Електрони і пластичність металів
Виявляється, електрони і пластичність металів тісно пов’язані. Якщо пропустити через метал електричний струм, то можна змінювати його міцність і пластичність. Крім цього, переклад сплаву в надпровідний стан викликав теж зміна його механічних властивостей. А надпровідність найтіснішим чином пов’язана з рухом вільних електронів.
Виявляється, електрони і пластичність металів тісно пов’язані
Це фізичне явище називається електронно-пластичним ефектом – ЕПЕ. Зараз ученим відомо, що метали деформуються за рахунок народження і переміщення так званих дислокацій – своєрідних рухливих дефектів. Це свого роду складки в кристалічній решітці. Якщо в металі утворюється електронний вітер, він прискорює рухомі дислокації, в результаті метал стає більш податливим.
Виявляється, основна причина чудових властивостей металу полягає в тому, що кожен атом віддає частину своїх електронів в загальне користування. В результаті виникає газ вільних електронів, який заповнює всю кристалічну решітку і навіть кілька виступає над її поверхнею. Цей газ може переміщатися по металу в будь-яких напрямках, для цього досить прикласти до нього електричний потенціал. Він не залишається пасивним і в тому випадку, коли метал нагрівають або охолоджують, а також, якщо його деформують – перетворюють в дріт, стрічку або лист. У всіх випадках газ вільних електронів виступає в якості свого роду пом’якшувальною середовища і не дозволяє металу оплавитися або растрескаться.
Особливо цікава здатність електронів надавати металу пластичність. Чому електронний газ, викликає збільшення пластичності металу? Адже пластичність – це грубе, чисто механічна властивість металу. Секрет, виявляється, полягає в існування тісного органічного зв’язку між електронним газом і атомами, що знаходяться у вузлах кристалічної решітки. Покинувши окремі атоми і об’єднавшись в колектив, електрони продовжують снувати між атомами, не дозволяючи їм відійти один від одного на значну віддаль за деформації або нагріванні металу. Електрони моментально з’являються в тих областях решітки, де в ході пластичної деформації утворилася розтягнута зона, і, навпаки, залишають ту область, де виникло сильне стиснення. Іншими словами, електронний газ швидко реагує на будь-яку критичну ситуацію в металі, оберігаючи його від перевантажень і програвав.
ЕПЕ має також велике практичне значення, оскільки дозволяє матеріалознавцям і практикам по-новому охарактеризувати пластичність металів і сплавів. З’явилася можливість обробляти тиском такі метали і сплави, які не допускають великого нагріву в процесі механічної обробки. Наприклад, сплави на основі вольфраму.
Related posts:
- Вільні електрони Метали в твердому стані мають кристалічну структуру: розташування атомів в просторі характеризується періодичною повторюваністю і утворює геометрично правильний малюнок, званий кристалічною решіткою. Атоми металів мають невелике число валентних електронів, розташованих на зовнішній електронній оболонці. Ці валентні електрони слабо пов’язані з ядром, і атом легко може їх втратити. Коли атоми металу займають місця в кристалічній решітці, […]...
- Фізичні властивості металів Всі метали мають ряд загальних, характерних для них властивостей. Загальними властивостями вважаються: висока електропровідність і теплопровідність, пластичність. Розкид параметрів у металів дуже великий, наприклад, температура плавлення може варіювати від 38,87 ° C (Hg – ртуть) до 3380 ° C (W – вольфрам), щільність – від 0,531 г/см3 (Li – літій) до 22,5 г/см3 (Os – […]...
- Повідомлення на тему “Властивості металів” На даний момент людству відомо величезна кількість металів, більшість з яких володіють тими чи іншими властивостями, завдяки яким їх можна розділяти на групи, підгрупи, і різного роду множини. Багато з цих металів досить рідкісні, які зустрічаються в одиничних екземплярах дуже рідко, а інші ж навпаки настільки поширені, що їх іноді навіть не використовують. Так чи […]...
