1. Загальна характеристика матеріалів, їх класифікація. Сплави металів.

Більшість металів при їх сумісному плавленні змішуються один з одним і, кристалізуючись, утворюють сплави та/чи інтерметалічні сполуки. Всі сплави, як і метали, в твердому стані кристалічні. Сплави поділяють на однорідні і неоднорідні. Більшість сплавів належить до неоднорідних.

Однорідні сплави утворюються в тих випадках, коли атоми одного металу можуть заміщатися атомами другого металу у вузлі кристалічної ґратки. При такому заміщенні утворюються кристали із структурою схожою на структуру вихідних металів, проте із атомами різного сорту, чим і обумовлюється однорідність сплава. Такі сплави називають твердими розчинами. Тверді розчини утворюють золото із сріблом, нікель з міддю і ін.

Неоднорідні сплави являють собою механічну суміш кристаликів обох металів. При цьому кожний із металів зберігає свою кристалічну ґратку. Наприклад, сплав олова зі свинцем (припій) складається з кристаликів чистого олова і кристаликів чистого свинцю.

Будова матеріалів:

Макроструктура: неозброєне око.

Мікростуктура: субатомна – електронний мікроскоп, кристалічна решітка –рентгеноструктурний аналіз, зерниста структура – оптичний мікроскоп.

2. Міцність і подовження трикотажу.

Міцність, тобто опір матеріалу деформації та руйнуванню є важливою властивістю матеріалів. Запропоновано кілька теорій, що пояснюють процес руйнування твердих тіл(матеріалів).

Критичний характер розриву(Гриффіт) – будь-яке тверде тіло не має досконалої структури і містить значну кількість дефектів, котрі послаблюють його міцність.

Руйнування матеріалу настає тоді, коли внаслідок дії навантаження перенапруження біля вершини хоча б однієї мікротріщини досягає значення, яке відповідає теоретичній міцності, що визначається силами міжатомних зв’язків. При цьому розміри мікротріщин починають збільшуватись зі швидкістю поширення пружних хвиль та спричинюють руйнування матеріалу.

Гіпотеза про існування дефектів(Іоффе) – напруження біля вершини поверхневої мікротріщини у багато разів перевищує напруження, котре визначається відношення діючого навантаження до площі поперечного перерізу ослабленого зразка. Було встановлено, що розвиток мікротріщин є наслідком дії максимального критичного напруження. Було встановлено різницю між теоретичним і експериментальним значеннями міцності.

Статистична теорія міцності академіка Александрова – розрив матеріалу відбувається не водночас по всій поверхні руйнування, а починається з найнебезпечнішої ділянки, де перенапруження досягає значення, близького до теоретичної міцності. Потім розрив відбувається на новій небезпечній ділянці мікротріщин. Матеріал руйнується внаслідок тріщин. Дана теорія розглядає руйнування як процес, що триває у часі.

Кінетична теорія міцності(Журкова) – руйнування матеріалів відбувається не тільки та не стільки завдяки діючій механічній силі, скільки завдяки тепловому руху структурних елементів. Розрив матеріалу відбувається як правило внаслідок флуктацій теплової енергії, термічного розкладу міжатомних зв’язків. Діюче механічне напруження зменшує енергетичний бар’єр, активізуєта спрямовує процес руйнування.