3. Матеріали, стійкі до дії високої температури. Їх характеристика.

Конструкційні металеві матеріали у процесі обробки та експлу­атації під час нагрівання у корозійноактивних середовищах піддають­ся хімічній корозії та руйнуванню.

Хімічна корозія розвивається у сухих газах або рідких неолектролітах. Здебільшого це кисневмісні гази: сухе повітря, вуглекис­лий газ, суха водяна пара, чистий кисень. За хімічної корозії по­верхня металу окислюється.

Здатність металу чинити опір корозійному впливу газу за висо­ких температур зветься жаростійкістю.

Жаростійкість металу залежить від зовнішніх і внутрішніх фак­торів. До зовнішніх факторів належать: температура, склад газового середовища, швидкість його руху, парціальний тиск, окислювача. Під­вищення температури та швидкості руху газової фази збільшує швид­кість окислювання.

Внутрішніми факторами є хімічний склад металу, структура і чистота обробки поверхні. Найбільший вплив справляє хімічний склад металу, який визначає кристалічну структуру та захисні властивості оксиду. Поліровані поверхні окислюються повільніше, оскільки ок­сидна плівка є рівномірного по товщині і тому міцніше зчеплена з поверхнею металу.

Висока жаростійкість притаманна алюмінію, цинку, хрому, свин­цю, марганцю, берилію. Метали цієї групи використовуються під час жаростійкого легування.

Головною вимогою до всіх елементів під час жаростійкого легу­вання є більша хімічна спорідненість до кисню, ніж до основного ме­талу. Тільки -в цьому випадку легуючий елемент може впливати на жаростійкість.

Жаростійкість заліза та сталі, можна підвищити легуванням хро­мом, алюмінієм, кремнієм. Найбільшого поширення у об"ємному та по­верхневому легуванні заліза та сталі набув хром, вміст якого сягає 30%. У сталях вміст алюмінію га кремнію на відміну від хрому є обмеженим, оскільки ці елементи спричинюють викришування сталі і погіршують технологічні властивості підчас обробки тиском.

Жаростійкі матеріали Al,Zn,Pb,Cu,Mn,Be.

Білет №11

1. Елементи кристалографії. Типи зв’язку.

Кристаллографія — наука про кристали, їх структуру, виникнення і властивості. Вона тісно пов'язана з мінералогією, фізикою твердих тіл і хімією. Історично кристалографія виникла в рамках мінералогії, як наука описує ідеальні кристали.Крист́ал — тверде тіло з упорядкованою внутрішньою будовою, що має вигляд багатогранника з природними плоскими гранями: впорядкованість будови полягає у певній повторюваності у просторі елементів кристалу (атомів, молекул, йонів), що зумовлює виникнення т.зв. кристалічної ґратки.

Атоми (частинки) твердого тіла намагаються розташовуватися в просторі таким чином, щоб енергія їхньої взаємодії була мінімальною. Це відповідає певному порядку в просторовому розміщенні частинок, який визначається кристалічною решіткою. Кристалічна решітка – уявна просторова сітка, у вузлах якої розташовані частинки, які утворюють кристали. Період решітки – відстань иіж центрами двох сусідніх частинок в елементарній чарунці решітки. Координаційне число – вказує, яка кількість атомів знаходиться на найбільш близькій і рівній відстані від будь-якого вибраного атома решітки.

Анізотропія – явища, за яких властивості твердих тіл залежать тільки від напрямку, вона притаманна тільки кристалічним тілам.

Атомні тіла є ізотропні.

Типи кристалічних решіток: кубічна, гексагональна, тетрагональна, моноклінна, ромбічна, триклинна, тригональна.

Положення площин в просторі визначається відрізками, які площина відокремлює на осях ХYZ.Ці відрізки являють собою цілі числа m,n,p у одиницях відрізків а, б, с. За індекси Міллера прийнято брати обернені відрізки: h=1/m, k=1/n, 1=1/p. Три числа h,k.l, узяті в дужки, називаються індексами Міллера.

Типи зв’язку.Завдяки подібній будові кристалічні речовини мають характерні властивості:стала температура плавлення, спайність,анізотропія, пружність.

Загальною рисою всіх типів зв'язку є те, що природа сил зв’язку електрична. У твердих тілах розрізняють іонний, ковалентний, металічний, ван-дер-ва-альсовий та водневий зв'язки. У іонних кристалах правильно чергуються в розміщенні позитивні і негативні іони.

Фізична природа іонного зв'язку в кристалах майже така, як і іонних молекул. Але тут електростатична взаємодія складніша внаслідок взаємодії окремого іона з усіма іншими іонами кристалла.

Іонний зв'язок досить сильний. Міцність іонного зв'язку проявляється в тому, що іонні кристали мають малий коефіцієнт теплового розширення і високу температуру плавлення. Типовими кристалами з ковалентним зв'язком є алмаз, графіт, карборунд, сульфід цинку, йод, сірка. До них належать і напівпровідники. У вузлах кристалічної решітки таких кристалів розміщені нейтральні атоми. Характерною рисою ковалентного зв'язку є її напрямленість, а розподіл густини заряду навколо кожного з ядер атомів відрізняється від сферично-симетричного розподілу, який характерний для іонних молекул.

.Ковалентний зв'язок суттєво відрізняється від іонного тим, що число електронів, які здійснюють ковалентний зв'язок, у кожного атома обмежене, а тому цей зв'язок є насиченим.

Металічний зв'язок в основному характерний для речовин, побудованих з атомів одного елемента (наприклад, мідь, золото). Металічні кристали містять у вузлах кристалічної решітки позитивні іони. В просторі між ними вільно переміщуються колективізовані валентні електрони. Металічний зв'язок — це взаємодія сукупності позитивних іонів з колективізованими валентними електронами. Кінетично притягуючись до позитивних іонів, вільні електрони відіграють роль «клею-цементу», що фіксує позитивні іони на певних відстанях відповідно до рівноваги і мінімуму потенціальної енергії системи. У вузлах кристалічних решіток молекулярних кристалів розміщаються певним способом орієнтовані молекули. Характерною для молекулярних кристалів є геометрична відокремленість молекул кристала і сильні внутрішньомолекулярні зв'язки. Це означає, що енергія внут-рішньомолекулярних зв'язків значно перевищує енергію міжмолекулярних зв'язків. Силами зв'язку в цьому разі є сили Ван-дер-Ваальса та водневі зв'язки, коли молекули мають гідроксильні ОН та амінні NH2 групи. Переважна більшість молекулярних кристалів— це органічні кристали