что такое механическая смесь

МЕХАНИЧЕСКАЯ СМЕСЬ

Рис. М-12. Микроструктура механической смеси (Х100)

Смотреть что такое «МЕХАНИЧЕСКАЯ СМЕСЬ» в других словарях:

механическая смесь — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN aggregate … Справочник технического переводчика

механическая смесь — mechaninis mišinys statusas T sritis chemija apibrėžtis Nevienalytis mišinys. atitikmenys: angl. mechanical mixture rus. механическая смесь … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

механическая смесь — ▲ смесь ↑ механический подмешать. намешать. сдобрить. фракция компонент смеси. крошево. раствориться распределиться в общей массе чего л … Идеографический словарь русского языка

Смесь золошлаковая — Смесь золошлаковая – смесь, состоящая из золы и шлака, образующихся на тепловых электростанциях при сжигании углей в топках котлоагрегатов. [ГОСТ 25137 82] Смесь золошлаковая – механическая смесь пылеобразной золы уноса и шлаковых… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

смесь — ▲ совокупность ↑ разнородный смесь разнородная совокупность. смешение. смешать, ся (все в голове смешалось). примешать, ся. смешанный (# лес). сбродный (# кампания). конгломерат (# идей). конгломерация. контаминация. ↓ помесь. разг: мешанина.… … Идеографический словарь русского языка

СМЕСЬ — (1) продукт естественного смешивания или искусственного механического соединения природных веществ, материалов млн. разнородных предметов и физ. тел. Различают С. однородные (гомогенные) и неоднородные (гетерогенные). К однородным С. относятся… … Большая политехническая энциклопедия

Гидросмесь — механическая смесь частиц сыпучих или искусственно размельченных твёрдых материалов различной крупности с водой. В нефтяной промышленности и строительстве Г. называют растворами, добавляя характеристику твёрдого компонента: Глинистый… … Большая советская энциклопедия

ЭМУЛЬСИЯ — механическая смесь воды с маслами или с жирами, в к рой последние находятся в мелко раздробленном состоянии и несмотря на то, что они легче воды, на ее поверхности не всплывают. Такие стойкие Э. получаются в тех случаях, когда масла или жиры… … Сельскохозяйственный словарь-справочник

дисперсная система — ▲ механическая смесь ↑ мелкий дисперсная система гетерогенная система, в которой частицы одной фазы (дисперсной) распределены в другой однородной фазе (дисперсионной среде). пена (клочья пены). пенка. пенить, ся. вспениться. пенистый. пенный.… … Идеографический словарь русского языка

Строительные материалы — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия

Источник

Образовательный портал

Сплавы, элементы которых имеют различные по типу кристаллические решетки и состоят из атомов, резко отличающихся своими размерами и электронным строением, образуют при кристаллизации механические смеси.

Механические смеси могут состоять из чистых элементов, твердых растворов, химических соединений. При кристаллизации механической смеси каждый компонент самостоятельно и поочередно образует кристаллы. Такие чередующиеся кристаллы механической смеси значительно отличаются один от другого свойствами.

Сплавы, кристаллизующиеся в виде механических смесей, обладают высокими литейными свойствами. Механические свойства таких сплавов имеют среднее значение свойств компонентов, входящих в сплав, и изменяются прямо пропорционально количеству составляющих компонентов. Сплавы, структура которых представляет собой механическую смесь, как правило, плохо поддаются обработке металлов давлением, потому что состоят из кристаллов, которые сильно отличаются один от другого пластическими свойствами.

Механические смеси могут образовываться при кристаллизации из жидкого сплава и при перекристаллизации в твердом состоянии. Практическое применение сплавов, имеющих структуру механической смеси, определяется их свойствами. Как правило, большинство литейных сплавов при кристаллизации образуют механические смеси, например: сплав алюминия с 33% меди; сплав железа с 4,3% углерода; сплав алюминия с 11 — 13% кремния; сплав свинца с 13% сурьмы и др.

