Төмен температуралар кезінде дәнекерленген қоспалардың және метал емес материалдардың механикалық қасиеттерінің өзгерісі

Кіріспе

Егер кристалдағы кернеу аққыштық шегінен артып кетсе, яғни пластикалық кристалдарды созу және сығу арқылы жасалған барлық зерттеулер кезінде қалдық деформация пайда болады. Бірақ та, осындай деформациялардың пайда болу себебі -созу немесе сығу емес.
Кристалды перпендикуляр күшпен жеткілікті дәрежеде созғанда атомдар жазықтықтары арасындағы ара қашықтық артады.
Осы жазықтықтарды жеткілікті дәрежеде бір-бірінен алыстатқанда олардың арасындағы тартылыс күштері сыртқы жүктемемен тепе-теңдікте бола алмайды да, кристалл бүлінеді. Сығу кезінде атомдық жазықтықтар бір-біріне атомдар арасындағы тебіліс күштері сыртқы жүктемемен теңескенше ғана жақындайды. Бұл жағдайдағы деформация идеал серпімді, ол тордағы бөлшектердің қайтымсыз орын ауыстыруларын тудырмайды.
Пластикалық деформация сырғанаушы кернеудің нәтижесінде пайда болуы мүмкін, ол бөлшектер арасындағы байланыстарда ешқандай өзгерістер болмайтындай етіп, кристалдың бір бөлігіндегі бөлшектердің басқа бөліктермен салыстырғанда орын ауыстыруын тудырады. Осындай ығысу сырғанау деп аталады. Ол кристалдық денелердегі пластикалыққа айналу процесінің негізін береді. 2.4 – суретте кристалдағы ығыстырушы күштің әсерінен қалдық деформацияның пайда болу және дамуы көрсетілген. Серпімділік шегіне жеткенге дейін кристалл серпімді деформацияланады (2.4 а-сурет) және жанама кернеу ығысудың салыстырмалы деформациясына тура пропорционал артады (Гук заңы).
Қатаң бағытталғандыққа ие коваленттік байланыс атомдардың бір-біріне қатысты кішкене жылжулары кезінің өзінде-ақ бірден әлсірейді. Бұл байланыс ығысу кезінде атомдар көршілес атомдарымен байланысқа түсіп үлгенгенде дейін, жылдам бұзылады. Сондықтан, валенттік типті кристалдар (алмаз, кремний, германий, сурьма, висмут, мырыш және т.б.) пластикалық деформацияға ұшырау қабілеттіліктерін көрсетпейді. Серпімді деформация біткенде, олар морт сынғыш болады.
Бағытталу болмайтын металдық байланыста керісінше, атомдардың бір-біріне қатысты тангенциальды ығысулары өте нашар өзгереді. Сондықтан, тордың бір бөлігінің екінші бөлігіне қатысты ығысу шамасы үлкен (мыңдаған атомдық ара қашықтықтар) болуы мүмкін, бұл кристалдардың пластикалылықтарының жоғары дәрежеде екендігін көрсетеді. Металдық және иондық байланыстар арасында аралық жағдайда тұрған, ол иондық байланыс. Ол коваленттік байланыс сияқты бағытталған емес, бірақ та металдық байланыс сияқты иілгіш те емес. Типтік иондық кристалдар және т.б. валенттік кристалдар тәрізді тез шетінегіш (сынғыш) болып табылады. Ал хлорлы күміс кристалының пластикалылығы жеткілікті дәрежеде жоғары.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министірлігі
Семей қаласындағы Шәкәрім атындағы Мемлекеттік университеті

СӨОЖ
Пән: Криожүйелер негіздері
Тақырыбы: Төмен температуралар кезінде дәнекерленген қоспалардың және метал емес материалдардың механикалық қасиеттерінің өзгерісі

Орындаған : Қабдылқақов Ержан
Топ: ТФ-319
Тексерген: Сейсенбаева М. Қ

Семей 2015

Егер кристалдағы кернеу аққыштық шегінен артып кетсе, яғни пластикалық кристалдарды созу және сығу арқылы жасалған барлық зерттеулер кезінде қалдық деформация пайда болады. Бірақ та, осындай деформациялардың пайда болу себебі -созу немесе сығу емес.
Кристалды перпендикуляр күшпен жеткілікті дәрежеде созғанда атомдар жазықтықтары арасындағы ара қашықтық артады.

