Навигация
Строение и свойства материалов
13630
знаков
2
таблицы
6
изображений
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Норильский индустриальный институт»
Кафедра
Технологические машины и оборудование
Контрольная работа №1
по Материаловедению
Выполнила студентка группы
ММ-07(з) Андреева О.М. Шифр 07331
Проверила: Сарафанова А.Я.
Норильск 2010
1. Опишите условия получения крупнозернистой структуры при самопроизвольно развивающейся кристаллизации (используя теорию Тамманна)
Систематическое исследование процесса образования центров кристаллизации и их роста вначале на прозрачных органических веществах, а затем и металлах было проведено Г. Тамманом. Им установлена в общем виде зависимость между числом центров кристаллизации, скоростью роста и степенью переохлаждения. Однако более поздние исследования процессов кристаллизации, особенно исследования А. А. Бочвара, К. П. Бунина и др., показали ограниченное значение схемы Таммана для процесса кристаллизации реальных жидких металлов, поскольку они содержат нерастворенные (взвешенные) частицы, служащие центрами кристаллизации. Все же многие закономерности, установленные Тамманом на основе опытов, нашли качественное подтверждение в последующих работах и оказывайте полезными при анализе процессов кристаллизации.
Исследуя кристаллизацию прозрачных органических веществ при разных температурах, Г. Тамман установил, что число зарождающихся в единицу времени кристаллов и скорость роста кристаллов определяются степенью переохлаждения. Зависимость число зарождающихся в единицу времени кристаллов и скорость роста кристаллов от переохлаждения выражается кривой с максимумом. При теоретической температуре кристаллизации (л = 0) значения числа зарождающихся в единицу времени кристаллов и скорость роста кристаллов равны нулю и процесс кристаллизации идти не может, что находится в полном соответствии с изложенным выше положением о необходимости переохлаждения для протекания процесса. С увеличением переохлаждения значения числа зарождающихся в единицу времени кристаллов и скорость роста кристаллов возрастают, достигают максимума и затем понижаются; при больших величинах переохлаждения практически падают до нуля.
Увеличение числа зарождающихся в единицу времени кристаллов и скорость роста кристаллов при малых степенях переохлаждения обусловлено тем, что вблизи равновесной точки (
,) подвижность атомов велика и ускорение кристаллизации с увеличением степени переохлаждения вызывается увеличением разности свободных энергий жидкого и кристаллического состояний. Снижение числа зарождающихся в единицу времени кристаллов и скорость роста при больших степенях переохлаждения вызвано тем, что при больших переохлаждениях и, следовательно, при низких температурах подвижность атомов уменьшена, а тем самым уменьшена и способность системы к превращению. При больших степенях переохлаждения число зарождающихся в единицу времени кристаллов и скорость роста кристаллов становятся равными нулю, так как подвижность атомов уже недостаточна для того, чтобы осуществилась перестройка их из хаотического расположения в жидкости в правильное в кристалле.
Размер образовавшихся кристаллов зависит от соотношения величин скорости роста кристаллов и числа зарождающихся в единицу времени кристаллов при температуре кристаллизации, при данной степени переохлажден. При большом значении скорости роста кристаллизации и малом значении числа зарождающихся в единицу времени кристаллов, образуются немногочисленные крупные кристаллы; при малых значениях скорости роста кристаллов и больших числа зарождающихся в единицу времени кристаллов (большое переохлаждение) образуете большое число мелких кристаллов. Наконец, в соответствии с кривыми Таммана если удается очень сильно переохладить жидкость без кристаллизации, то скорость роста кристаллов и числа зарождающихся в единицу времени кристаллов становятся равными нулю, жидкость сохраняется непревращенной, незакристаллизовавшейся. Соли, силикаты, органические вещества весьма склонны к переохлаждению. Для металлов же требуется переохладить жидкость до температуры, когда подвижность атомов станет мала и такое состояние окажется достаточно устойчивым.
Рис.1 Кинетическая кривая кристаллизации.
Рис.2 Скорость роста кристаллов и скорость зарождения центров кристаллизации в зависимости от степени переохлаждения.
2. Вычертите диаграмму состояния системы свинец-олово. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы состояния и объясните характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правила Курнакова
А
Линия АСВ является линией ликвидус (начало кристаллизации), линия DСЕ линией солидус (конец кристаллизяции). На линии АС начинают ( при охлаждении) выделяться кристаллы свинца, а на линии СВ — кристаллы олова. На линии DСЕ из жидкости концентрации 13% одновременно выделяются кристаллы свинца и олова.
Ниже эвтектической горизонтали DCE находятся две фазы – кристаллы свинца и олова. Левее эвтектической концентрации из жидкости выделяются вначале кристаллы свинца, а затем эвтектика. Поэтому структурное состояние доэвтектического сплава можно обозначить через свинец + эвтектика ( свинец + олово) и заэвтектического В + эвтектика (свинец + олово) .
Похожие работы
... полезные свойства искусственных материалов современной техники – полупроводников, ферромагнетиков, лазерных материалов. Многие вещества могут образовывать кристаллические формы, имеющие различные структуру и свойства, но одинаковый состав (полиморфные модификации). Полиморфизм – способность твердых веществ и жидких кристаллов существовать в двух или нескольких формах с различной кристаллической ...
... . Научная новизна работы: С помощью разработанных компьютерных программ обработаны полученные экспериментальные данные, что позволило рассчитать характеристики комплексных соединений, определить строение и свойства соединений меди(II) с рядом органических лигандов, содержащих в качестве донорных атомы кислорода и азота. Практическая значимость работы. Созданные компьютерные программы расчетов и ...
... с низкой (ниже комнатной) температурой перехода из стеклообразного в высокоэластичное состояние называются эластомерами, с высокой - пластиками. В зависимости от химического состава, строения и взаимного расположения макромолекул свойства полимеры могут меняться в очень широких пределах. Так, 1,4.-цисполибутадиен, построенный из гибких углеводородных цепей, при температуре около 20 °С - ...
... и практики полимеризации этиле новых соединений, пользующихся большим распространением в промышленности пластмасс. 3. Краткие сведения из истории развития производства строительных материалов. Виды строительных материалов и их технология изменялись в связи с развитием производительных сил и сменой производственных отношений в человеческом обществе. Простейшие материалы и примитивная технология ...
0 комментариев