Источник

Механические смеси, химические соедине­ния и твердые растворы

Строение и свойства сплавов

Технические сплавы получают обычно сплав­лением или спеканием. Составляющие сплав элементы или химические соединения элементов называются ком­понентами. Свойства сплавов зависят от их химического состава. Однако знание только химического состава не дает полного представления о свойствах сплавов. Для правильной оценки свойств сплавов необходимо знать еще и состав, характер взаимодействия составляющих компонентов сплавов, тип кристаллической решетки, а также виды, форму и размеры зерен.

По характеру взаимодействия составляющих эле­ментов все сплавы подразделяются на 3 основных ти­па:

Механическими смесями называются сплавы двух компонентов (А и В) однородной жидкости, атомы ко­торых не перемешиваются друг с другом и каждый ком­понент кристаллизуется в характерную для него решет­ку. Структура механических смесей неоднородная, так как состоит из компонентов кристаллов, обладающие различными свойствами. При этом сплавление не влияет на свойства каждого составляющего компонента, а в полученной механической смеси компоненты не взаимо­связаны.

Общие свойства механических смесей зависят от свойств составляющих компонентов и от их количест­венного соотношения. Чем больше в сплаве данного компонента (Л или В), тем ближе к его свойствам свой­ства механической смеси. Количественное соотношение составляющих компонентов (А и В) в механических смесях может быть самым различным.

Химическими соединениями называются сплавы, в которых атомы двух металлов или металла с неметал­лом вступают друг с другом в химическое соединение. В химическом соединении каждый возникающий крис­талл образуется атомами вещества А и В в пропорции, определяемой его формулой. Кристаллическая решет­ка химического соединения отличается от кристалличе­ской решетки отдельных компонентов сплава так же, как свойства соединения отличаются от свойств ком­понентов.

В химических соединениях содержатся зерна различ­ной величины, но одинаковые по составу и свойствам. Поэтому химические соединения считаются однородны­ми сплавами.

В твердых растворах каждый кристалл сплава об­разуется совместно атомами обоих элементов. Твердыми растворами называются такие сплавы, в которых атомы одного вещества в большем или меньшем количестве входят в кристаллическую решетку другого вещества, существенно не изменяя его формы. При этом вещество, сохранившее форму своей кристаллической решетки, называется растворителем (рис. 7, а), а вещество, ато­мы которого вошли в данную решетку, — растворенным. Твердые растворы являются однородными сплавами, так как состоят из одинаковых по составу и свойствам зерен.

В зависимости от характера размещения твердые растворы делятся на два основных типа: с неограничен­ной и ограниченной растворимостью. Растворы с неог­раниченной растворимостью состоят из компонен­тов с одинаковыми кристаллическими решетками (рис. 7, б), в которых атомы растворенного вещества, вытесняя атомы растворителя, занимают их места в уз­лах кристаллической решетки. Такие твердые растворы называются растворами замещения. Они получаются строго однородными (фаза является однородной частью сплава). В растворах замещения компоненты содер­жатся в различных соотношениях. В зависимости от размеров новых атомов размеры кристаллической решетки могут увеличиваться или уменьшаться, возможно также некоторое искажение формы решетки из-за несим­метричного расположения новых атомов. Растворы с ограниченной растворимостью состоят из компо­нентов с неодинаковыми кристаллическими решетками (рис. 7, в). При образовании растворов с ограниченной растворимостью атомы растворенного компонента распо­лагаются в кристаллической решетке растворителя меж­ду его атомами. Такие растворы называются раствора­ми внедрения.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Лекция №2. Теория сплавов

Лекция №2. Теория сплавов

Рассмотрим ряд основополагающих определений и понятий.

Сплав – вещество, полученное сплавлением двух и более элементов (компонентов). Сплав, приготовленный преимущественно из металлических элементов и обладающий металлическими свойствами, называются металлическим сплавом.

По количеству компонентов сплавы соответственно называются двойными, тройными и многокомпонентными.

