Металдардың кристалдануы

Жоспар
Кіріспе

1 Кристалдардың энергетикалық шарттары
2 Металдардың кристалдану механизмі
3 Ұнтақтардың қасиеттері

Металдар сұйық және қатты түрде болады. Қатты затты қыздырған кезде кристалдардың торда орналасқан атомдар арасында тербеліс амплитудасы ұлғая бастайды.
Белгілі бір температураға жеткен кезде атомдар арасындағы реттілік жоғалады. Қатты зат сұйық күйге өтеді. Ал суыту кезінде атомдар арасындағы қозғалыс баяулайды. Белгілі бір температурада атомдар топшалары құрылады, және жаңа пайда болған түйіршік түзіледі. Сұйық күйден қатты күйге өту үрдісі кристалдану деп аталады.
Кристалдану үрдісі термодинамиканың екінші заңына бағынады.
U=F+TS
U – ішкі энергия
F – еркін энергия
T – температура
S – энтропия
Еркін энергия қалыпты температурада жұмыс жасайтын ішкі энергияның
бөлігі. Термодинамиканың екінші заңына сәйкес әрбір жүйе еркін энергияның тек мөлшеріне тырысады.
Металдың қатты күйдегі еркін энергиясы төмен болса, ол қатаяды. Ал сұйық күйдегі еркін энергиясы төмен болса, балқиды. Балқыту кезінде қатты зат пен сұйық заттфң еркін энергиялары теңеледі.
Теориялық және фактілі температуралар арасындағы өзгеріс аса суыту дәрежесі деп аталады. Балқыманы суыту жылдамдығы төмен болса, кристалдану үрдісі нәтижесінде түзілетін түйіршіктер өлшемі соғұрлым үлкен болады.

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

Металдардың кристалдануы
Кристалдардың энергетикалық шарттары

Металдар сұйық және қатты түрде болады. Қатты затты қыздырған кезде кристалдардың торда орналасқан атомдар арасында тербеліс амплитудасы ұлғая бастайды.
Белгілі бір температураға жеткен кезде атомдар арасындағы реттілік жоғалады. Қатты зат сұйық күйге өтеді. Ал суыту кезінде атомдар арасындағы қозғалыс баяулайды. Белгілі бір температурада атомдар топшалары құрылады, және жаңа пайда болған түйіршік түзіледі. Сұйық күйден қатты күйге өту үрдісі кристалдану деп аталады.
Кристалдану үрдісі термодинамиканың екінші заңына бағынады.
U=F+TS
U - ішкі энергия
F - еркін энергия
T - температура
S - энтропия
Еркін энергия қалыпты температурада жұмыс жасайтын ішкі энергияның
бөлігі. Термодинамиканың екінші заңына сәйкес әрбір жүйе еркін энергияның тек мөлшеріне тырысады.
Металдың қатты күйдегі еркін энергиясы төмен болса, ол қатаяды. Ал сұйық күйдегі еркін энергиясы төмен болса, балқиды. Балқыту кезінде қатты зат пен сұйық заттфң еркін энергиялары теңеледі.
Теориялық және фактілі температуралар арасындағы өзгеріс аса суыту дәрежесі деп аталады. Балқыманы суыту жылдамдығы төмен болса, кристалдану үрдісі нәтижесінде түзілетін түйіршіктер өлшемі соғұрлым үлкен болады.

Металдардың кристалдану механизмі

Кристалдану механизмі жаңа пайда болған түйіршіктердің түзілуінен және өсуінен құралады.
Берілген шарттағы жаңа пайда болған тік өлшем тұрақтылығы жаңа пайда болған түйіршіктердің кристалдану өлшемі деп аталады.
Кристалдану шартын және кейбір асыра суыту дәрежесі кезінде жаңа пайда болған түйіршіктердің түзілуін қарастырады.
G = S*δ-V∆F
Еркін энергиясы (G) атомдардың топшаларының түзілуіне сай келетін жаңа пайда болған түйіршіктердің балқыманы бөлетін бетке (S) беттің тартылысқа (δ) пропорцияларды және пайда болған түйіршіктердің көлеміне (V), сұйық күйден қатты күйге өту кезінде еркін энергияның меншікті өзгеруіне (∆F) кері пропорционал болып келеді.
Жаңа пайда болған еркін энергия тәуелділігі графикте корсетілген, яғни жаңа пайда болған түйіршіктердің кристалдардың өлшемі балқыманың асыра суыту дәрежесі тәуелді болып келеді. Асыра суыту дәрежесі неғұрлым жоғары болса, жаңа пайда болған түйіршіктердің өлшемі соғұрлым кіші болады.

G

S*δ

τкр

τкр3
τкр
T2
T1
τкр2
V∆F
τкр1
T3

Кристалдардың механизмі екі шамамен сипатталады:
1)уақыт бірлігі жаңа пайда болған түйіршіктердің түзілуі жылдамдығы (ʋобр)
2)жаңа пайда болған түйіршіктердің өсу жылдамдығы (ʋр)
Жаңа пайда болған түйіршіктердің өсу жылдамдығы және түзілу жылдамдығы аса суыту дәрежесіне тәуелді болып келеді.
tбалқыту кезінде ʋобр,ʋр=0 болады.
Түйіршіктердің түзілу жылдамдығы мен ʋр аса суыту дәрежесі графикте көрсетілген.
Аса суыту дәрежесі төмен болған кезде, жаңа пайда болған түйіршіктердің өсу жылдамдығы жоғары болады, яғни ірі түйіршіктер құрылымы түзіледі (a).
ʋобр
ʋр

а
c

b
Ср.I*φ
Ср(ʋр)

I*φ(ʋобр)

Тпл
∆T--

Асыра суыту дәрежесі жоғары болса, майда түйіршіктер құрылымы түзіледі(b).
Ал асыра суыту дәрежесі өте жоғары болған кезде жаңа пайда болған түйіршіктер мүлдем түзілмейді, яғни олардың құрылымы пайда болады(металдық шынылар)
Ұнтақты металлургия кезінде балқымаларды дисперстеу үрдісі нәтижесінде асыра суыту дәрежесі өте жоғары болады.

Металл құйманың құрылысы

Металл құйманың құрылысын алғашқы болып Чернов Д.К. 1878 жылы зерттеді. Металл құйманың құрылысы келесі суретте көрсетілген.
5
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
4

Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х

Ұсақ түйіршіктердің аймағы.
1 - температурасы ең төмен аймақ
2 - тігінен орналасқан бағаналар
3 - ірі түйіршіктер аймағы
4 - металл түйіршіктерінің ең ірі аймағы
5 - металл құйма кезектілігі
3

х х х х х х х х х х х
1

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.