Дефекты

Общее количество дефектов на 1 см 2 площади металла или сплава часто превышает 106. Точечные дефекты снижают п.имущественно электропроводность и теплопроводность, а другие еще и механические свойства.

Обычные металлы и сплавы поликристалличны, они состоят из произвольно ориентированных совокупностей зерен, в каждом из которых элементарные кристаллы имеют одинаковую ориентацию, а в соседних отличную, иногда расположенную под большими углами (рис. 3). На границах зерен скапливаются примеси и образуются газовые пустоты. Помимо понижения физических свойств, здесь наблюдается и меньшая коррозионная стойкость.

Возможность смещения слоев кристаллов по направлениям дислокаций или разрыв их на границах зерен понижают прочность. Последняя в известной мере возрастает после отжига нагревания и медленного охлаждения, когда в результате диффузии дислокации частично устраняются, а зерна становятся мельче.

Определения Ломоносова

М. В. Ломоносов определял металлы как …светлые тела, которые ковать можно. В наши дни, помимо дополнения этого - признаками высокой электропроводности и теплопроводности, надо отметить и зависимость многих свойств от чистоты и механической обработки. Один и тот же металл может быть и ковким и хрупким. В реальных кристаллах всегда есть различные дефекты, из-за которых механические и другие физические свойства нельзя отнести только к особенностям металлической связи и кристаллической решетки.

Точечные дефекты незаполненные узлы решетки, вакансии (см. рис. 2), а также узлы, занятые атомами примесей, возникают при кристаллизации из расплава.

Линейные и плоские дефекты дислокации получаются также при кристаллизации либо в результате механической обработки в виде неполных слоев атомов или их взаимного смещения, а иногда и переплетения.

Кристаллические системы

Вследствие этого возникают иные кристаллические системы и широко изменяются свойства. Речь идет о сплавах, которые открывают простор получению новых ценных материалов с особыми свойствами. Уже применяют тысячи двойных, тройных и более сложных сплавов, которые получают не только смешиванием жидких металлов, но и спеканием порошков или растворением какого-либо элемента в поверхностном слое твердого металла (сплава).

Способность к упругим и пластическим деформациям, высокие электропроводность и теплопроводность и некоторые другие особенности составляют комплекс свойств, не присущий иным твердым телам дереву, камню, пластмассам. Этим и объясняется признание металлов и сплавов важнейшими материалами современной техники.

Механические свойства

Механические свойства прочность на разрыв, сжатие, изгиб, твердость и пластичность объясняются не только металлической связью, но и особенностями кристаллической металлов, имеющей в большинстве плотноупакованостранственные решетки с высоким координатным числом.

М. Наиболее типичные из них показаны на рис. 2, который надо понимать только как схему расположения атомных центров. В действительности, атомы, условно представляемые в виде шаров, плотно упакованы и занимают только 70% объема (см. рис. 1,г).

Многие металлы взаимно растворимы в жидком или твердом состояниях, либо образуют между собой химические интерметпллические соединения.

Теплопроводность

Теплопроводность почти всегда изменяется с температурой подобно электропроводности наиболее электропроводные металлы хорошо проводят тепло, а имеющие сравнительно высокое электрическое сопротивление хуже.

Теплопроводность связана как с колебаниями атомов в решётке, так и с движением свободных электронов. Последнее, по-видимому, имеет п.обладающее значение. Согласно закону Видемана Франца, коэффициенты электропроводности % и теплопроводности 0 для многих металлов связаны соотношением.