Структурные составляющие – обособленные части сплава, имеющие одинаковое строение с присущими им характерными особенностями.

Система – совокупность тел (твердых, жидких) в определенном объеме при определенных внешних условиях, взятых для исследования.

Компонент – простейшая часть (вещество) из образующих систему. В металлических сплавах компонентами являются элементы (металлы и неметаллы) и химические соединения (не диссоциирующие при нагревании)

Фаза – однородная часть системы, имеющая физическую границу раздела (поверхность), при переходе через которую химические состав или структура изменяются скачком.

2.1. Строение сплавов

Чистые металлы находят довольно ограниченное применение. Основными конструкционными материалами являются металлические сплавы. В основном сплавы получают путём кристаллизации жидкого расплава нескольких металлов, но могут быть и другие пути – спеканием, диффузией, осаждением и другие.

Почти все металлы в жидком состоянии растворяются друг в друге в любых соотношениях и образуют однородный жидкий раствор с равномерным распределением атомов одного металла среди атомов другого металла.

При образовании сплавов в процессе их затвердевания возможно различное взаимодействие компонентов. По характеру взаимодействия компонентов все сплавы подразделяются на три основных типа: механические смеси, твердые растворы и химические соединения.

Механическая смесь двух компонентов образуется, если они не способны к взаимодействию или взаимному растворению.

Каждый компонент при этом кристаллизуется в свою кристаллическую решетку. Структура механических смесей неоднородная, состоящая из отдельных зерен компонента А и компонента В. Свойства механических смесей зависят от количественного соотношения компонентов.

Если механическая смесь образуется при первичной кристаллизации, она называется эвтектической, если в результате вторичной – эвтектоидной.

Твердые растворы образуются, когда один компонент растворяется в другом. Тогда в твердом состоянии атомы одного компонента входят в кристаллическую решетку другого. Если атомы кристаллической решетки одного компонента А частичного замещаются атомами другого В, образуются твердые растворы замещения, рис. 2.1а. Твердые растворы замещения образуются элементами, атомные радиусы которых отличаются не более чем на 8 – 15%, но и в этом случае кристаллическая решетка растворителя искажается, не утрачивая своего строения.

Если атомы растворимого компонента В внедряются в пустоты решетки растворителя А, то образуются твердые растворы внедрения (рис. 2.1б). Следовательно, атомы растворимого элемента должны быть соизмеримы с пустотами кристаллической решетки растворителя. Концентрация твердых растворов внедрения не может быть высокой – не более 1…2%.

Рис. 2.1. Схемы твердых растворов замещения (а) внедрения (б)

Твердый раствор имеет однородную структуру и одну кристаллическую решетку. Обозначают твердые растворы буквами греческого алфавита α, β, γ, δ и т.д.

Свойства химического соединения резко отличаются от свойств образующих его компонентов при этом они, как правило, обладают большой твердостью и хрупкостью (карбиды, нитриды и др.). Химическое соединение имеет однородную структуру, состоящую из одинаковых по составу и свойствам зерен, и может играть роль компонента в сплавах.

2.2. Диаграммы состояния двойных сплавов

Диаграмма состояния – графическое изображение состояния сплава изучаемой системы в зависимости от концентрации в нем компонентов и температуры. Диаграмма состояния показывает равновесные, устойчивые состояния сплава, т.е. такие, которые при данных условиях обладают минимальной свободной энергией.

Построение диаграмм состояния осуществляют различными экспериментальными методами. Наиболее часто используется метод термического анализа. Он заключается в том, что составляют несколько сплавов с различной концентрацией компонентов, расплавляют их и медленно охлаждают, фиксируя время охлаждения и температуру.

По полученным данным строят серию кривых охлаждения в координатах: время (τ, сек) – температура (t,°С), на которых наблюдают точки перегибов и температурные остановки – критические точки фазовых переходов (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Кривая охлаждения сплава

Вид диаграммы зависит от того, как взаимодействуют между собой компоненты.

