят из
одних элеентов, свойства их очень различаются, и это связано с тем, как эти отдельные атомы расположены в пространстве. Было введено понятие о трех агрегатных состояниях вещества.
Но затем стало ясно, что необходимо знать и "способ приготвления" материала. Например - дамасская сталь, способ изготовления которой был утерян, или железная колонна в Дели, которая стоит уже сотни лет и не ржавеет. Современные технологии позволяют получать "металлическое стекло" (аморфную сталь), или материалы с "памятью".
как структура (расположение атомов в пространстве) химического соединения кардинальным образом меняет свойства материала: углерод
Сажа – аморфный углерод в виде порошка, электрический изолятор.
Графит
- мягкий кристаллический материал. Графит очень хороший проводник электричества
Алмаз – самый твердый кристаллический материал
Фуллерены - новый тип углерода
графитовые |
КАРБИН Линейные |
нанотрубки- новый |
образования |
тип углерода |
АТОМОВ |
Почему из хаоса возникают сложные, упорядоченные системы
•Образование упорядоченных структур, происходящие не за счет действия внешних сил (факторов), а в результате внутренней перестройки системы, называется самоорганизацией. Самоорганизация - фундаментальное понятие, указывающее на развитие в направлении от менее сложных объектов к более сложным и упорядоченным формам организации вещества. В каждом конкретном случае самоорганизация проявляется по-разному, это зависит от сложности и природы изучаемой системы.