Оглавление:
Твердые растворы
- Твердый раствор Твердый раствор-это фаза, в которой один из компонентов сплава удерживает свою кристаллическую решетку, а другой (или другие) атомы компонента расположены в решетке первого компонента (растворителя), а твердый раствор, состоящий из его размерного (периодического) компонента, существует 1 тип Латисса и представляет собой единую фазу.
Существуют твердые замещающие растворы(рис. 28, i) и интрузивные твердые растворы (рис.28.6).При образовании замещающего твердого раствора атомы растворенного компонента замещают некоторые атомы растворителя в его кристаллической решетке. Атомы растворенных компонентов могут заменить любые атомы растворителя, но взаимное расположение всех атомов не всегда статистически неупорядочено.
При образовании интрузивного твердого раствора(рис. 28.6) атомы растворенных компонентов располагаются в зазорах (пустотах) кристалла растворителя lattice. Людмила Фирмаль
At при этом атомы располагаются не между узлами, а в таких пустотах, где больше свободного пространства. Например, плотная c. C-решетка лучше всего подходит для октаэдрических пор[центр из 6 атомов (шариков), в которых образуются поры, расположен в верхней части октаэдра] (рис.29, а). в октаэдрические поры помещается сфера с радиусом 0,41 R. где R-радиус атомов в узле решетки. Есть 4 октаэдрические поры в элементарной ячейке. В. С. Хорошо.
Решетка, максимальный объем пор (0,291 R), соответствует тетраэдрическому интерстициальному узлу (рис. 29.6). в этом случае интерстициальные атомы находятся между атомами, центр которых совпадает с вершинами tetrahedron. In в элементарной ячейке имеется 12 тетраэдрических узлов. Компактный примерно, несмотря на маленький. В. К: — решетки, то есть более пустые по сравнению с центром города. Окей.- решетки, объем между отдельными узлами в это. Ладно.- решетка. Именно по этой причине конечная растворимость интерстициальных примесей в металлах является низкой. С. Хорошо.- решетка.
- В связи с тем, что как электронная структура, так и размеры атомов растворителя и растворенных компонентов различны, при образовании твердого раствора кристаллическая решетка постоянно искажается (рис.30, а и Б) и изменяется ее периодичность. 40 рисунок 28.Схема замещения твердого раствора (а)и введения рения (о） Все меняется. При образовании перестановочного твердого раствора период решетки может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от соотношения атомного радиуса растворителя и растворенного компонента.
Для твердых растворов период решетки растворителя всегда увеличивается. Чаще всего атомы растворенных компонентов накапливаются в дислокации(рис. 30, В и Г), что приводит к уменьшению упругости energy. In замещающий раствор, атомы меньшего размера (по сравнению с атомами растворяющих металлов) накапливаются в сжатой зоне решетки, а атомы большего размера поступают внутрь. Расширенная площадь решетки. При образовании твердого интрузивного раствора атомы растворенных элементов располагаются в растянутой области ниже края экстраплоскости (рис.30, г).
в области дислокаций разнородные атомы легче найти, чем в полной области решетки, и такие атомы вызывают большие искажения решетки. Людмила Фирмаль
Атомы, интерстициальные атомы гораздо сильнее связаны с дислокациями, чем с замещающими атомами, образуя так называемую атмосферу Котрелла. Образование атмосферы сопровождается уменьшением искажения решетки, что определяет ее устойчивость. Высвобождение или отделение атомов из атмосферы Котрелла требует значительной энергии. , Тонкая структура твердого раствора в условиях равновесия Рис, 29.Тс. октаэдрические поры в городе к-решетки (а) и около тетраэдра. С. Хорошо.- Решегка (о）： 1-атом металла; 2-ролик 41 представляет собой однородное кристаллическое зерно(рис. 31, а), несколько отличающееся от структуры чистого металла. 1. в металловедении чистые компоненты, латинский алфавит A, B, C заглавными буквами, греческий алфавит A, P,/ / и др. являются твердыми растворами строчными, а простыми-a’, p’, y’ и др. к тому же письмо. *
Все металлы, в той или иной степени, взаимно растворяются в твердом состоянии друг с другом. Например, без изменения типа кристаллической решетки в алюминии растворяется до 5,5% Cu, а в меди-39% Zn. Если компоненты в кристаллической решетке могут быть взаимозаменяемы в количественных пропорциях, образуется непрерывный твердый раствор. Альтернативные твердые растворы с неограниченной растворимостью могут образовываться при следующих условиях: а, 1.Компоненты должны иметь одинаковый тип (изоморфной) кристаллической решетки.