- Властивості металів Всі метали: – мають металевий блиск – володіють ковкістю (пластичністю). Краще за всіх золото, срібло, олово, мідь. Їх можна розплющити до товщини всього в кілька десятків атомів (плівка яка пропускає світло). Або зробити дріт з 1 г золота довжиною в 2 км. Використовували це властивість для прикраси (сухозлітним золотом) виробів, порцеляни, книг і т. д. […]...
- Чим напівпровідники відрізняються від металів Тверді тіла – це метали, напівпровідники і діелектрики. Вони відрізняються один від одного за своїх електронних властивостях. Електропровідність твердих тіл визначається властивостями електронів. Що таке напівпровідники і метали Напівпровідники відносяться до металів, до твердих тіл. До їх числа належать германій, кремній, миш’як і ін, а також різні сплави і хімічні сполуки. Метали – це тверді […]...
- Електрони в магнітному полі Якщо у вас є вже відпрацював своє старий телевізор, то кожен з нас в змозі провести простий досвід з електронами. Адже в трубці телевізора саме електрони рядками вдаряють по екрану кінескопа, викликаючи світіння. Як поводяться електрони в магнітному полі? Можна провести простий досвід. Візьміть постійний магніт посильніше, піднесіть його полюс до екрану. Зображення на екрані […]...
- Металевий хімічний зв’язок – коротко Число електронів зовнішніх енергетичних рівнів металів невелика, вони легко відриваються від ядра. В результаті такого відриву утворюються іони металу і вільні електрони. Ці електрони називаються “електронним газом”. Електрони вільно переміщаються за обсягом металу і постійно зв’язуються і відриваються від атомів. Будова речовини металу таке: кристалічна решітка є кістяком речовини, а між її вузлами електрони можуть […]...
- Будова металів і сплавів За своєю будовою тверді тіла поділяються на кристалічні (метали і сплави металів у твердому стані) і аморфні (скла, смоли і ін.). Атоми кристалічних тіл на відміну від аморфних, що мають хаотичне розташування атомів, перебувають в певних місцях, утворюючи систему, періодично повторюється в просторі. Сукупність таких місць називають кристалічною решіткою. Кристалічну решітку металу можна представити у […]...
- Положення металів у Періодичній системі Менделєєва У Періодичній системі Д. І. Менделєєва кожен період, крім першого (він включає в себе два елементи-неметалла – водень і гелій), починається з активного хімічного елемента-металу. Ці елементи утворюють головну підгрупу I групи (IA групу) і називаються лужними металами. Свою назву вони отримали від назви відповідних їм гідроксидів, добре розчинних у воді, – лугів. Атоми лужних […]...
- Взаємодія металів з розчинами кислот Здатність металів взаємодіяти з розчинами кислот і наступні властивості металів випливають з їх положення в електрохімічному ряді напруг. Метали взаємодіють з розчинами кислот при дотриманні ряду умов: – метал повинен знаходитися в ряді напруг лівіше водню; – в результаті реакції повинна утворитися розчинна сіль, тому що в противному випадку вона покриє метал осадом і доступ […]...
- Загальні властивості металів Властивості металів: В основному, все метали мають сірий колір, крім декількох металів (золото, срібло, мідь); Всі знаходяться в твердому стані при кімнатній температурі (крім ртуті); Мають різну температуру плавлення (ртуть при кімнатній температурі переходить в рідкий стан; галій від тепла людини; олово при 231 ° C). Якщо температура плавлення понад 1000 ° C, то цей […]...
- Загальна характеристика елементів-металів З 114 елементів, відомих у даний час, 96 є металами. Метали та їх сполуки відіграють важливу роль у мінеральної та органічної життя Землі. Атоми й іони металів входять до складу найважливіших сполук, що беруть участь у життєдіяльності рослин, тварин і людини. За своєю хімічною природою метали – це хімічні елементи, атоми яких віддають електрони з […]...
- 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 […]...
- Електронна будова елементів-металів За своїм електронною будовою метали діляться на s-, p-, d – і f-метали. S-метали розташовані в 1 і 2 групах Періодичної системи хімічних елементів, р-метали – в 13, 14, 15, 16 групах. Всі вони, за винятком германію, олова, свинцю, сурми, вісмуту і полонію, на зовнішньому енергетичному рівні мають 1-3 електрона. У групах s – і […]...
- Корозія металів Корозія металів (corrosio – роз’їдання) – фізико-хімічна реакція металів і сплавів з навколишнім середовищем, в результаті чого вони втрачають свої властивості. В основі корозії лежить реакція на межі розділу фаз між матеріалом і середовищем: 3Fe +2 О2 = Fe3O4. За умовами протікання корозія підрозділяється на: 1) контактну; 2) щілисту; 3) по ватерлінії; 4) у зонах […]...
- Загальна характеристика металів Всі хімічні елементи в Періодичної таблиці діляться на метали, неметали і напівметали. Метали займають більшу частину і розташовані зліва від ступінчастою лінії, неметали справа, а між ними розташовуються напівметали – B, Si, Ge, As, Sb, Te, At. На цьому уроці розглянемо метали, зокрема елементи IА – IIIА груп. Всі метали блискучі, крім ртуті тверді, але […]...
- Основні способи отримання металів Велика кількість металів знаходиться в природі у вигляді сполук. Самородними металами називаються ті, які зустрічаються у вільному стані (золото, платина, ртуть, олово). Золото добувають або відокремлюючи механічно від домішок, або витягуючи з породи за допомогою реагентів. Решта метали отримують за допомогою хімічної обробки їх сполук. Руди – гірські породи та мінерали, що мають у складі […]...
- Взаємодія металів з водою – коротко При звичайних умовах енергійно взаємодіють з водою лужні і лужноземельні метали, при цьому утворюються луг і водень (у повній відповідності з назвами підгруп). Швидкість хімічної реакції лужних металів з водою залежить від природи металу. Водень, який виділяється в реакції з літієм можна зібрати, накриваючи метал пробіркою, але ні з натрієм, ні з калієм подібний дослід […]...
- Корозія металів і способи захисту від неї – доповідь Корозія – це руйнування металів і сплавів, згодом впливу на них навколишнього середовища. Корозія – процес окислювально – відновний. За механізмом протікання розрізняють два типи корозії: Хімічна, Електрохімічна. Хімічна обумовлена взаємодією металів з газами або рідинами при високій t. Найсильніший газовий окислювач – це кисень. Розглянемо хімічну корозію заліза. При взаємодії кисню з поверхнею заліза […]...
- Повідомлення про способи лиття металів Лиття в землю. Даний метод є самим старовинним. У давнину метал виливали в форми, зроблені з глини і піску або в землю. Начебто нічого надприродного, але безпосередньо перед виливанням відбувається велика підготовча робота. Спочатку готується в цеху модель для відливання, дерев’яна або металева. Модель поміщається в землю або формувальну суміш. Після модель виймається і виходить […]...
- Отримання і застосування металів Більшість металів в природі існують лише у вигляді сполук з-за своєї високої активності. Тільки золото, срібло, платина і ртуть зустрічаються у вигляді самородків – шматків даного металу. Лужні і лужноземельні метали зазвичай присутні у вигляді солей (наприклад, NaCl). Часто метали в природі існують у вигляді оксидів або сульфідів (з’єднань з киснем або сірої). Сполуки металів […]...
- Хлориди металів Хлорид металів – це похідне від соляної кислоти і атомом металу. Ця кислота може реагувати тільки з елементами, що стоять до водню у ряді напруги металів. Всі галогени металів (хлориди) за винятком срібла і ртуті, добре розчиняються у воді. Реакцію з сріблом часто використовують як якісну, т. к. хлорид срібла випадає в осад і має […]...
- Повідомлення на тему “Корозія металів” Як відомо метали не зустрічаються в природі в чистому вигляді. Лише у вигляді руд або хімічних сполук. Корозія є розпадом металу на близькі до руди хімічних сполук. Захист від корозії є витратним підприємством. Жоден метал не захищений від корозії. Деякі піддаються її впливу швидше, інші повільніше. Найчастіше корозія починається з зовнішніх шарів, проникаючи все глибше. […]...
