Магнітні перетворення

 

Деякі метали намагнічуються під дією магнітного поля. Після видалення магнітного поля вони мають залишковий магнетизм. Це явище вперше виявлене на залозі й одержало назву феромагнетизму. До феромагнетикам ставляться залізо, кобальт, нікель і деякі інші метали.

При нагріванні феромагнітні властивості металу зменшуються поступово: спочатку слабко, потім різко, і при певній температурі (крапка Кюрі) зникають (крапка Кюрі для заліза). Вище цієї температури метали стають парамагнетиками. Магнітні перетворення не пов'язані зі зміною кристалічної решітки або мікроструктури, вони обумовлені змінами в характері між електронної взаємодії.

Будова реальних металів. Дефекти кристалічної будови

  

З рідкого розплаву можна виростити монокристал. Їх звичайно використовують у лабораторіях для вивчення властивостей тієї або іншої речовини.

Метали й сплави, отримані у звичайних умовах, складаються з великої кількості кристалів, тобто, мають полікристалічну будову. Ці кристали називаються зернами. Вони мають неправильну форму й по-різному орієнтовані в просторі. Кожне зерно має своє орієнтування кристалічної решітки, відмінну від орієнтування сусідніх зерен, внаслідок чого властивості реальних металів усереднюються, і явища анізотропії не спостерігається

У кристалічній решітці реальних металів є різні дефекти (недосконалості), які порушують зв'язку між атомами й впливають на властивості металів. Розрізняють наступні структурні недосконалості:

• крапкові - малі у всіх трьох вимірах;

• лінійні - малі у двох вимірах і як завгодно протяжні в третьому;

• поверхневі - малі в одному вимірі.

Нагострені дефекти

 

Одним з розповсюджених недосконалостей кристалічної будови є наявність крапкових дефектів: вакансій, дислокованих атомів і домішок.

Крапкові дефекти

Вакансія - відсутність атомів у вузлах кристалічної решітки, «дірки», які утворилися в результаті різних причин. Утвориться при переході атомів з поверхні в навколишнє середовище або з вузлів решітки на поверхню (границі зерен, порожнечі, тріщини й т.д. ), у результаті пластичної деформації, при бомбардуванні тіла атомами або частками високих енергій (опромінення в циклотроні або нейтронної опромінення в ядерному реакторі). Концентрація вакансій у значній мірі визначається температурою тіла. Переміщаючись по кристалі, одиночні вакансії можуть зустрічатися. І поєднуватися в дивакансії. Скупчення багатьох вакансій може привести до утворення пор і порожнеч.

Дислокований атом - це атом, що вийшов з вузла решітки й зайняв місце в міжвузлі. Концентрація дислокованих атомів значно менше, ніж вакансій, тому що для їхнього утворення потрібні істотні витрати енергії. При цьому на місці атома, що перемістився, утвориться вакансія.

Домішкові атоми завжди присутні в металі, тому що практично неможливо виплавити хімічно чистий метал. Вони можуть мати розміри більше або менше розмірів основних атомів і розташовуються у вузлах решітки або міжвузлі.

Крапкові дефекти викликають незначні перекручування решітки, що може привести до зміни властивостей тіла (електропровідність, магнітні властивості), їхня наявність сприяє процесам дифузії й протіканню фазових перетворень у твердому стані. При переміщенні по матеріалі дефекти можуть взаємодіяти.