Диаграмма состояния сплавов,

образующих механические смеси чистых компонентов (1 тип)

Рассмотрим кривые охлаждения нескольких сплавов системы А – В, имеющих различный состав (рис. 2.3). Кристаллизация чистого компонента А (100%) начинается в т.1 и заканчивается в т.1*, протекая при постоянной температуре. Выше этой температуры компонент А находится в жидком состоянии, ниже – в твердом. Аналогично происходит кристаллизация чистого компонента В.

Кривая охлаждения сплава (60% А + 40%В) аналогична кривым охлаждения чистых компонентов. На ней имеется также только одна температурная остановка 2-2*, т.е. кристаллизация происходит при постоянной температуре. Особенность кристаллизации этого сплава заключается в том, что происходит одновременная кристаллизация обоих компонентов – появляются и растут кристаллы, образуя мелкокристаллическую механическую смесь обоих компонентов (А+В).

Рис. 2.3. Диаграмма состояния сплавов, образующих механические смеси

чистых компонентов, состав сплавов: 1 – 100%А, 2 – 80%А+20%В,

3 – 60%А+40%В, 4 – 20%А+80%В, 5 – 100%В

Сказанное в равной степени относится и к сплаву (20%А + 80%В), отличие состоит лишь в том, что на участке 1–2 происходит образование и рост зерен компонента В. Для этих сплавов характерной особенностью является то, что кристаллизация на участке 1–2 происходит в интервале температур.

Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью

компонентов в твердом состоянии (2 тип)

Для таких сплавов возможно образование двух фаз: жидкого сплава Ж и твердого раствора α. На диаграмме две линии, верхняя – ликвидус и нижняя – солидус (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью

Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью

в твердом состоянии (3 тип)

В таких сплавах могут существовать три фазы: жидкий раствор (Ж), твердый раствор компонента В в компоненте А – (α) и твердый раствор компонента А в компоненте В – (β). Эта диаграмма содержит в себе элементы двух предыдущих (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью

компонентов в твердом состоянии

Линия АСВ – линия ликвидус, линия АЕСFВ – линия солидус. Линия ЕСF – линия эвтектики. Таким образом, здесь также образуется эвтектика, доэвтектические и заэвтектические сплавы. Линия РЕ – линия ограниченной растворимости компонента В в компоненте А, по этой линии происходит выделение вторичных кристаллов β _II (вследствие уменьшения растворимости компонента В в компоненте А с понижением температуры). Процесс выделения вторичных кристаллов называется вторичной кристаллизацией.

Диаграмма состояния сплавов, образующих устойчивые химические соединения (4 тип)

Рис. 2.6. Диаграмма 4 типа

Такая диаграмма характеризуется наличием вертикальной линии, соответствующей соотношению компонентов в химическом соединении А _n В _m (рис. 2.6). Эта линия делит диаграмму на две части, которые можно рассматривать как самостоятельные диаграммы сплавов, образуемых устойчивым химическим соединением и одним из компонентов. На рисунке представлена диаграмма для случая, когда каждый из компонентов образует с химическим соединением механическую смесь.

2.3. Пластическая деформация, наклеп и рекристаллизация

Волокнистое строение и наклеп можно устранить при нагреве металла. Частичное снятие наклепа происходит уже при небольшом нагреве. Снимается искажение кристаллической решетки. Этот процесс называется возвратом (рис. 2.7). Но волокнистая структура при этом сохраняется.

При нагреве до более высоких температур в металле происходит образование новых равноосных зерен. Такой процесс называют рекристаллизацией. Наклеп при этом снимается полностью. Различают рекристаллизацию первичную и собирательную.

Рекристаллизация первичная (участок 1–2 на рис. 2.7) заключается в образовании зародышей и росте новых равновесных зерен с неискаженной кристаллической решеткой.

