Plaanid puhkusele minna? Võta endale majutus AirBnb kaudu ja saad 37€ kontoraha Tee konto Sulge
Facebook Like


Materjateaduse üldalused. (0)

1 Hindamata
Punktid
 
Säutsu twitteris
1. Polükristalsed, monokristalsed ja amorfsed materjali
1)Valdav osa tahkeid aineid on polükritalse ehitusega, nad koosnevad suurest hulgast väikestest korrapäratult orienteeritud kristallides . Tekib, kui kristallide kasv algab korraga paljudes kohtades. Üksikute terade pinnal muutub kritsallvõre orientatsioon . Kui kristallisatsioon algab vormi pinnalt, on orientatsioon veidi erinev.
2)Monokristall on tahke keha, kus aatomite korrapärane paiknemine jätkub kogu keha ulatuses, st on üksainus suur kristall . Looduslikud monokritallid on tavaliselt korrapärase hulktahuka kujulised.
Anisotroopia on nähtus, kus monokritall omadused eri suundades on erinevad. See on seotud osakeste erineva tihedusega erinevates suundades. Anisotroopia on seda suurem, mida ebasümmeetrilisem on kritall. Omadused on näiteks elastsusmoodul , peegeldustegur, elektrijuhtivus .
Polükritalne meterjal on isotroopne, omadused on keskmised. Võimalik on valmistada polükritalseid materjale, millest kritallid on orienteeritud kindlas suunas.
3)Amorfsetes materjalides puudub osakeste paiknemise kaugem korrapära, esineb ainult lähikorrapära. Sisuliselt on amorfsed ained allajahutatud vedelikud, nad ei ole jõudnud kritalliseeruda. Amorfseid materjale saab valmistada kiirel jahutamisel (klaas). Amorfsete materjalide hulgas eristatakse nn klaasitaolisi materjale. Neil on tahke olek ja vedela oleku vahel nn viskoelastne oleks (polümeerid)
2. Punkdefektid ja joonedefektid kristallides.
Punkdefektid- oma ja lisadefektid
1)Omadefektid-
1.1)Vakantsid e. Tühjad võresõlmed-Tekivad kritallide kasvamisel ja temperatuuridel , kus aatomid on küllalt liikuvad. Nad on nn tasakaalulised defektid . Tegelikult, kui temperatuur alaneb alla 0,6 T (sul) jääb defektide kontsentratsioon püsivaks, st defektid nagu „külmutatakse kinni“, nende kontsentratsioon ei saa enam väheneda, kuna aatomid muutuvad väheliikuvaks.
1.2)Võre sõmede vahelised aatomid.- Kui aatom läheb võtesõlmest vahlisse tühimikku, siis tekibki võrevaheline aatom . Kuna toimub võre deformatsioon , siis tekkeenergia on suurem, kui Ev ja võrevaheliste aatomite kontsentratsioon on tavaliselt väiksem.
1.3)Schottky ja Frenkeli defektid- Keemiliste ühendite kristallides(näit AB) esinevad omadefektid alati paarisdefektidena, seda nõuab kritalli stöhhiomeetria.( A ja B võresõlmed on võrnsed). A ja B vakantsid- Schottky defekt ; A ja võrevaheline A- Frenkeli defekt.
2)Lisanddefektid--Absoluutselt puhtaid materjale pole olemas. Tehniliselt puhtad materjalid sisaldavad kuni 1% lisandeid. Tihti viiakse materjali sisse lisandeid spetsiaalselt, st kasutatakse sulameid.
Lisandid võivad põhiaines moodustada: 1)tahke lahuse; 2) eraldi faasi; 3) keemilise ühendi
Punktdefektidena esineb lisand tahkes lahuses. Tahke lahus moodustab homogeense segu, kus lisandi aatomid on ühtlaselt jaotunud põhiaines. Tahkeid lahuseid: 1)asendustüüpi- lisandi aatomid asendavad põhiaineid aatomeid võresõlmes.; 2)sisendustüüpi- lisandi aatomid lähevad võresõlmede vahele.
Asendustüüpi tahke lahuse tekkimine on võimalik, kui –aatomite raadiused ei erine rohkem kui 15%; -ainete elektronegatiivsused on lähedased; -ainete kritallvõred on sarnased.
Joondefektid
Joondefektideks nim ka dislokatsioonideks, kuna nende lähedusse kogunevad lisandite aatomid. Dislokatsioonid on sellised jooned kristallvõres, mille ümber on osa aatomeid paigutunud ebaregulaarselt. Tekivad –kristallide kasvamisel, -plastilisel deformeerimisel; -vakantside kogunemisel; -tahkete lahuste tekkimisel.
On olemas kaht tüüpi dislokatsioone: 1)ääre dislok-lisapoolaatomkihi lõppemise äär.; 2) vintdisl- ülemine aatomtasapind on nihutatud alumise aatomtasapinna suhtes aatomite vahlise vahemaa võrra.
