Будова металів
Метали і їх сплави – основний матеріал в машинобудуванні. Вони володіють багатьма цінними властивостями, зумовленими в основному їх внутрішньою будовою. М’який і пластичний метал або сплав можна зробити твердим, тендітним, і навпаки. Для того щоб свідомо змінювати властивості металів, необхідно знати основи їх кристалічної будови. Як відомо, всі тіла складаються з великої кількості атомів, які утримуються силами зчеплення, здійснюючи коливання великої частоти біля точок рівноваги. Оскільки атоми різних металів різні, кожен метал має свої певні властивості. Ці властивості залежать від розташування атомів між собою, характеру їх зв’язків, від відстані між ними. Якщо змінити відстань між атомами або порядок їх розташування, зміняться і властивості металу. В аморфних тілах – смолі, склі, каніфолі і т. П. – Атоми розташовані безладно. У металах вони знаходяться в певному геометричному порядку, утворюючи кристали, тому метали є кристалічними тілами. Метали розрізняються не тільки порядком розташування атомів, а й кристалічною решіткою, яка представляє собою уявну просторову сітку, що складається з елементарних осередків, у вузлах якої знаходяться атоми.
Розрізняють такі кристалічні решітки металів з щільною упаковкою атомів: кубічну об’ємно-центровану, кубічну гранецентрированную і гексагональну. В осередку кубічної об’ємно-центрованої решітки атоми розташовані у вершинах і центрі куба. Така осередок містить дев’ять атомів (хром, вольфрам, ванадій, молібден, літій, а при певних температурах – залізо та інші метали).
В осередку кубічної гранецентрированной решітки атоми знаходяться в вершинах куба і на перетині діагоналей кожній площині. Така осередок має 14 атомів (свинець, нікель, мідь, золото, срібло, пластина, залізо при певних температурах і інші метали).
В осередку гексагональної кристалічної решітки атоми розташовуються у вершинах і в центрі шестигранних підстав призми, а три атоми – у середній її площині, при цьому така комірка містить 17 атомів (магній, цинк, кадмій, осмій, берилій та інші метали).
За певних умов деякі метали – залізо, титан, цирконій, стронцій, кобальт, кальцій та інші можуть перебудовуватися з одного виду кристалічної решітки в інший, наприклад з кубічної об’ємно-центрованої – в гранецентрированную і навіть гексагональную. Елементарна комірка відображає тільки один елемент, або одну клітинку, кристалічної решітки.
Вся кристалічна решітка в реальному металі складається з великої кількості багаторазово повторюваних елементарних комірок. Велике значення має відстань між атомами осередку кристалічної решітки або між паралельними атомними площинами, що утворюють елементарну комірку. Чим більша ця відстань, тим менш міцний метал. Відстань між ними вимірюється в ангстремах – 1 А = = 10 -8 см або в нанометрів – 1 А = 0,1 нм.
З практики відомо, що залізо міцніше міді, а мідь міцніше алюмінію.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)