Собирательная рекристаллизация – вторая стадия процесса, заключающаяся в росте образовавшихся новых зерен. Рост зерен обусловлен стремлением системы к более равновесному состоянию за счет уменьшения внутренней поверхности зерен. Особенность собирательной рекристаллизации – вторичная рекристаллизация – рост отдельных зерен за счет других. Основными факторами, определяющими величину зерен, являются температура, продолжительность выдержки при нагреве и степень деформации.

Рис. 2.7. Схема изменения структуры и свойств наклепанного металла

при возврате (отдыхе) и рекристаллизации

где а – коэффициент, зависящий от структуры и состава металла. Для особо чистых металлов а = 0,2, для металлов технической чистоты а = 0,3 – 0,4, для сплавов а = 0,5 – 0,6.

На практике наклеп устраняют рекристаллизационным отжигом.

Если деформирование происходит при температуре выше температуры рекристаллизации, то наклепа не происходит. Такая деформация называется горячей. Деформация, которая происходит при температуре ниже температуры рекристаллизации, называется холодной.

Источник

Итак, выделяют три основных вида сплавов: механическая смесь, химическое соединение, твердый раствор.

Механическая смесь двух компонентов А и В образуется тогда, когда они не способны к взаимному растворению в твердом состоянии и не вступают в химическую реакцию с образованием соединения. При этих условиях сплав будет состоять из кристаллов А и В, отчетливо выявляемых на микроструктуре.

При образовании химического соединения должны выполняться условия:

а) соотношение чисел атомов элементов соответствует стехиометрической пропорции,

б) образуется специфическая кристаллическая решетка с упорядоченным расположением в ней атомов компонентов, т.е. их свойства отличны от свойств образующих элементов

в) тепловой эффект их образования положителен.

Наиболее распространенные химические соединения:

С ионным типом связи

С ионно-ковалентным типом связи

C металлическим типом связи

Раскройте понятие «Механическая смесь»

Механическая смесь двух компонентов А и В образуется тогда, когда они не способны к взаимному растворению в твердом состоянии и не вступают в химическую реакцию с образованием соединения. При этих условиях сплав будет состоять из кристаллов А и В, отчетливо выявляемых на микроструктуре.

Механические свойства зависят от количественного соотношения компонентов, а также от размера и формы зерен, значения их – промежуточные между характеристиками свойств чистых компонентов.

Что такое «химическое соединение»? Основные виды химических соединений.

При образовании химического соединения должны выполняться условия:

а) соотношение чисел атомов элементов соответствует стехиометрической пропорции,

б) образуется специфическая кристаллическая решетка с упорядоченным расположением в ней атомов компонентов, т.е. их свойства отличны от свойств образующих элементов

в) тепловой эффект их образования положителен.

Наиболее распространенные химические соединения:

С ионным типом связи

С ионно-ковалентным типом связи

C металлическим типом связи

В сплавах существуют химические соединения переменного состава, не соответствующего правилу валентности, так называемые промежуточные фазы (соединения).

Электронные соединения­– соединения между одновалентыми и или переходными металлами и металлами с валентностью 2-5,

Фазы Лавеса – соединения типа АВ₂, образующиеся между металлами с отношением диаметров атомов 1,1…1,6

Сигма-фазы – соединения, которые образуют переходные металлы, имеющие атомы близких размеров.

Фазы внедрения – образуют металлы переходных групп с металлоидами, имеющими малый атомный радиус.

Что такое «Твердый раствор»? Основные виды твердых растворов.

В отличие от механической смеси твердый раствор является однофазным, состоит из одного вида кристаллов, имеет одну кристаллическую решетку; в отличие от химического соединения твердый раствор существует не при определенном соотношении компонентов, а в интервале концентраций.

Строение твердых растворов на основе одного из компонентов сплава таково, что в решетку основного вещества-растворителя входят атомы растворенного вещества, т.е. при образовании твердого раствора сохраняется решетка одного из элементов, и этот элемент называется растворителем.

Твердый раствор замещения. Растворение компонента Вв компоненте А происходит путем частичного замещения атомов А атомами В в решетке основного вещества.

