Cтраница 3
Перемещение краевой дислокации при сдвиге на одно межатомное расстояние представляет собой согласованную перегруппировку атомов около дислокации и не сопровождается диффузионным переносом массы. Под Действием касательного напряжения ряд атомов, образующих дислокационную линию, вытесняет ближайший ряд атомов в соседней плоскости. Этому способствуют упругие искажения кристалла около дислокации, облегчающих разрыв старых и образование новых межатомных связей. Как показано на рис. 5.3, при вытеснении ближайшего ряда атомов плоскость кристалла разделяется на две части: одна часть объединяется с избыточной полуплоскостью в целую плоскость, другая - - принимает дислокацию и становится избыточной полуплоскостью. Перемещаясь каждый раз на величину вектора Бюргерса - одно межатомное расстояние, дислокация, в конце концов, выйдет на поверхность кристалла, и здесь появится ступенька, равная вектору Бюргерса. Так как в плоскости скольжения движутся десятки и сотни дислокаций, то в результате их выхода на поверхность высота ступеньки будет увеличиваться. [31]
На практике такого рода соединения для твердых металлов без дополнительного воздействия каких-либо источников энергии неосуществимы. Это объясняется большой твердостью большинства металлов, наличием окисной пленки и загрязнений на соединяемых поверхностях и невозможностью, несмотря на хорошую обработку шлифованием, сближения металлических частей на расстояние действующих межатомных сил. Самопроизвольное соединение и смешивание возможны только для однородных жидкостей, у которых облегчено сближение атомов с образованием новых межатомных связей. Для соединения же металлов требуется приложение энергии. Металлы малой твердости ( свинец, олово и др.) соединяют сдавливанием сравнительно небольшим усилием. Для более твердых металлов, как, например, медь и алюминий, это усилие значительно растет, и процесс такого соединения становится неэффективным, а иногда - невозможным. [32]
Первым условием для получения прессового сварного соединения является необходимость приложения сжимающего усилия, называемого осадочным. Наличие грубых макронеровностей на сближаемых поверхностях, пленок окислов или адсорбированных газов ( кислорода, азота, водорода и др.) препятствует образованию межатомных связей. [33]
Плавление и твердение сопровождаются, соответственно, поглощением или выделением определенной теплоты плавления Qm. Теплота плавления равна теплоте твердения. Температура тела в процессе плавления или твердения не меняется, так как теплота процесса идет не на нагрев или охлаждение тела, а на разрыв или образование межатомных связей, т.е. разрушение или создание дальнего порядка. [34]
При образовании твердого тела из изолированных атомов происходит перераспределение электронов, возникают силы, удерживающие атомы ( ионы) на определенном расстоянии друг от друга. Однако межатомная связь существенно отличается от межмолекулярной. Образование межатомной связи сопровождается существенной перестройкой электронных оболочек связывающихся атомов, в то время как при межмолекулярном взаимодействии атомные группы в основном сохраняют индивидуальную электронную структуру и микросвойства. [35]
При этом разрушается кристаллическая решетка и образуется жидкая металлическая ванна 3, общая для двух свариваемых заготовок, называемая сварочной ванной. Поверхностные пленки разрушаются или всплывают на поверхность сварочной ванны. Жидкий металл смачивает оплавленные поверхности, что обеспечивает возникновение межатомных связей между соприкасающимися атомами жидкой и твердой фаз. На второй стадии при охлаждении происходит кристаллизация с образованием межатомных связей. [36]
Два или более атомов располагаются друг около друга так, как это энергетически выгодно. Группа атомов устойчива тогда и только тогда, когда энергия атомов, расположенных вместе, ниже, чем у отдельных атомов. Единственной физической причиной конкретной кристаллической структуры любого элемента и его модификаций является перекрытие валентных и подвалентных оболочек его атомов, приводящее к образованию определенных межатомных связей. Число протяженность и симметрия орбиталей атомов данного конкретного элемента полностью определяют число, длину, ориентировку и энергию межатомных связей, образующихся в результате перекрытия этих орбита-лей, а следовательно, размещение атомов в пространстве, т.е. кристаллическую структуру, основные физико-химические свойства элемента. [37]
Не ясно, применимы ли вообще эти правила к жидким сплавам; во многих случаях наклон изотермы удельного сопротивления от состава при безграничном разбавлении имеет не тот знак, а сама изотерма может быть линейной, асимметричной или иметь более сложную форму, чем предсказывает правило Нордгейма. Скала и Робертсон [373] в исследованиях, имеющих целью проследить применение правила Линде к жидким сплавам, наблюдали, что в жидкой меди, взятой в качестве растворителя, удельное сопротивление увеличивается при малом добавлении растворенного вещества соответственно правилу Линде. Однако в цинке малые добавки меди, кадмия, алюминия и висмута не дают существенного эффекта, в то время как добавка олова и сурьмы почти одинаково увеличивает удельное сопротивление в каждом отдельном случае. Различное влияние висмута и сурьмы может быть вызвано разницей между структурами сплавов систем Bi-Zn и Sb-Zn ( с областью несмешиваемости и соединение с гетерополярной связью соответственно) - В сплавах системы Zn-Sb электроны могут быть локализованы при образовании межатомных связей даже в разбавленных сплавах, вследствие чего увеличивается сопротивление, так как они уже не участвуют в переносе заряда; в то же время в сплавах системы Zn-Bi большой размерный фактор препятствует образованию типа упаковки, необходимого для образования таких связей. Клеппа предположил, что положительная энтальпия смешения в богатых цинком сплавах с металлами групп / / /, IV и V может возникнуть в результате аномальной зависимости энергии Ферми ЕР от состава. Удельное сопротивление обратно пропорционально ей и, таким образом, pL после сплавления уменьшится, чтобы уравновесить увеличение, вызванное ионным рассеянием. [38]
На протяжении почти всей истории развития науки о трении твердых тел основной тенденцией являлось увеличение твердости материалов триботехнического назначения или их поверхностных слоев. Увеличение твердости контактирующих поверхностей приводит к уменьшению площади фактического контакта трущихся материалов и снижению макроскопических напряжений сопротивления относительному перемещению. Вместе с тем напряжения и энергия, рассеиваемая на отдельных микронеровностях, могут возрастать. Для материалов, близких по типу структурного упорядочения и характеру межатомных взаимодействий, возрастание твердости является косвенным, но надежным признаком уменьшения химической и адгезионной активности. Усиление связей между атомами твердого тела затрудняет подстройку его кристаллической решетки, необходимую для установления когерентной границы и образования новых межатомных связей при адгезионном взаимодействии. [39]
К карбидам относятся соединения углерода с металлами и неметаллами. По характеру межатомных связей карбиды подразделяются на несколько групп. Для получения волокон представляют интерес карбиды с ковалентными межатомными связями и карбиды фазы внедрения. Кристаллические решетки последних построены из атомов металлов переходных групп, между которыми внедрены атомы углерода. Межатомные связи в карбидах фазы внедрения в известной мере подобны межатомным связям металлов. В образовании межатомных связей принимают участие электроны атомов углерода. К карбидам с ковалентными межатомными связями относятся карбиды кремния и бора, к карбидам фазы внедрения - TiC, ZrC, VC, NbC, TaC, WC и др. Свойства некоторых карбидов приведены в табл. 7.5. Для карбидов наиболее характерны: высокие температура плавления, термостойкость, твердость. [40]