Характерные свойства металлов

ДЕФОРМАЦИЯ И РАЗРУШЕНИЕ

ЛЕКЦИЯ № 2

СВОЙСТВА И КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ.

Металлам в твердом и, отчасти, в жидком состояниях присущи следующие характерные свойства, которые обусловлены металлическим типом химической связи и определенными значениями энергии кристаллической решетки.

1. Высокая тепло- и электропроводность. Эти свойства обусловлены наличием электронного газа.

Электроны, свободно перемещаясь по объему металла, очень быстро передают энергию тепловых колебаний другим электронам и ионам металла и обеспечивают быструю передачу тепла от одной части вещества к другой его части.

Электроны проводимости под действием приложенного напряжения могут легко ускоряться, создавая тем самым направленное движение зарядов, т.е. электрический ток.

2. Положительный температурный коэффициент удельного электрического сопротивления (ТК _ρ > 0). Это означает, что при увеличении температуры электрическое сопротивление металлов возрастает. Положительный температурный коэффициент удельного электрического сопротивления обусловлен тем, что при увеличении температуры возрастает амплитуда колебаний ионов металла, а последнее затрудняет направленное движение электронов.

ТК _ρ определяют по выражению:

где ρ – удельное электрическое сопротивление, ρ = R_v S/l, R_v - электрическое сопротивление, S – площадь проводника, l – длина проводника.

Предыдущее выражение может быть записано в виде:

откуда

ρ₂ = ρ₁[1 + α_ρ(T ₂ – T ₁)] = ρ₁(1 + α_ρΔ T),

где ρ₁ и ρ₂ – удельные сопротивления при температурах T ₁ и T ₂, соответственно.

3. В металлах наблюдается явление термоэлектронной эмиссии, то есть металлы при нагреве способны испускать электроны.

4. Высокая отражательная способность - металлы не прозрачны, обладают характерным металлическим блеском.

5. Повышенная способность к пластической (необратимой) деформации, обусловленная ненаправленностью металлической связи.

Cвойства металлов определяются, главным образом, энергией кристаллической решетки (табл. 2.1).

Чем большеабсолютная величина Е, тем выше модуль упругости металла и ниже его пластичность, выше температуры плавления и испарения материала, меньше коэффициент температурного расширения и больше плотность.

Дата добавления: 2017-01-13