Тема 1 основи будови металів

Методи дослідження металів.

1.1 Введення в металознавство.

Матеріали мають відрізняються один від одного властивостями, причому кожне залежить від особливостей внутрішньої будови матеріалу. У зв'язку з цим матеріалознавство як наука займається вивченням будови матеріалу в тісному зв'язку з їх властивостями.

Метою викладання дисципліни є навчити майбутніх інженерів застосовувати основні методи управління конструкційної міцністю матеріалів і проводити обгрунтований вибір матеріалу для виробів з урахуванням умов їх експлуатації.

Матеріалознавство - це наука про взаємозв'язки електронної будови, структури матеріалів з їх складом, фізичними, хімічними, технологічними і експлуатаційними властивостями.

Всі матеріали характеризуються основними фізичними та механічними властивостями, від яких, в свою чергу, залежать технологічні та експлуатаційні властивості, а також залежить область застосування матеріалів в техніці.

Традиційно матеріали можна розділити на дві основні групи -метал і неметали.

Основна частина матеріалознавства - металознавство, в розвитку якого, провідну роль зіграли українські вчені: Аносов П.П. Чернов Д.К. Курнаков Н.С. Гуляєв А.П. та інші.

1.2 Метали, особливості атомно-кристалічної будови.

Метали - один з класів конструкційних матеріалів, що характеризується певним набором властивостей обумовлених особливостями своєї будови: «металевий блиск» (хороша відбивна здатність); пластичність; твердість; висока теплопровідність; висока електропровідність і т.д.

Відповідно до теорії метал являє собою речовина, що складається з позитивних ядер, навколо яких по орбиталям обертаються електрони. На останньому рівні число електронів невелика і вони слабо пов'язані з ядром. Ці електрони мають можливість переміщатися по всьому об'єму металу, тобто належати цілої сукупності атомів.

Таким чином, пластичність, теплопровідність і електропровідність забезпечуються наявністю вільних електронів «електронного газу».

Всі метали, затвердевающие в нормальних умовах, являють собою кристалічні речовини, тобто укладання атомів в них характеризується певним порядком званим кристалічна решітка.

Іншими словами, кристалічна решітка це уявна просторова решітка, у вузлах якої розташовуються частинки, що утворюють тверде тіло.

Елементарна комірка - елемент обсягу з мінімального числа атомів, багаторазовим перенесенням якого в просторі можна побудувати весь кристал. Елементарна комірка характеризує особливості будови кристала.

Рис.1.1. Схема кристалічної решітки