Что такое механическая смесь
Итак, выделяют три основных вида сплавов: механическая смесь, химическое соединение, твердый раствор.
Механическая смесь двух компонентов А и В образуется тогда, когда они не способны к взаимному растворению в твердом состоянии и не вступают в химическую реакцию с образованием соединения. При этих условиях сплав будет состоять из кристаллов А и В, отчетливо выявляемых на микроструктуре.
При образовании химического соединения должны выполняться условия:
а) соотношение чисел атомов элементов соответствует стехиометрической пропорции,
б) образуется специфическая кристаллическая решетка с упорядоченным расположением в ней атомов компонентов, т.е. их свойства отличны от свойств образующих элементов
в) тепловой эффект их образования положителен.
Наиболее распространенные химические соединения:
С ионным типом связи
С ионно-ковалентным типом связи
C металлическим типом связи
Раскройте понятие «Механическая смесь»
Механическая смесь двух компонентов А и В образуется тогда, когда они не способны к взаимному растворению в твердом состоянии и не вступают в химическую реакцию с образованием соединения. При этих условиях сплав будет состоять из кристаллов А и В, отчетливо выявляемых на микроструктуре.
Механические свойства зависят от количественного соотношения компонентов, а также от размера и формы зерен, значения их – промежуточные между характеристиками свойств чистых компонентов.
Что такое «химическое соединение»? Основные виды химических соединений.
При образовании химического соединения должны выполняться условия:
а) соотношение чисел атомов элементов соответствует стехиометрической пропорции,
б) образуется специфическая кристаллическая решетка с упорядоченным расположением в ней атомов компонентов, т.е. их свойства отличны от свойств образующих элементов
в) тепловой эффект их образования положителен.
Наиболее распространенные химические соединения:
С ионным типом связи
С ионно-ковалентным типом связи
C металлическим типом связи
В сплавах существуют химические соединения переменного состава, не соответствующего правилу валентности, так называемые промежуточные фазы (соединения).
Электронные соединения– соединения между одновалентыми и или переходными металлами и металлами с валентностью 2-5,
Фазы Лавеса – соединения типа АВ2, образующиеся между металлами с отношением диаметров атомов 1,1…1,6
Сигма-фазы – соединения, которые образуют переходные металлы, имеющие атомы близких размеров.
Фазы внедрения – образуют металлы переходных групп с металлоидами, имеющими малый атомный радиус.
Что такое «Твердый раствор»? Основные виды твердых растворов.
В отличие от механической смеси твердый раствор является однофазным, состоит из одного вида кристаллов, имеет одну кристаллическую решетку; в отличие от химического соединения твердый раствор существует не при определенном соотношении компонентов, а в интервале концентраций.
Строение твердых растворов на основе одного из компонентов сплава таково, что в решетку основного вещества-растворителя входят атомы растворенного вещества, т.е. при образовании твердого раствора сохраняется решетка одного из элементов, и этот элемент называется растворителем.
Твердый раствор замещения. Растворение компонента Вв компоненте А происходит путем частичного замещения атомов А атомами В в решетке основного вещества.
Твердый раствор внедрения. Атомы растворенного вещества располагаются между атомами растворителя
твердые растворы на базе химических соединений, образование которых сопровождается появлением пустых мест в узлах решетки, называются растворами вычитания.
Растворы с упорядоченным расположением атомов растворенного элемента называются упорядоченными твердыми растворами.
Вопрос 14
Диаграмма состояния и правило фаз Гиббса
Диаграммой состояния называет геометрическое изображение равновесных состояний термодинамической системы при различных значениях параметров (температуры Т, давленияР, концентрации компонентовxi, молярного объёма V и др.). Диаграмма состояния даёт информацию о фазовом составе системы в зависимости от параметров.
Правило фаз Гиббса представляет собой математическое выражение условия равновесия системы, показывающее количественную зависимость между числом степеней свободы системы С и числом компонентов k и фаз f.
Однофазовая диаграмма состояния
Однофазовые диаграммы состояний – это графики, на которых в зависимости от давления, объема и температуры изображают фазовые состояния только одного материала.
На диаграмме четко разграничены области, в которых материал может существовать только в одном агрегатном (фазовом) состоянии – как твердое тело, жидкость или газ. Вдоль разграничительных линий вещество может иметь два агрегатных состояния (две фазы), находящихся в равновесии друг с другом.
В точке пересечения линий диаграммы, так называемой тройной точке (точка О на рисунке), могут одновременно существовать все три фазы(лед вода пар).
O – равновесие трёх фаз, тройная точка; ОК – кривая испарения или конденсации; OB – кривая плавления или кристаллизации; ОА- кривая сублимации или возгонкиА, K, B – критические точки, в точке К исчезает различие агрегатных состояний газ – жидкость (G – L); в точке В – агрегатных состояний жидкость – твердое тело (L – S); в точке А – агрегатных состояний твердое тело – газ (S – G).
Диаграмма состояния для сплавов с неограниченной растворимостью в твердом состоянии
Диаграмма состоит из трех областей: жидкость, жидкость и твердый раствор и твердый раствор
Линия С1Д является линией ликвидус – то есть линией начала кристаллизации, линия С2Д – линия солидуса, т.е. линия конца кристаллизации.
Точка 1 соответсвуетначачу кристаллизации, а точка 2 – концу. Между ними сплав может находится в двухфазном состоянии. Концентрауия и количесвто фаз у сплава лежащего между линиями солидуси ликвидус, определяются правилось отрезков. Например, в точке О сплав состоит из жидкости, состава определяемого в точке p и твердой фазы состава определяемого в точке n.
Правило отрезков (рычага)
1) Чтобы определить концентрации компонентов в фазах через данную точку, характеризующую состояние сплава, проводят горизонтальную линию до пересечения с линиями, ограничивающими данную область; проекции точек пересечения на ось концентрация показывают составы фаз.
2) Для того чтобы определить количественное соотношение фаз через заданную точку проводят горизонтальную линию. Отрезки этой линии между заданной точкой и точками, определяющими составы фаз, обратно пропорциональны количествам этих фаз.
Диаграмма состояния для сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов
жидкость L, кристаллы А и кристаллы В (максимальное значение f= 3).
Линия АСВ является линией ликвидус (начало кристаллизации), линияDCE— линией солидус (конец кристаллизации). На линии АС начинают (при охлаждении) выделяться кристаллы A, а на линии СВ — кристаллы В. На линии DCEиз жидкости концентрации С одновременно выделяются кристаллы А и В.
Диаграмма состояния для сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии (с эвтектикой)
В сплавах такого рода возможно существование твердого раствора компонента В в А, который называется α-раствором, и твердого раствора компонента А в В, который называется β-раствором. В этой системе на образуются фазы, представляющие собой чистые компоненты. Из жидкости могут выделяться только твердые растворы α или β. Предельная растворимость компонента Вв А определяется линией FK, а А в В линией GN. Сплавы, находящиеся между этими двумя линиями, являются двухфазными, состоящими из α + β.
Кристаллы βII выделившимися из твердого раствора называют вторичными, в отличие от кристаллов β, которые выделились из жидкости в процессе первичной кристаллизации.
Окончание кристаллизации проходит по эвтектической реакции
Диаграмма состояния для сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии (с перитектикой)
Линия A1dB1 является линией ликвидус, линия A1cfB1 – линией солидус.
Диаграмма состояния для сплавов, образующих химические соединения
Диаграмма состояния для сплавов, испытывающих полиморфные превращения
Возможность полиморного превращения обуслолена способностью компонентов претерпевать аллотропические превращения. В диаграммаз с полиморфными превраениями верхняя часть диаграммы характеризует первичнуцю кристаллизацию, нижняя –вторичную.
Тройная диаграмма состояния. Определить точку A50%B40%C10%
В узлах компоненты координаты точек соответствуют составу сплава. Концентрацию определяют по ходу часовой стрелки, т.е. сплав D содержит (Рисунок 1.21): 20%А; 60%В; 20%С.
Боковые грани тройных диаграмм состояния являются диаграммами состояния двойных систем: А-В; В-С; С-А. Виды диаграмм трех сплавов аналогичны рассмотренным ранее для двойных систем
Механические свойства материалов.
Под механическими свойствами понимают характеристики, определяющие поведение материала под действием приложенных внешних механических сил. К механическим свойствам относят: сопротивление материала деформации (прочность) и сопротивление разрушению
Механические свойства, определяемые при статических испытаниях.Статическими называются испытания, при которых прилагаемая нагрузка постоянна или меняется медленно и плавно. К ним относятся испытания на растяжение, сжатие, кручение, изгиб, твёрдость.
Диаграмма растяжения. Предел пропорциональности, условный предел упругости, условный предел текучести, физический предел текучести, предел прочности
Диаграмма растяжения (Рисунок 1.31) характеризует деформацию материала под действием механического напряжения σ = P/F0 (F0 – начальное сечение образца). До точки А деформация пропорциональна σ. tg угла наклона прямой ОА к оси абсцисс характеризует модуль упругости (модуль Юнга) материала: Е = σ/ε (ε – относительная деформация).
Напряжение, соответствующее точке А на диаграмме растяжения, – предел пропорциональности 
. Вообще, предел пропорциональности – это наибольшее напряжение, до которого справедлив закон Гука.
Напряжение, при котором остаточная деформация достигает 0.05% начальной длины образца часто отождествляют с условным пределом упругости σ 
.
