Роль нелинейности. Понятие о бифуркациях

Эвтектические сплавы характеризуются малыми размерами и однородностью кристаллов и имеют высокие твердость и механическую прочность. Поэтому сплавы свинца с оловом и сурьмой применяют в качестве типографских шрифтов и решеток аккумуляторов. Вследствие легкоплавкости сплавы свинца с оловом также применяются для припоев и подшипников.

Для большинства эвтектических сплавов наблюдается ограниченная растворимость компонентов. Например, растворимость олова в свинце и свинца в олове составляет соответственно атомных долей 19,5 и 2,5%.

В зависимости от числа компонентов (фаз) эвтектики могут быть двойными, тройными и т.д. Механические свойства зависят от количественных соотношений компонентов, а также от размера и формы зерен химического соединения.

Сплавы – механические смеси имеют хорошие литейные свойства.

23.3. Сплавы – химические соединения.

При благоприятных условиях в металлических системах образуются фазы с определенными стехиометрическим соотношением компонентов. Они получили название интерметаллических соединений или металлидов.

В противоположность твердым растворам интерметаллиды, как правило, имеют сложную кристаллическую структуру, отличную от структур исходных металлов. Свойства интерметаллидов также существенно отличаются от свойств исходных компонентов. Так, в обычных условиях интерметаллидуы уступают чистым металлам по электропроводности и теплопроводности, но превосходят их по твердости и температуре плавления. Например,

Все это показывает, что интерметаллиды можно рассматривать как соединения с сочетанием разных типов химической связи (металлической, ковалентной, и ионной). Относительная доля того или иного типа связи в разных металлоидах меняется при этом в широких пределах.

Разнообразие типов химической связи и кристаллических структур обуславливает у металлидов широкий спектр физико-химических, электрических, магнитных, механических и др. свойств. Так, их электрические свойства могут иногда меняться от сверхпроводимости в жидком гелии до полупроводимости при обычных условиях.

Механические свойства металлидов весьма чувствительны к воздействию температур. При обычных условиях большинство их них очень тверды и хрупки. При повышении температуры металлоиды ведут себя как пластичные тела. Основная причина этого – возрастания доли металлической связи при нагревании.

Многие металлиды отличаются высокой теплотой образования и химической стойкостью.

23.4 Сплавы – твердые растворы.

Твердые растворы – это фазы переменного состава, в которых различные атомы образуют общую кристаллическую решетку. Практически все металлы образуют твердые растворы с другими металлами и неметаллами. Однако в большинстве случае растворимость других элементов в металлах невелика, а иногда и пренебрежимо мало. Имеется несколько систем с полной взаимной растворимостью (непрерывные твердые растворы). Примерами таких твердых растворов служат сплавы серебро-золото, никель-кобальт, медь-никель, молибден-вольфрам. С точки зрения структуры твердые растворы не похожи ни на химические соединения, ни на механическую смесь.

В отличие от химических соединений твердые растворы существуют не при строго определенном соотношении компонентов.

В отличие от механической смеси твердый раствор является однофазным, имеет общую кристаллическую решетку.

В твердых растворах замещения растворение компонента B в металле A происходит путем частичного замещения атомами растворенного металла B атомов в решетке метала – растворителя A. Твердые растворы замещения образуются в сплавах железа с никелем, марганцем, хромом; меди с никелем и т.д.

Твердые растворы внедрения образуют кристаллическую решетку, в которой атомы растворенного вещества B располагаются между атомами металла – растворителя A. Твердые растворы внедрения получаются в сплавах железа с углеродом.

Рис. 4.8. Твердые растворы замещения (а) и внедрения (б).

Характерным для твердых растворов во всех случаях является сохранение типа решетки металла – растворителя, хотя атомы растворенного в них вещества ее искажают и изменяют средние размеры элементарной ячейки.

Сплавы – твердые растворы являются самыми распространенными. Их свойства отличаются от свойств составляющих компонентов. Так например твердость и электросопротивление у твердых растворов значительно выше, чем у чистых компонентов. Благодаря высокой пластичности они хорошо поддаются ковке и другим видам обработки давлением. Литейные свойства и обрабатываемость резанием у твердых растворов низкие.

Для твердых растворов характерно постепенное изменение свойств с изменением их состава. Прочность и твердость твердых растворов обычно выше, чем у каждого компонента в отдельности.

Дата добавления: 2014-01-04