Dislokatsioonide uurimiseks kasutatakse optilist ja elektronmikroskoopiat. Enne optilise mikroskoobiga vaatamist tehakse dislokatsioonide väljumiskohad kristalli pinnal nähtavaks söövitamisega keemiliste reagentide abil. Kkuna dislokatsioonid omavad lisaenergiat, siis toimub seal kritalli lahustumine kiiremini ja tekivad söövitussüvendid. Süvendite kuju järgi saab määrata välispinna tasapinna tüüpi. Dislokatsioonid ei ole tasakaalulised defektid.
3. Difusiooni mehhanismid
Aatomid on kritallis pidevas vibratsioonliikumises. Energia fluktuatsioonide tõttu võib mõni aatom omandada energia, mis ületab keskmise energia sedavõrd, et aatom saab võres liikuda . Seda energiabarjääri, mida aatom liikumiseks peab ületama nim difusiooni aktiveerimise energiaks. Aatomid, mis omavad seda lisaenergia , on difusiooni mõttes aktiivsed.
Aatomi liikumiseks kritallvõres peab olema täidetud kaks tingimust:
1)kõrval peab olema tühi koht, kuhu minna; 2) aatom peab olema aktiivne.
Metallides toimub difusioon kahe mehhanismi järgi:
1) Vakantsmehhanism - aatom ja kõrvalolev vakants vahetavad kohad. Aatomi difusiooni korral selle mehhanismi alusel toimub vakantsi difusioon vastupidises suunas. Aktiveerimise energia on seda suurem, mida kõrgem on metallid sulamistemperatuur . Selle mehhanismi järgi võib toimuda ka lisandi difusioon, kui A on lisandi aatom. Vakantsimehhanism on omadifusioonis ja difusioon tahketes lahustes.
2)Võrevaheline mehhanism
Aatom liigub ühest võrevahelisest asendist teise. Selle mehhanismi alusel toimub peamiselt väikeste mõõtmetega aatomite difusioon asendustüüpi tahketes lahustes. Difusioon toimub kiiremini kui vakantsmehhanismi alusel, kuna võrevahelisi tühimikke on tunduvalt rohkem kui vakantse. Metallide omadifusioonis võrevaheline mehhanism on vähetähtis, küll aga on märgatav keraamilistes materjalides, mille kristallid ei oma suurimad pakketihedust.
4. Statsionaarne difusioon.
Üldiselt sõltub difusiooniprotsess ajast. Statsionaarne difusioon on ajas püsiv difusiooniprotsess. Difusioonivoog J- ainehulk , mis difundeerub ajaühikus läbi ühikulise pinna. J=m/S*t Kui J ei muutu ajas, ongi tegemist statsionaarse difusiooniga. Toimub mingi gaasi difusiooni läbi vaheseina pindalaga S, kusjuures gaasi rõhku mõlemal pool vaheseina hoitakse konstantsena. Konsentratsiooni sõltuvus koordinaadist x nim kontsentratsiooni profiiliks. Selle sõltuvuse kalle mingi punktis dC/dx on kontsentratsiooni gradient . Statsionaarse difusiooni korral on kontsentratsiooni profiil lineaarne ja gradient konstantne .
Statsionaarse difusiooni korral on difusioonivoog võrdeline kontsentratsiooni gradiendiga.
5.Difusiooni kiiruse sõltuvus temperatuuist.
Difusiooni kiirus sõltub: 1) difusiooni mehhanismist, 2)difundeeruvate osakeste mõõtmetest, 3)kritallstruktuurist; 4)temperatuurist.
Difusiooni kiiruse sõltuvus temperatuurist väljendub D temperatuurisõltuvuse kaudu:
D= D0*exp(-Ed/RT) ; kus Ed- difusiooni aktiveerimise energia
Logaritmivõrrand: lnD= lnD0- Ed/RT
Sirge tõusu tg a(alfa) järgi saab leida aktiveerimisenergia : tga= lnD/1/T=Ed/R
Lisandite difusiooni kasutatakse: -metallide pinna töötlemiseks; -poolmaterjalide legeerimiseks
6.Meterjalide tugevus. Mehaaniline pinge ja deformatsioon. Elastiline ja plastiline deformatsioon.
Tugevus: Materjalide mehaanilised omadused väljendavad materjali käitumist mingi mehaanilise jõu toimel. Tähtsamad mehaanilised omadused on tugevus, kõvadus, voolavus ja jäikus. Materjali tugevuse iseloomustamiseks uuritakse materjali deformatsiooni sõltuvana mehaanilisest pingest . Jõu rakendamiseks on seejuures 4 võimalus: tõmbe-, surve- , nihke ja väändejõud.
Metalli tõmbetugevuse määramiseks kinnitatakse katsekeha kahest otsast ja hakatakse tõmbama. Tavaliselt kasvab tõmbejõud ühtlase kiirusega. Katsekeha külge kinnitatakse tensomeeter, mis mõõdab keha lineaarmõõtmete muutumist. Saadakse katsekeha pikenemise  sõltuvus rakendatud jõust. Kuna selle sõltuvuse kuju oleneb katsekeha ristlõike pindalast, siis sõltuvus nomineeritakse. Saadakse sõltuvus koordinaatides pinge- deformatsioon.
Metalli survetugevuse määramisel loetakse jõudu negatiivseks, kuna ka deformatsioon on negatiivne. Nihkedeformatsiooni määramisel leitakse nihkepinge, kus jõud on rakendatud vastassuunaliselt kahele paralleelseke pinnale suurusega A0(null).
