Тема 4.1.1 Кристаллическая решётка. Аллотропия, фазовый состав

Упражнение 20

Определение маркировки по деталям

1. Опишите строение металла Платина.

2. Зарисуйте кристаллическую решетку,

3. охарактеризуйте параметры кристаллической решетки (координационное число,

4. коэффициент компактности, период решетки), укажите к какому виду относится металл, его свойства и применение.

Металлы - кристаллические тела, атомы которых располагаются в геометрически правильном порядке, образуя кристаллы, в от аморфных тел (например, смола),атомы которых находятся в беспорядочном состоянии.

 

 

а

 

Рис.1 Гранецентрированная кубическая решетка

 

Элементарная ячейка гранецентрированной кубической решетки (рис.1) представляет собой куб с ребром а. в вершинах куба находятся 8 атомов. Кроме того, в центре каждой из 6 граней находится по одному атому. Ребро а называют периодом решетки.

Периоды кристаллических решеток измеряют в нм (нанометрах). Кристаллические решетки также можно охарактеризовать координационным числом, которое показывает число ближайших соседей у каждого атома, находящихся на одинаковых от него расстояниях Для любого атома, например занимающего положение в центре горизонтальной грани,имеются 4 подобных ближайших соседа в горизонтальной плоскости,4 таких же соседа вертикальной плоскости, совпадающей с плоскостью рисунка(два атома имеются на рисунке, другие два выявляются, если построить еще одну ячейку снизу),еще четыре соседа находятся в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа.

Таким образом, всего ближайших соседей оказывается 12,и координационное число гранецентрированной кубической решетки равно 12. Можно было бы взять любой атом в вершине куба, результат получился бы такой. Это происходит потому, что все атомы в данной решетке совершенно равноценны

 

Доля объема в ячейке, занято собственно атомами, называется коэффициент заполнения решетки. Этот коэффициент определяется по условию, что атомы являются жесткими шарами и уложены вплотную по той схеме, которой характерны для данной решетки. Путем не сложных геометрических построений и расчетов можно показать, что коэффициент заполнения составляет 74%.В реальном металле кристаллическая решетка состоит из огромного количества ячеек. Размеры кристаллической решетки характеризуются ее параметрами, измеряемыми в ангстремах А(1 А=10 см или 1 А=0,1 НМ).

Рассматривая элементарную ячейку можно увидеть, что на одну ячейку приходится 4 атома: каждый из 8 атома на вершинах принадлежит 8 ячейкам,поэтому на данную ячейку приходится 8/8=1атом,каждый из 6 атомов принадлежит 2 ячейкам, поэтому на данную ячейку приходится 6/2=3;итого 1+3=4

Платина плавится 1769 С, кипит – 4400 С.Платина благородно цветной металл, обладающий химической инертностью

Свойства платины.

Плотность - 21,45 г/см3

Удельная теплоемкость – 0,13 кДж/кг*К

Удельная теплопроводность – 68-84 Вт/(м*К)

Удельное электросопротивление 19,6 – 483 Ом*м

Модуль упругости – 160 ГПа

Модуль сдвига - 60ГПа

 

 

Список литературы:

1.В.Н. Заплатин, Ю.И. Сапожников, А.В. Дубов;

Справочное пособие по материаловедению(металлообработка)

Москва Издательский центр «Академия» 2007г.

2.Конструкционные материалы: Б.Н. Арзамасов,

Москва Машиностроение 1990г.

 

Тема 4.1.2 Классификация свойств.

Упражнение 21

Определение маркировки по деталям

 

Соколова Е.Н. Материаловедение (металлообработка). Рабочая тетрадь.

Москва. Издательский центр «Академия» 2007

Глава

Вопросы

Страницы

 

 

 

1. Заполните таблицы свойств металлов.

2. Выполните расчет прочности

 

Определите относительное удлинение b и марку конструкционной стали (ГОСТ 1050-88**), если при испытании стандартного образца из этой стали на разрыв его начальные размеры составляли: d₀ =10 мм и l₀ = 100 мм. Длина образца после разрыва l _к=119 мм.

d0

 

 

 

l0

 

 

Предполагаемые марки стали:

30(b =20%)

35(b =19%)

45(b =17%)

Решение:__________________________________________________________

Ответ:_____________________________________________________________

 

3. Запишите в таблицу характерные особенности сплавов, представляющих собой твердый раствор, химическое соединение и механическую смесь. Укажите области их применения.

 

Характерные особенности и области применения различных видов сплавов.

 

Сплав	Характерные особенности	Области применения
Твердый раствор
Химическое соединение
Механическая смесь