Контрольные вопросы

1. По каким признакам можно классифицировать превращения в металлах и сплавах?

2. Каковы особенности аморфного состояния металлических сплавов и какими процессами обусловлены тепловые эффекты, наблюдаемые при нагреве аморфных сплавов?

3. В чем заключается сущность дифференциального термического анализа? Каковы требования, предъявляемые к материалу эталона? Какие условия теплового режима должны соблюдаться в процессе эксперимента?

4. Какой смысл имеют особые точки термограмм нагрева и охлаждения в случае фазового перехода I рода, протекающего при постоянной температуре и в интервале температур, а также в случае фазового перехода II рода (например, магнитного перехода)?

5. Каковы особенности проведения ДТА с помощью установки, применяемой в данной работе, в частности, в отношении подключения термопар в измерительную схему?

6. Как можно объяснить характер кривых, характеризующих зависимость Т и t? От чего зависит наклон кривой зависимости Т_о от t? Как определяется температура особых точек на термограмме Т(t)?

Литература

1. Лившиц Б.Г. и др. Физические свойства металлов и сплавов. - М.: Металлургия, 1960, 320 с.

2. Лившиц Б.Г. Металлография. - М.: Металлургия, 1990, 225 с.

Дополнителыш литература

1. Судзуки К. Аморфные металлы. Пер. с япон. - М.: Металлургия, 1987, 328 с.

* Электронная версия соответствует тексту лабораторного практикума Кекало И.Б. Физические свойства металлов. Раздел: Дилатометрия и термический анализ металлов и сплавов. – Лабораторный практикум. – М.: МИСиС, 1992. – 74 с. (№ 394). Изменена нумерация рисунков и формул.

* Связь U_кр (а следовательно, и температуры плавления Т_s) с характеристиками потенциала взаимодействия (f, g) можно получить двухкратным дифференцированием потенциала U(x), даваемым формулой (7.4), и решением полученного уравнения (с точностью до числового коэффициента

* По закону Гука σ=Еε, где σ - напряжение, ε - относительное удлинение. Напряжение σ на атомном уровне равно произведению силы F, действующей на один атом, на число атомов N, приходящихся на единицу площади, то есть σ=FN. Из уравнения (7.5) F=fx, а величина ( - "площадь" одного атома). Поскольку ε=x/r_o, можно записать . Отсюда получаем f=Er_o.

* Легко проверить, что и в случае квантового подхода при высоких температурах (Т>Θ) получается классический результат, а именно, =const. В самом деле, поскольку можно записать , имеем и следовательно получаем формулу (7.10).

* Строгий вывод соотношения (7.13) приведен в приложении 1.

*^* ) В зависимости от исходных предпосылок постоянная А может быть или . В любой случае постоянная А связана с характеристиками (, Θ), отражающими уровень сил связи между атомами. Здесь  - сжимаемость,  - так называемая постоянная Грюнайзена (для большинства металлов она колеблется в пределах 1,25-2,5).

* Как известно, для переходных металлов характерно высокое значение N(ε_f) за счет d-электронов, вследствие чего в них при Т>Θ наблюдается сравнительно более крутая зависимость от температуры как теплоемкости, так и теплового расширения, связанных с тепловым возбуждением электронов.

* В никеле наблюдается отрицательная спонтанная магнитострикция.

* Этот случай реально не осуществляется, потому что эталон всегда расширяется. Он рассмотрен лишь для того, чтобы уяснить, чему пропорционально смешение световой точки по оси x.

* Подробнее это вопрос рассмотрен в приложении 2, где также приведен вывод формулы для расчета ТКЛР образца.

* Лабораторная работа № 8 выполняется, как правило, после работы № 7. Если этот порядок изменен, то для сдачи этой работы необходимо такие изучить ВВЕДЕНИЕ к лабораторной работе № 7.

* Известно, что сразу же после закалки, до начала первого превращения, в мартенсите происходят процессы перераспределения углерода (старение мартенсита) - часть избыточного углерода (~0,1 %) скапливается около дислокаций (атмосферы Коттрелла) и других дефектов, уменьшая тем самым начальную тетрагональность мартенсита.

* Студентам, выполняющим эту работу раньше, чем работу № 7, полезно ознакомиться с устройством дилатометра Шевенара по описанию работе № 7.

* Эта температура отвечает величине намагниченности насыщения Т_s, составлявшей примерно 0,7 от намагниченности насыщения при 0 К.

* Величина V определяется как разница между объемом расплава и суммарным объемом атомов.

* Величина теплоты превращения q равна площади экстремума на кривой зависимости теплоемкости от температуры.

2