Elastne ja plastiline deformatsioon.
Metallide deformatsiooni aste sõltub rakendatud pingest. Mitte väga suurte pingete korral on suurem osa metallide deformatsioon võrdeline pingega. Sellist deformatisooni kus (sümbol) on võrdeline (sümbol), nim elastseks deformatsiooniks. Elastne deformatsioon on pöörduv. Pinge kõrvaldamisel taastuvad endised mõõtmed. Mõnede metallide korral on ka elastses piirkonnas sõltuvus veidi mittelineaarne. Sellisel juhul iseloomustatakse materjali kah elastsusmooduliga E1 ja E2. Elastsusmoodul sõltub temperatuurist- temp tõusul E väheneb.
Elastsusmoodul on seotud osakestevaheliste sidemete tugevusega materjalis . Mida tugevam on side, seda suurem on E. Keraamilistel materjalidel on võrrelde metallidega suurem E, polümeeridel aga väiksem.
Suuremal osal metallidel esineb elastne deformatsioon kuni väärtuseni 0,005. Vastavat pinget nim elastsupiiriks. Kui deformeerida meterjali üle selle piiri, siis tekib plastiline deformatsioon ning selle käigus katkevad osakestevahelised sidemed, toimub aatomite libisemine üksteise suhtes ja seejärel uute sidemete tekkimine. Pinge eemaldamisel säilib nn jääkdeformatsioon. Jääkdeformatsioonile 0,002 vastavat pinget nim voolamistugevuseks. Pärast voolamise tekkimist kasvab pinge kuni maksimumpunktini, millele vastavat pinget nim tõmbetugevuseks. Tekib „ kael “ ja pinge väheneb kuni katkemiseni.
Venitavus on materjali suhteline pikenimine enne katkemist: venitatavus ja rabedus sõltuvad temp.
7. Libisemispinnad. Metallide tugevdamise meetodid.
Plastiline deformatsioon toimub just dislokatsioonide liikumise kaudu. Sellist plastilist deformatsiooni nim libisemiks. Pinda, mida mööda dislokatsioon liigub nim libisekmispinnaks. Dislokatsioonid ei liigu kõigil kritallograafilistel pindadel ühesuguse kergusega. Igga kritallstruktuuri korral on eelistatud pinnad, mis ongi libisemispindadeks. Neil on omakorda suunad, mida nim libisemissuundadeks. Libisemispinnad ja-suunad on need, kus osakeste paiknemise tihedus on suurim, kus osakesed puutuvad üksteisega vahetult kokku. Sellisel juhul osakeste liikumine jõu toimel lükkab naaberosakeste võresõlmest välja.
Metallide tugevadamise meetodid- metalli plastiline deformatsioon on seotud väga suure hulga dislokatsioonide samaaegse liikumisega. Seega mida kergemini dislokatsioonid metallis liiguvad, seda kergemini metall plastiliselt deformeerub . Kõik metallide tugevdamise meetodid põhinevad tegelikult dislokatsioonide liikumise takistamises.
80% sisust ei kuvatud. Kogu dokumendi sisu näed kui laed faili alla
Vasakule Paremale
Materjateaduse üldalused #1 Materjateaduse üldalused #2 Materjateaduse üldalused #3 Materjateaduse üldalused #4 Materjateaduse üldalused #5 Materjateaduse üldalused #6 Materjateaduse üldalused #7 Materjateaduse üldalused #8 Materjateaduse üldalused #9 Materjateaduse üldalused #10 Materjateaduse üldalused #11 Materjateaduse üldalused #12 Materjateaduse üldalused #13
Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
Leheküljed ~ 13 lehte Lehekülgede arv dokumendis
Aeg2010-12-02 Kuupäev, millal dokument üles laeti
Allalaadimisi 63 laadimist Kokku alla laetud
Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
Autor chikaboom Õppematerjali autor

Lisainfo

Mõisted


Kommentaarid (0)

Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri


Sarnased materjalid

37
docx
Materjaliteadus
22
rtf
Materjaliteaduse üldalused 2012 kevad
24
docx
Materjaliteaduse üldalused eksamiküsimused
11
docx
Materjaliteaduse üldaluste eksam
32
docx
Materjaliteaduse üldaluste eksamiküsimused vastustega 2013
32
docx
Materjaliteaduse üldalused Eksami kordamisküsimused
31
docx
Materjalide keemia eksamiküsimuste vastused 2015
86
pdf
Materjalid





Faili allalaadimiseks, pead sisse logima

Kasutajanimi / Email
Parool

Unustasid parooli?

UUTELE LIITUJATELE KONTO MOBIILIGA AKTIVEERIMISEL +50 PUNKTI !
Pole kasutajat?

Tee tasuta konto

Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun