Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Необычные свойства обычных металлов - Займовский В.А.

Займовский В.А., Колупаева Т.Л. Необычные свойства обычных металлов — М.: Наука, 1984. — 192 c.
Скачать (прямая ссылка): neobichniesvoystvaobichnihmetalov1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 40 41 42 43 44 45 < 46 > 47 48 49 50 51 .. 52 >> Следующая


1С5
так, что в ближайшем окружении окажется большее число людей.)

Возвращаясь к системе атомов, мы назовем такую ситуацию «ближним порядком». Можно довольно точно указать координаты и количество атомов, окружающих данный атом, но более далеких прогнозов делать уже нельзя.

В сплавах ближний порядок может проявляться еще и в стремлении атомов одного сорта окружать себя, например, атомами другого компонента сплава. Если атомы двух компонентов резко различаются по размерам, то маленькие атомы будут стараться расположиться в пустотах между большими атомами, так как там больше места, чем в пустотах между такими же маленькими. Значит, в ближайшем окружении крупных атомов будут преобладать маленькие и наоборот. Ho поскольку правильной периодичности в расположении тех и других атомов нет, точно определить положения более отдаленных соседей мы не сможем. В идеальном случае получается строгое чередование больших и малых атомов в решетке — дальний порядок. На рис. 96 показаны типичные примеры дальнего (а) и ближнего (б) порядка в сплавах, в которых количество атомов двух разных сортов

166

Рис. 96.
одинаково. Видно, что в случае ближнего порядка уже не у всех атомов одного сорта все четыре ближайших соседа являются атомами другого сорта. Ho все же в ближайшем окружении большей части заштрихованных атомов преобладают незаштрихованные и наоборот.

При охлаждении с умеренной скоростью атомы металлов и других кристаллических веществ имеют достаточно времени, чтобы выстроиться в строгом геометрическом порядке. В момент достижения температуры кристаллизации они действуют, как бы следуя армейской команде «становись!». У таких веществ вязкость в расплавленном состоянии вблизи температуры затвердевания довольно низкая, иначе атомам трудно было бы пробраться на свои законные места в правильной решетке, создать дальний порядок.

а) б)

Рис. 97.

Ho в природе существует и другая категория веществ, которые называются аморфными. При охлаждении, когда энергия тепловых колебаний атомов становится столь низкой, что они уже не могут свободно путешествовать, эти вещества сохраняют структуру жидкости. Здесь может идти речь только о ближнем порядке в расположении атомов. Движение «толпы» как бы постепенно затихает, люди все менее энергично толкают друг друга и, наконец, застывают на своих случайных местах, слегка покачиваясь из стороны в сторону. На рис. 97 хорошо видна разница в строении кварца, который является веществом кристаллическим (а) и кварцевого стекла, которое аморфно. Черными круж-

167
ками изображены атомы кремния, а белыми — кислорода. При одном и том же химическом составе (SiO2) и одинаковом ближайшем окружении каждого атома особенно отчетливо проявляется различие между дальним и ближним порядком.

Обычное стекло, смола, парафин, асфальт — это примеры природно аморфных материалов, не имеющих правильного кристаллического строения. Такие материалы при нагревании и охлаждении лишь изменяют свою вязкость, но никаких принципиальных изменений во взаимном расположении составляющих их атомов не происходит.

Рис. 98.

Типичный вопрос «на засыпку»: «При какой температуре плавится асфальт?» — часто задается в различных конкурсах знатоков. Правильный ответ — асфальт не имеет температуры плавления, потому что плавление есть разрушение кристаллической решетки, фазовый переход от кристаллического состояния к жидкому.

168
Впрочем температурные изменения вязкости при нагреве аморфных тел могут быть СТОЛЬ СИЛЬНЫМИ, что внешне картина мало отличается от плавления. Мы уже говорили о том, что, например, при изменении температуры стекла всего на 20 градусов вязкость его уменьшается на 4 порядка. При дальнейшем повышении температуры вязкость падает еще быстрее, и вот уже из первоначально очень хрупкого стекла можно выдувать ажурные изделия, а еще подогреть — и оно течет, как вода.

У кристаллических тел подобные изменения свойств при нагреве происходят гораздо более резко, а само плавление — у чистых металлов — идет при строго определенной температуре, так что температура плавления металла является одной из его фундаментальных физических характеристик (констант). Если не меняется внешнее давление и металл хорошо очищен от примесей, то по появлению первой капли при нагреве можно определить температуру с точностью до десятых долей градуса. Это обстоятельство с успехом используется при градуировке различных приборов, измеряющих температуру.

Возникает вопрос — нельзя ли и в металлическом сплаве «заморозить» ту атомную структуру, которая характерна для жидкости, нельзя ли лишить металл

169
дальнего порядка в твердом состоянии. Ведь тогда можно ожидать значительного изменения всех тех его свойств, которые определяются правильным строением кристаллов. Например, если у металла нет кристаллической решетки, то в нем не может быть и дислокаций в обычном понимании этого слова, потому что дислокация — это вполне определенное локальное нарушение правильной решетки. В аморфном металле нет и границ зерен, так как границы — это места сопряжения кристаллов, имеющих разную ориентировку решетки в пространстве.
Предыдущая << 1 .. 40 41 42 43 44 45 < 46 > 47 48 49 50 51 .. 52 >> Следующая