2. Упорядоченные твёрдые растворы

В 1914 году их обнаружил Н.С. Курнаков. Происходит изменение ρ сплавов, например, Си и Аи благодаря перераспределению атомов внутри решетки. При упорядочивании изменяется период решетки, но не ее тип.

Такие растворы являются промежуточными между химическим соединением и твердым раствором.

Упорядоченные твердые растворы образуются при сравнительно низких температурах. Отношение компонент в сплаве целое число: 1:1; 1:2; 1:3,...

Вариант10.

1. Полиморфные или аллотропические модификации

Устойчивые модификации при более низкой температуре часто обозначают а, при более высокой , так Fеα — Fе .

Полиморфизм объясняется уменьшением энергии Гиббса. Полиморфное превращение сопровождается скачкообразным изменением всех свойств металлов или сплавов: удельного объема, теплостойкости, теплопроводности, у, магнитных свойств, химических и механических свойств.

Превращения из одной формы в другую при нагреве чистого металла сопровождаются поглощением тепла и происходят при постоянной температуре

Аллотропические модификации железа

2. Твердые растворы с неограниченной растворимостью образуются при условиях:

— одинаковые типы кристаллических решеток у А и В;

— различие в атомных размерах ≤8 — 15%;

— близкое строение валентной оболочки электронов в атоме. Например, Au + Ag с ГЦК решеткой или Мо + W.

Вариант 11

1. Температурная зависимость удельного сопротивления металлических проводников. В идеальном кристалле длина свободного пробега электронов равна бесконечности, а сопротивление электрическому току равно нулю. Подтверждением данного положения является тот факт, что сопротивление чистых отожженных металлов стремится к нулю, когда температура приближается к абсолютному нулю. Свойство электрона свободно перемещаться в идеальной кристаллической решетке не имеет аналога в классической механике. Рассеяние, приводящее к появлению сопротивления, возникает в тех случаях, когда в решетке имеются дефекты строения.

В чистых металлах совершенной структуры единственной причиной, ограничивающей длину свободного пробега электронов, является тепловое колебание атомов в узлах кристаллической решетки. Электрическое сопротивление металла, обусловленное тепловым фактором, обозначим через ρт. Совершенно очевидно, что с ростом температуры увеличиваются амплитуды тепловых колебаний атомов и связанные с ними флуктуации периодического поля решетки. А это, в свою очередь, усиливает рассеяние электронов и вызывает возрастание удельного сопротивления. .

Это отношение не выполняется при низких температурах. Дело в том, что с понижением температуры могут уменьшаться не только амплитуды тепловых колебаний атомов, но и частоты колебаний. Поэтому в области низких температур рассеяние электронов тепловыми колебаниями узлов решетки становится неэффективным.

Температура Дебая определяет максимальную частоту тепловых колебаний, которые могут возбуждаться в кристалле:

ΘD = hV_mах/k

Эта температура зависит от сил связи между узлами кристаллической решетки и является важным параметром твердого тела.

При переходе из твердого состояния в жидкое у большинства металлов наблюдается увеличение удельного сопротивления приблизительно в 1,5 - 2 раза, хотя имеются и необычные случаи: у веществ со сложной кристаллической структурой, подобных висмуту и галлию, плавление сопровождается уменьшением р.

2. Определение плотности металлов и сплавов методом гидростатического взвешивания. Плотностью металла называется масса единицы объема этого металла Зная массу m и объем V металла, можно вычислить . .

Определение плотности металла сводится к определению массы и объема испытуемого образца. Масса измеряется при помощи аналитических весов. Что касается определения объема, то его можно производить двумя методами: пикнометрически и гидростатически.

Точным методом, пригодным для исследовательских целей, является метод гидростатический. Он основан на законе Архимеда.

Испытуемый образец дважды взвешивается на аналитических весах, как обычно, на воздухе и будучи погруженным в какую-либо жидкость. Если масса образца на воздухе Р, а в жидкости Q то Р - Q равняется массе вытесненной жидкости. Зная плотность этой жидкости d, можно вычислить ее объем, вытесненный образцом, или, другими словами, объем образца

Плотность металла можно рассчитать, зная массу и объем элементарной ячейки. Если n - число атомов в элементарной ячейке, М - масса атома, а V -объем элементарной ячейки, то плотность .

Масса одного атома металла М здесь подсчитана путем умножения его атомной массы А на 1/12 массы изотопа атома углерода С¹², т.е. на 1,66-l0^-24 г