Вопросы для самоконтроля

1. Что изучает материаловедение?

2. Объяснить понятия: вещество, материал, характеристика, параметр, свойство, качество материала.

3. Как связаны между собой понятия: состав – структура – строение – свойство материала?

4. Как можно классифицировать материалы, применяемые в приборостроении (ПС)?

5. Как изменяются требования к материалам при изменении категории размещения, климатического исполнения, условий эксплуатации и другие.?

Тема 2. Строение металлов

Методические указания. Необходимо понять, как устроены кристаллические и аморфные структуры. Обратить внимание, что тип химической связи не только определяет деление кристаллов на виды, но и свойства кристалла. Знать основные типы решеток, явление полиморфизма, анизотропии – чем определяется различие свойств кристалла в разных направлениях. Поликристаллическое строение, его отличие от монокристаллического. Индексы направлений и плоскостей.

Обратить внимание на признаки, по которым различают дефекты строения, в чем проявляются эти дефекты и как они связаны со свойствами материала. На примере дислокационного механизма объяснить механизм упругих и пластических деформаций в материалах.

Ключевые моменты темы: кристаллические, аморфные структуры, их строение, индексы направлений и плоскостей, поликристаллическое строение, дефекты строения, связь со свойствами.

Теоретический материал

2.1. Кристаллические и аморфные тела

Имеются две разновидности твердых тел, различающихся по свойствам – кристаллические и аморфные.

Кристаллические тела – сохраняют свою форму, остаются твердыми до температуры плавления, затем переходят в жидкое состояние. При охлаждении идет обратный процесс. Кристаллические тела характеризуются упорядоченным расположением составляющих их частиц (ионов, атомов, молекул). Основу кристаллических тел составляют кристаллы. Частицы, из которых построен кристалл, сближены до соприкосновения (между ними имеются хим. связи) и располагаются различно, но в закономерном порядке по разным направлениям на значительном протяжении. Говорят, что кристаллические тела имеют дальний порядок.

Аморфные тела, находясь в твердом состоянии ,при нагревании размягчаются в большом температурном интервале, становятся вязкими, а затем переходят в жидкое состояние. Соответственно их состояние называют: стеклообразное—высокоэластичное—вязкотекучее—жидкое. При охлаждении процесс идет в обратном направлении. Аморфные тела не обладают в пространстве на значительном протяжении таким упорядоченным расположением частиц, как кристаллы. Но в них имеется упорядоченность, распространяющаяся на небольшие области. Говорят, что аморфные тела имеют ближний порядок.

Ряд материалов, например, полимеры, могут иметь и кристаллические, и аморфные области своей структуры.

Металлы имеют кристаллическое строение. Однако при высокой скорости охлаждения, порядка миллион градусов в секунду, можно получить аморфные металлические структуры – металлические стекла. Например, аморфные магнитные сплавы находят применение в приборостроении в качестве сердечников измерительных трансформаторов, головок магнитной записи.