2.4 - сурет

Осы жазықтықтарды жеткілікті дәрежеде бір-бірінен алыстатқанда олардың арасындағы тартылыс күштері сыртқы жүктемемен тепе-теңдікте бола алмайды да, кристалл бүлінеді. Сығу кезінде атомдық жазықтықтар бір-біріне атомдар арасындағы тебіліс күштері сыртқы жүктемемен теңескенше ғана жақындайды. Бұл жағдайдағы деформация идеал серпімді, ол тордағы бөлшектердің қайтымсыз орын ауыстыруларын тудырмайды.
Пластикалық деформация сырғанаушы кернеудің нәтижесінде пайда болуы мүмкін, ол бөлшектер арасындағы байланыстарда ешқандай өзгерістер болмайтындай етіп, кристалдың бір бөлігіндегі бөлшектердің басқа бөліктермен салыстырғанда орын ауыстыруын тудырады. Осындай ығысу сырғанау деп аталады. Ол кристалдық денелердегі пластикалыққа айналу процесінің негізін береді. 2.4 - суретте кристалдағы ығыстырушы күштің әсерінен қалдық деформацияның пайда болу және дамуы көрсетілген. Серпімділік шегіне жеткенге дейін кристалл серпімді деформацияланады (2.4 а-сурет) және жанама кернеу ығысудың салыстырмалы деформациясына тура пропорционал артады (Гук заңы):
(2.10)

Кесте 2.2

Металл
Құрамындағы
қоспалар

Сырғанау жазықтығы
Сырғанау бағыты

кадмий
0,4
(0001)
[100]
0,058
Магний
5
(0001
[100]
0,083
Мыс
10
(111)
[101]
0,1
Никель
20
(111)
[101]
0,58
Күміс
1
(111)
[101]
0,06
цинк
4
(0001)
[100]
0,094

(G -- ығысу модулі); сыртқы жүктемені алып тастағаннан кейін атомдар өздерінің алғашқы күйіне қайтып келеді. Кристалл ішіндегі серпімділік шегі белгілі сырғанау жазықтықтары деп аталатын 5 жазықтықтар бойында артқанда, кристалдың бір бөлігінің екінші бөлігіне бір немесе бірнеше атомдық ара қашықтықтарға ығысуы (2.4 в-сурет) болады. Сыртқы жүктемені алып тастағанда торлардың серпімді кернеулері жойылады, бірақ та кристалдың бір бөлігінің екіншісі бөлігімен салыстырғанда ығысуы қалып қалады (2.4 г-сурет). Көптеген сырғанау жазықтықтарында өтіп жатқан осындай өте аз қайтымсыз ығысулардан кристалдың қалдық деформациясы құралады.
Болаттың пластикалық деформацияға ұшырау қабілеті - ең алдымен оның құрылымдық элементтері арасындағы байланыс күштерінің сипатына байланысты.
Қатаң бағытталғандыққа ие коваленттік байланыс атомдардың бір-біріне қатысты кішкене жылжулары кезінің өзінде-ақ бірден әлсірейді. Бұл байланыс ығысу кезінде атомдар көршілес атомдарымен байланысқа түсіп үлгенгенде дейін, жылдам бұзылады. Сондықтан, валенттік типті кристалдар (алмаз, кремний, германий, сурьма, висмут, мырыш және т.б.) пластикалық деформацияға ұшырау қабілеттіліктерін көрсетпейді. Серпімді деформация біткенде, олар морт сынғыш болады.
Бағытталу болмайтын металдық байланыста керісінше, атомдардың бір-біріне қатысты тангенциальды ығысулары өте нашар өзгереді. Сондықтан, тордың бір бөлігінің екінші бөлігіне қатысты ығысу шамасы үлкен (мыңдаған атомдық ара қашықтықтар) болуы мүмкін, бұл кристалдардың пластикалылықтарының жоғары дәрежеде екендігін көрсетеді. Металдық және иондық байланыстар арасында аралық жағдайда тұрған, ол иондық байланыс. Ол коваленттік байланыс сияқты бағытталған емес, бірақ та металдық байланыс сияқты иілгіш те емес. Типтік иондық кристалдар және т.б. валенттік кристалдар тәрізді тез шетінегіш (сынғыш) болып табылады. Ал хлорлы күміс кристалының пластикалылығы жеткілікті дәрежеде жоғары.
Кристалдағы сырғанау белгілі бір кристаллографиялық жазықтықтар мен бағыттар бойында өтеді. Өте тығыз орналастырылған атомдық жазықтықтар мен бағыттар осындай болып келеді. Осындай атомдық жазықтықтар мен бағыттардың беріктігінің жоғары болуы - олардағы атомдар арасындағы ара қашықтықтың өте аздығы және бір-бірімен байланыстың күштілігімен түсіндіріледі. Басқаша айтқанда, осындай жазықтықтар арасындағы ара қашықтық үлкен, осының салдарынан олардың арасындағыы байланыс нашар (1.17 қара). Осы ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.