Напряжения, вызывающие остаточную деформацию равную 0.2% называют условным пределом текучести σ0.2.
В пластичных материалах при достижении σ0.2 на диаграмме растяжения образуется площадка или зуб (образец деформируется без увеличения нагрузки). Такое удлинение образца безувеличение нагрузки называется физическим пределом текучести σ 
.
Напряжение соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению называется временным сопротивлением или пределом прочности σ 
= Р 
/F 
.
Характеристики, определяющие жесткость, упругость материалов при растяжении и сжатии.
Модуль Юнга определяет жёсткость материала, т.е. сопротивляемость упругой деформации. Е – практически не зависит от структуры и обусловлен силами межатомных связей. Все другие механические свойства являются структурно чувствительными.
Твердость материалов. Методы определения твердости и их особенности
Виды механических испытаний материалов.
Твердость – способность материала оказывать сопротивление деформированию и разрушению при местных контактных воздействиях.
Динамические испытания материалов. Ударная вязкость.
Отношение работы, затраченной на разрушение образца к площади его сечения, называется ударной вязкостью КС (Дж/м 
). Порог хладоломкости или температурный запас вязкости определяют при испытаниях на ударный изгиб надрезанных образцов при различных температурах.
Постепенное накопление повреждений под действием циклических нагрузок, приводящих к образованию трещин и разрушению, называютусталостью, а свойство материала сопротивляться усталости – выносливостью.
Статические испытания материалов. Испытания на растяжение. Основные характеристики
Статическими называются испытания, при которых прилагаемая нагрузка постоянна или меняется медленно и плавно. К ним относятся испытания на растяжение, сжатие, кручение, изгиб, твёрдость.
Диаграмма растяжения (Рисунок 1.31) характеризует деформацию материала под действием механического напряжения σ = P/F0 (F0 – начальное сечение образца). До точки А деформация пропорциональна σ. tg угла наклона прямой ОА к оси абсцисс характеризует модуль упругости (модуль Юнга) материала: Е = σ/ε (ε – относительная деформация).
Модуль Юнга определяет жёсткость материала, т.е. сопротивляемость упругой деформации. Е – практически не зависит от структуры и обусловлен силами межатомных связей. Все другие механические свойства являются структурно чувствительными.
При чистом сдвиге (по двум взаимно перпендикулярным площадкам действуют только касательные напряжения): τ = Gγ (G – модуль сдвига, γ – угол сдвига). Модуль сдвига характеризует упругость материала при изменении формы образца неизменного объема
Электрические свойства материалов
Для металлов: 
, где 
и 
— удельное сопротивление при температурах Т и 0 К, соответственно: 
— температурный коэффициент электрического сопротивления ( 
изменение 
при изменении температуры на 
).
Поляризация диэлектриков. Вектор поляризации, диэлектрическая восприимчивость и проницаемость
1. 
Пробой диэлектрика. Виды пробоя.
Пробой диэлектрика – резкое возрастание его электропроводности в электрических полях с напряженностью, превышающей некоторое критическое значение. Пробой может быть разной природы, но всегда приводит к необратимой потере диэлектриками изоляционных свойств в результате шнурования тока по каналу пробоя. Напряженность однородного электрического поля, при которой наступает пробой, называют электрической прочностью или напряженностью пробоя Епр диэлектрика.
2. намагниченность – векторная величина направленная по или против к приложенному полю и равная сумме магнитных моментов атомов единице объёма: 
(для однородного намагниченного материала).
3. Магнитная восприимчивость дает связь намагниченности с напряженностью внешнего магнитного поля: χ = J/H и показывает способность тела к намагничиванию.
2. Диамагнетизм – свойство материалов намагничиваться во внешнем магнитном поле в направлении противоположном полю. Диамагнетизм присущ всем веществам, но проявляется только когда все спиновые и орбитальные моменты в атоме скомпенсированы или диамагнитный эффект преобладает над нескомпенсированным 
М 
. Диамагнетики имеют отрицательную магнитную восприимчивость (χ= 
). Без поля они немагнитные и выталкиваются из внешнего магнитного поля.
3. Парамагнетики обладают положительной магнитной восприимчивостью (χ = 
) поскольку элементарные магнитные моменты в атоме нескомпенсированы ( 
). Они слабо намагничиваются по направлению внешнего поля, а в отсутствии поля – немагнитные. В парамагнетиках постоянные магнитные моменты атомов разориентированы в пространстве из-за теплового движения. Под действием внешнего магнитного поля 
получают преимущественную ориентацию, т.е. 
.
5. Антиферромагнетики – материалы, в которых магнитные моменты соседних атомов ориентированы на встречу друг другу (антипараллельно), и поэтому в отсутствии внешнего магнитного поля их намагниченность равна 0.