Твердый раствор внедрения. Атомы растворенного вещества располагаются между атомами растворителя

твердые растворы на базе химических соединений, образование которых сопровождается появлением пустых мест в узлах решетки, называются растворами вычитания.

Растворы с упорядоченным расположением атомов растворенного элемента называются упорядоченными твердыми растворами.

Вопрос 14

Диаграмма состояния и правило фаз Гиббса

Диаграммой состояния называет геометрическое изображение равновесных состояний термодинамической системы при различных значениях параметров (температуры Т, давленияР, концентрации компонентовx_i, молярного объёма V и др.). Диаграмма состояния даёт информацию о фазовом составе системы в зависимости от параметров.

Правило фаз Гиббса представляет собой математическое выражение условия равновесия системы, показывающее количественную зависимость между числом степеней свободы системы С и числом компонентов k и фаз f.

Однофазовая диаграмма состояния

Однофазовые диаграммы состояний – это графики, на которых в зависимости от давления, объема и температуры изображают фазовые состояния только одного материала.

На диаграмме четко разграничены области, в которых материал может существовать только в одном агрегатном (фазовом) состоянии – как твердое тело, жидкость или газ. Вдоль разграничительных линий вещество может иметь два агрегатных состояния (две фазы), находящихся в равновесии друг с другом.

В точке пересечения линий диаграммы, так называемой тройной точке (точка О на рисунке), могут одновременно существовать все три фазы(лед вода пар).

O – равновесие трёх фаз, тройная точка; ОК – кривая испарения или конденсации; OB – кривая плавления или кристаллизации; ОА- кривая сублимации или возгонкиА, K, B – критические точки, в точке К исчезает различие агрегатных состояний газ – жидкость (G – L); в точке В – агрегатных состояний жидкость – твердое тело (L – S); в точке А – агрегатных состояний твердое тело – газ (S – G).

Диаграмма состояния для сплавов с неограниченной растворимостью в твердом состоянии

Диаграмма состоит из трех областей: жидкость, жидкость и твердый раствор и твердый раствор

Линия С1Д является линией ликвидус – то есть линией начала кристаллизации, линия С2Д – линия солидуса, т.е. линия конца кристаллизации.

Точка 1 соответсвуетначачу кристаллизации, а точка 2 – концу. Между ними сплав может находится в двухфазном состоянии. Концентрауия и количесвто фаз у сплава лежащего между линиями солидуси ликвидус, определяются правилось отрезков. Например, в точке О сплав состоит из жидкости, состава определяемого в точке p и твердой фазы состава определяемого в точке n.

Правило отрезков (рычага)

1) Чтобы определить концентрации компонентов в фазах через данную точку, характеризующую состояние сплава, проводят горизонтальную линию до пересечения с линиями, ограничивающими данную область; проекции точек пересечения на ось концентрация показывают составы фаз.

2) Для того чтобы определить количественное соотношение фаз через заданную точку проводят горизонтальную линию. Отрезки этой линии между заданной точкой и точками, определяющими составы фаз, обратно пропорциональны количествам этих фаз.

Диаграмма состояния для сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов

жидкость L, кристаллы А и кристаллы В (максимальное значение f= 3).

Линия АСВ является линией ликвидус (начало кристаллизации), линияDCE— линией солидус (конец кристаллизации). На линии АС начинают (при охлаждении) выделяться кристаллы A, а на линии СВ — кристаллы В. На линии DCEиз жидкости концентрации С одновременно выделяются кристаллы А и В.

Диаграмма состояния для сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии (с эвтектикой)

В сплавах такого рода возможно существование твердого раствора компонента В в А, который называется α-раствором, и твердого раствора компонента А в В, который называется β-раствором. В этой системе на образуются фазы, представляющие собой чистые компоненты. Из жидкости могут выделяться только твердые растворы α или β. Предельная растворимость компонента Вв А определяется линией FK, а А в В линией GN. Сплавы, находящиеся между этими двумя линиями, являются двухфазными, состоящими из α + β.