Только в этом случае изменение концентрации твердого раствора позволит осуществить непрерывный переход от кристаллической решетки одного компонента к решетке другого. 2.Разница в атомном размере компонентов (да) незначительна и не должна превышать 8-15%. 3.Компонент должен принадлежать к той же группе или к смежной группе в периодической таблице элементов Поэтому он имеет структуру, близкую к валентной электронной оболочке электрона в атоме. Например, G. С. Ладно. Решетка: АГ и АУ(АА = 0.2%), ни и ку(да = 2.7%), ни и РД(да = 10.5%) и так далее, и о металле. С. Хорошо. Решетки: Mo и W(DA = 9,9%), V-t i(DA = 2,0%). Металлы с большим атомным диаметром, такие как Na, Ca, K, Pb, Sr и др., нерастворимы в Fey, Cu, Ag.
Однако даже при соблюдении вышеуказанных условий непрерывный твердый раствор может не образоваться. Интрузивные твердые растворы образуются только тогда, когда атомный размер растворенных элементов невелик. Этот тип твердого раствора состоит из углерода (атомов углерода, железа, молибдена, хрома и т. д） 42; ч. Рие. 3 тонны более типичной микроструктуры сплава! d-твердый раствор (Ou-Ni); B-твердый раствор меди на алюминии, на котором выделяются частицы соединения (CuAl). «- Смесь 2 твердых растворов сплавов Cu-Zn (a + p), полученных в результате восстановительных превращений. эвтектика i-p, содержащая избыточный Кристалл a в сплаве d-Pb-Sb. д-эвтектики А + [); Е-сплав П Б-эвтектика а + р (х 250） Радиус 43 0,77. А), азот (0,7 г а), водород. (0.46 а), т. к. C; элемент, атомный радиус которого мал.
Поскольку количество пор в решетке ограничено, а атомы основного компонента хранятся в узле решетки, концентрация интрузивного твердого раствора ограничена. Роль этого типа твердого раствора важна в Стали и чугуне. Упорядоченный твердый раствор(надстройка).Некоторые сплавы, образующие раствор при высоких температурах (например, Cu и Au, Fe-Al, Fe-Si, Ni-Mn и др.) производят замещения (с беспорядочным чередованием атомов компонентов) при медленном охлаждении или длительном нагреве при определенных условиях (рис.32). Твердые растворы, устойчивые при относительно низких температурах, называются упорядоченными твердыми растворами или надстройками. Рисунок 32.Кристаллическая решетка упорядоченного твердого раствора a-CuZnj b-CuAu. с-Кр, Ас Формирование надстройки сопровождается изменением characteristics.
So например, в пермаллоевых сплавах(Железо и 78,5% Ni) надстройка резко ухудшает проницаемость, при этом одновременно повышается твердость, снижается пластичность и изменяется электрическое сопротивление. Соотношение компонентов сплава(Ат.%) В некоторых случаях формируется полностью упорядоченное Решение：1：1、1：2、1：3 и так далее on. In в этом случае сплавы с линейной структурой включают CuAu или SILAI(см. Рисунок 32). 。 Упорядоченный твердый раствор можно рассматривать как твердый раствор и промежуточную фазу соединения. Резкое изменение правильного расположения и свойств атомов обоих компонентов в решетке является свойством соединения.
Однако в упорядоченном твердом растворе, в отличие от соединения, решетка растворителя сохраняется, и при нагревании до определенной температуры(точка кульникова) степень упорядоченности постепенно снижается, а при превышении этой температуры твердый раствор становится неупорядоченным.
Смотрите также:
Решения задач по материаловедению
| Химические соединения | Строение металлического слитка |
| Гетерогенные структуры | Полиморфные превращения |