- Провідники Будови речовини і його різноманітні фізичні властивості ми будемо вивчати в подальшому. Тим не менше, вже зараз нам необхідні деякі початкові відомості з цієї області фізики. Всі різні речовини складаються з молекул і атомів, які в свою чергу, складаються з заряджених часток – позитивно заряджених ядер і рухаються навколо них негативно заряджених електронів. Тому всі […]...
- Кристалізація металів і сплавів Процес кристалізації. При переході металу з рідкого стану в тверде утворюються кристали. Такий процес називають кристалізацією. Криві охоложденія металів і неметалів Процес кристалізації металу можна розглядати по кривим охолодження, які зазвичай отримують дослідним шляхом. Наприклад, для чистого металу, що охолоджується дуже повільно, крива охолодження показує, що, якщо метал перебуває в рідкому стані, температура знижується майже […]...
- Хімічні властивості металів. Корозія Хімічні та фізичні властивості металів визначаються атомною структурою і особливостями металевого зв’язку. Всі метали відрізняються здатністю легко віддавати валентні електрони. У зв’язку з цим вони виявляють яскраво виражені відновні властивості. Ступінь відновної активності металів відображає електрохімічний ряд напруг (див. Додаток III, п. 6). Знаючи положення металу в цьому ряду, можна зробити висновок про порівняльну величиною […]...
- Загальні ознаки всіх металів Всі метали при кімнатній температурі являють твердими речовинами. Це справедливо для всіх елементів, крім ртуті, яка тверда до мінус 39 градусів Цельсія. У кімнатних умовах ртуть – це рідина. Більшість з елементів цієї групи мають досить високу температуру плавлення. Наприклад, Вольфрам плавиться при температурі 3410 градусів Цельсія. З цієї причини його використовують для виготовлення нитки […]...
- Електронна провідність металів Електронна провідність металів була вперше експериментально доведена німецьким фізиком Е. Рікке в 1901 році. Через три щільно притиснутих один до одного відполірованих циліндра – мідний, алюмінієвий і знову мідний – тривалий час (протягом року) пропускали електричний струм. Загальний заряд, що пройшов за цей час, дорівнював 3.5 – 106 Кл. Оскільки маси атомів міді й алюмінію […]...
- Механічні властивості металів Механічні властивості металів визначаються наступними характеристиками: межа пружності σТ, межа плинності σЕ, межа міцності відносне подовження σ, відносне звуження ψ і модуль пружності Е, ударна в’язкість, межа витривалості, зносостійкість. Твердість, обумовлена найпростішими неруйнівними методами, залежить в основному від вмісту вуглецю та умов термічної обробки сталі. Для грубої оцінки міцності можна користуватися таким співвідношенням: σВ = […]...
- Корозія металів – хімія “Іржа їсть залізо” – говорить російська народна приказка. Іржа, яка з’являється на поверхні сталевих і чавунних виробів, – це яскравий приклад корозії. Щорічно через корозію втрачається близько чверті всього виробленого в світі заліза. Однак не тільки втрата металів, але і псування виготовлених з них виробів обходиться дуже дорого. Витрати на ремонт або на заміну деталей […]...
- Кристали: іонні, металеві, молекулярні, атомні. Алотропія Ми вже говорили про те, що характер хімічного зв’язку часто знаходить відображення в агрегатному стані і фізичних властивостях речовини. Такі іонні сполуки, як хлорид натрію NaCl тверді і тугоплавкі тому, що між зарядами їх іонів ” +” і “-” існують потужні сили електростатичного притягання. Негативно заряджений іон хлору притягує не тільки “свій” іон Na +, […]...