6. Ферримагнетики – антиферромагнетики с не скомпенсированными магнитными моментами, поэтому они имеют результирующий магнитный момент, доменную структуру и ведут себя во внешнем магнитном поле подобно ферромагнетикам.
Что такое гистерезис и как осуществляется намагничивание вещества
гистерезис – отставание (запаздывание) 
(магн.индукции)от 
(напрмагн роля)
ОСТАТОЧНАЯ ИНДУКЦИЯ — магнитная индукция в вве при напряжённости магнитного поля, равной нулю.
Коэрцитивная сила — такое размагничивающее внешнее магнитное поле напряженностью 
, которое необходимо приложить кферромагнетику, предварительно намагниченному до насыщения, чтобы довести до нуля его намагниченность 
или индукцию магнитного поля 
внутри
МЕХАНИЧЕСКАЯ СМЕСЬ
Рис. М-12. Микроструктура механической смеси (Х100)
Смотреть что такое «МЕХАНИЧЕСКАЯ СМЕСЬ» в других словарях:
механическая смесь — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN aggregate … Справочник технического переводчика
механическая смесь — mechaninis mišinys statusas T sritis chemija apibrėžtis Nevienalytis mišinys. atitikmenys: angl. mechanical mixture rus. механическая смесь … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
механическая смесь — ▲ смесь ↑ механический подмешать. намешать. сдобрить. фракция компонент смеси. крошево. раствориться распределиться в общей массе чего л … Идеографический словарь русского языка
Смесь золошлаковая — Смесь золошлаковая – смесь, состоящая из золы и шлака, образующихся на тепловых электростанциях при сжигании углей в топках котлоагрегатов. [ГОСТ 25137 82] Смесь золошлаковая – механическая смесь пылеобразной золы уноса и шлаковых… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
смесь — ▲ совокупность ↑ разнородный смесь разнородная совокупность. смешение. смешать, ся (все в голове смешалось). примешать, ся. смешанный (# лес). сбродный (# кампания). конгломерат (# идей). конгломерация. контаминация. ↓ помесь. разг: мешанина.… … Идеографический словарь русского языка
СМЕСЬ — (1) продукт естественного смешивания или искусственного механического соединения природных веществ, материалов млн. разнородных предметов и физ. тел. Различают С. однородные (гомогенные) и неоднородные (гетерогенные). К однородным С. относятся… … Большая политехническая энциклопедия
Гидросмесь — механическая смесь частиц сыпучих или искусственно размельченных твёрдых материалов различной крупности с водой. В нефтяной промышленности и строительстве Г. называют растворами, добавляя характеристику твёрдого компонента: Глинистый… … Большая советская энциклопедия
ЭМУЛЬСИЯ — механическая смесь воды с маслами или с жирами, в к рой последние находятся в мелко раздробленном состоянии и несмотря на то, что они легче воды, на ее поверхности не всплывают. Такие стойкие Э. получаются в тех случаях, когда масла или жиры… … Сельскохозяйственный словарь-справочник
дисперсная система — ▲ механическая смесь ↑ мелкий дисперсная система гетерогенная система, в которой частицы одной фазы (дисперсной) распределены в другой однородной фазе (дисперсионной среде). пена (клочья пены). пенка. пенить, ся. вспениться. пенистый. пенный.… … Идеографический словарь русского языка
Строительные материалы — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия
Образовательный портал
Сплавы, элементы которых имеют различные по типу кристаллические решетки и состоят из атомов, резко отличающихся своими размерами и электронным строением, образуют при кристаллизации механические смеси.
Механические смеси могут состоять из чистых элементов, твердых растворов, химических соединений. При кристаллизации механической смеси каждый компонент самостоятельно и поочередно образует кристаллы. Такие чередующиеся кристаллы механической смеси значительно отличаются один от другого свойствами.
Сплавы, кристаллизующиеся в виде механических смесей, обладают высокими литейными свойствами. Механические свойства таких сплавов имеют среднее значение свойств компонентов, входящих в сплав, и изменяются прямо пропорционально количеству составляющих компонентов. Сплавы, структура которых представляет собой механическую смесь, как правило, плохо поддаются обработке металлов давлением, потому что состоят из кристаллов, которые сильно отличаются один от другого пластическими свойствами.
Механические смеси могут образовываться при кристаллизации из жидкого сплава и при перекристаллизации в твердом состоянии. Практическое применение сплавов, имеющих структуру механической смеси, определяется их свойствами. Как правило, большинство литейных сплавов при кристаллизации образуют механические смеси, например: сплав алюминия с 33% меди; сплав железа с 4,3% углерода; сплав алюминия с 11 — 13% кремния; сплав свинца с 13% сурьмы и др.