Кристаллы β_II выделившимися из твердого раствора называют вторичными, в отличие от кристаллов β, которые выделились из жидкости в процессе первичной кристаллизации.

Окончание кристаллизации проходит по эвтектической реакции

Диаграмма состояния для сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии (с перитектикой)

Линия A1dB1 является линией ликвидус, линия A1cfB1 – линией солидус.

Диаграмма состояния для сплавов, образующих химические соединения

Диаграмма состояния для сплавов, испытывающих полиморфные превращения

Возможность полиморного превращения обуслолена способностью компонентов претерпевать аллотропические превращения. В диаграммаз с полиморфными превраениями верхняя часть диаграммы характеризует первичнуцю кристаллизацию, нижняя –вторичную.

Тройная диаграмма состояния. Определить точку A50%B40%C10%

В узлах компоненты координаты точек соответствуют составу сплава. Концентрацию определяют по ходу часовой стрелки, т.е. сплав D содержит (Рисунок 1.21): 20%А; 60%В; 20%С.

Боковые грани тройных диаграмм состояния являются диаграммами состояния двойных систем: А-В; В-С; С-А. Виды диаграмм трех сплавов аналогичны рассмотренным ранее для двойных систем

Механические свойства материалов.

Под механическими свойствами понимают характеристики, определяющие поведение материала под действием приложенных внешних механических сил. К механическим свойствам относят: сопротивление материала деформации (прочность) и сопротивление разрушению

Механические свойства, определяемые при статических испытаниях.Статическими называются испытания, при которых прилагаемая нагрузка постоянна или меняется медленно и плавно. К ним относятся испытания на растяжение, сжатие, кручение, изгиб, твёрдость.

Диаграмма растяжения. Предел пропорциональности, условный предел упругости, условный предел текучести, физический предел текучести, предел прочности

Диаграмма растяжения (Рисунок 1.31) характеризует деформацию материала под действием механического напряжения σ = P/F₀ (F₀ – начальное сечение образца). До точки А деформация пропорциональна σ. tg угла наклона прямой ОА к оси абсцисс характеризует модуль упругости (модуль Юнга) материала: Е = σ/ε (ε – относительная деформация).

Напряжение, соответствующее точке А на диаграмме растяжения, – предел пропорциональности . Вообще, предел пропорциональности – это наибольшее напряжение, до которого справедлив закон Гука.

Напряжение, при котором остаточная деформация достигает 0.05% начальной длины образца часто отождествляют с условным пределом упругости σ .

Напряжения, вызывающие остаточную деформацию равную 0.2% называют условным пределом текучести σ_0.2.

В пластичных материалах при достижении σ_0.2 на диаграмме растяжения образуется площадка или зуб (образец деформируется без увеличения нагрузки). Такое удлинение образца безувеличение нагрузки называется физическим пределом текучести σ .

Напряжение соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению называется временным сопротивлением или пределом прочности σ = Р /F .

Характеристики, определяющие жесткость, упругость материалов при растяжении и сжатии.

Модуль Юнга определяет жёсткость материала, т.е. сопротивляемость упругой деформации. Е – практически не зависит от структуры и обусловлен силами межатомных связей. Все другие механические свойства являются структурно чувствительными.

Твердость материалов. Методы определения твердости и их особенности

Виды механических испытаний материалов.

Твердость – способность материала оказывать сопротивление деформированию и разрушению при местных контактных воздействиях.

Динамические испытания материалов. Ударная вязкость.

Отношение работы, затраченной на разрушение образца к площади его сечения, называется ударной вязкостью КС (Дж/м ). Порог хладоломкости или температурный запас вязкости определяют при испытаниях на ударный изгиб надрезанных образцов при различных температурах.

Постепенное накопление повреждений под действием циклических нагрузок, приводящих к образованию трещин и разрушению, называютусталостью, а свойство материала сопротивляться усталости – выносливостью.