- Металевий зв’язок. Фізичні властивості У періодичній системі більше 3/4 місць займають метали: вони знаходяться в I, II, III групах, в побічних підгрупах всіх груп. Крім того, металами є найбільш важкі елементи IV, V, VI і VII груп. Треба відзначити, однак, що багато метали мають амфотер-ними властивостями і іноді можуть поводитися як неметали. Особливістю будови атомів металів є невелика кількість […]...
- Отримання металів Метали зустрічаються в земній корі переважно у вигляді сполук, оскільки вони проявляють високу хімічну активність, в самородному стані можуть перебувати лише неактивні метали: мідь, золото, срібло, платинові метали, зустрічаються родовища ртуті, тому отримання металів з їхніх сполук є важливою економічним завданням. Метали отримують з руд шляхом металургійних процесів. Будь металургійний процес – це процес відновлення […]...
- Захист металів від корозії Захист металів і сплавів від корозії в агресивних середовищах грунтується на: 1) підвищення корозійної стійкості самого матеріалу; 2) зниженні агресивності середовища; 3) запобігання контакту матеріалу з середовищем за допомогою ізолюючого покриття; 4) регулювання електродного потенціалу захищається вироби в даному середовищі. Існують методи, використовувані для захисту від електрохімічної корозії: 1) використання хімічно стійких сплавів; 2) захист […]...
- Фізичні властивості лужних металів Літій, натрій, калій, рубідій у вільному стані сріблясто-білі метали, цезій має золотисто-жовтий колір. Всі метали дуже м’які і пластичні. Найбільшою твердістю володіє літій, решта металів легко ріжуться ножем і можуть бути розгорнуті в фольгу. У кристалічному стані всі вони мають об’емоцентрірованную кристалічну решітку з металевим типом хімічного зв’язку, що обумовлює їх високу тепло – і […]...
- Повідомлення на тему “Сплави металів” Людина революційний крок зробив, коли зрозумів, що суміш міді та олова набагато твердіше, ніж будь-який з цих металів в чистому вигляді. Вважається, що це сталося не менше восьми тисяч років тому. У сучасному світі використовуються десятки тисяч сплавів, і триває розробка нових. Використовують кілька критеріїв для класифікації сплавів. Перш за все, виділяють дві великі групи: […]...
- Електричний струм у металах Метали в твердому стані, як відомо, мають кристалічну будову. Частинки в кристалах розташовані в певному порядку і утворюють просторову (кристалічну) решітку. У вузлах кристалічної решітки металу розташовані позитивні іони, а в просторі між ними рухаються вільні електрони. Вільні електрони не пов’язані з ядрами своїх атомів. Негативний заряд всіх вільних електронів за абсолютним значенням дорівнює позитивному […]...
- Ливарні властивості металів і сплавів Вибір способу виготовлення виливки багато в чому залежить як від геометрії виливки, обсягу потреби у виливках даного типу, так і від наявних ливарних властивостей сплаву закладеного конструктором деталі. Ливарні властивості це сукупність фізико-хімічних властивостей металів, що характеризують їх поведінку в різних умовах виготовлення відливок. Найбільш найважливіші з них, вологотекучість, усадка і сегрегація. Вологотекучостю сплаву металу […]...
- Кристалічна структура кремнію Тепер ми готові докладніше вивчити внутрішній устрій напівпровідників. В якості прикладу розглянемо найпоширеніший в природі напівпровідник – кремній. Аналогічну будову має і другий за важливістю напівпровідник – германій. Зверніть увагу, що кожен атом кремнію скріплений з чотирма сусідніми атомами. Чому так виходить? Справа в тому, що кремній четирехвалентен – на зовнішній електронній оболонці атома кремнію […]...
- Властивості металів і сплавів Всі метали і сплави металів мають певні властивості. Властивості металів і сплавів поділяють на чотири групи: фізичні, хімічні, механічні та технологічні. Фізичні властивості. До фізичних властивостей металів і сплавів відносяться: щільність, температура плавлення, теплопровідність, теплове розширення, питома теплоємність, електропровідність і здатність намагнічуватися. Густина. Кількість речовини, що міститься в одиниці об’єму, називають щільністю. Щільність металу може […]...