Статические испытания материалов. Испытания на растяжение. Основные характеристики

Статическими называются испытания, при которых прилагаемая нагрузка постоянна или меняется медленно и плавно. К ним относятся испытания на растяжение, сжатие, кручение, изгиб, твёрдость.

Диаграмма растяжения (Рисунок 1.31) характеризует деформацию материала под действием механического напряжения σ = P/F₀ (F₀ – начальное сечение образца). До точки А деформация пропорциональна σ. tg угла наклона прямой ОА к оси абсцисс характеризует модуль упругости (модуль Юнга) материала: Е = σ/ε (ε – относительная деформация).

Модуль Юнга определяет жёсткость материала, т.е. сопротивляемость упругой деформации. Е – практически не зависит от структуры и обусловлен силами межатомных связей. Все другие механические свойства являются структурно чувствительными.

При чистом сдвиге (по двум взаимно перпендикулярным площадкам действуют только касательные напряжения): τ = Gγ (G – модуль сдвига, γ – угол сдвига). Модуль сдвига характеризует упругость материала при изменении формы образца неизменного объема

Электрические свойства материалов

Для металлов: , где и — удельное сопротивление при температурах Т и 0 К, соответственно: — температурный коэффициент электрического сопротивления ( изменение при изменении температуры на ).

Поляризация диэлектриков. Вектор поляризации, диэлектрическая восприимчивость и проницаемость

1.

Пробой диэлектрика. Виды пробоя.

Пробой диэлектрика – резкое возрастание его электропроводности в электрических полях с напряженностью, превышающей некоторое критическое значение. Пробой может быть разной природы, но всегда приводит к необратимой потере диэлектриками изоляционных свойств в результате шнурования тока по каналу пробоя. Напряженность однородного электрического поля, при которой наступает пробой, называют электрической прочностью или напряженностью пробоя Е_пр диэлектрика.

2. намагниченность – векторная величина направленная по или против к приложенному полю и равная сумме магнитных моментов атомов единице объёма: (для однородного намагниченного материала).

3. Магнитная восприимчивость дает связь намагниченности с напряженностью внешнего магнитного поля: χ = J/H и показывает способность тела к намагничиванию.

2. Диамагнетизм – свойство материалов намагничиваться во внешнем магнитном поле в направлении противоположном полю. Диамагнетизм присущ всем веществам, но проявляется только когда все спиновые и орбитальные моменты в атоме скомпенсированы или диамагнитный эффект преобладает над нескомпенсированным М . Диамагнетики имеют отрицательную магнитную восприимчивость (χ= ). Без поля они немагнитные и выталкиваются из внешнего магнитного поля.

3. Парамагнетики обладают положительной магнитной восприимчивостью (χ = ) поскольку элементарные магнитные моменты в атоме нескомпенсированы ( ). Они слабо намагничиваются по направлению внешнего поля, а в отсутствии поля – немагнитные. В парамагнетиках постоянные магнитные моменты атомов разориентированы в пространстве из-за теплового движения. Под действием внешнего магнитного поля получают преимущественную ориентацию, т.е. .

5. Антиферромагнетики – материалы, в которых магнитные моменты соседних атомов ориентированы на встречу друг другу (антипараллельно), и поэтому в отсутствии внешнего магнитного поля их намагниченность равна 0.

6. Ферримагнетики – антиферромагнетики с не скомпенсированными магнитными моментами, поэтому они имеют результирующий магнитный момент, доменную структуру и ведут себя во внешнем магнитном поле подобно ферромагнетикам.

Что такое гистерезис и как осуществляется намагничивание вещества

гистерезис – отставание (запаздывание) (магн.индукции)от (напрмагн роля)

ОСТАТОЧНАЯ ИНДУКЦИЯ — магнитная индукция в вве при напряжённости магнитного поля, равной нулю.

Коэрцитивная сила — такое размагничивающее внешнее магнитное поле напряженностью , которое необходимо приложить кферромагнетику, предварительно намагниченному до насыщения, чтобы довести до нуля его намагниченность или индукцию магнитного поля внутри

Источник