Ю.П.ПАХОМОВ.Практическая работа 20. Сплавы.9 класс

Практическая работа 20.
Сплавы

Цели. Рассмотреть образцы коллекции сплавов, повторить и закрепить понятия о сплавообразовании, обсудить причины огромного значения сплавов в современной технике.
Сплавы – системы, состоящие из двух или нескольких металлов или металлов и неметаллов, обладающие характерными для металлического состояния свойствами.
Сплавы являются основой технического могущества страны, т. к. по некоторым свойствам значительно превосходят чистые металлы – обладают большей прочностью, коррозионной стойкостью и твердостью, лучшими литейными свойствами, магнетизмом, электросопротивлением, сверхпроводимостью и т. д. Основа сплавообразования – металлическая связь и способность металлов перестраивать свои кристаллические решетки. Распределение электронов и изменение их энергии – факторы, определяющие кристаллическое строение и все свойства металлов и сплавов.

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Если атомы двух металлов не взаимодействуют, то они распределяются статистически равномерно и напоминают раствор двух жидкостей, инертных к химическому взаимодействию (а).
Если атомы разных металлов притягиваются сильнее однородных, то образуется упорядоченный твердый раствор (б), возникает сверхструктура. При значительном электронно-химическом различии компонентов сплавов (радиус атома, электроотрицательность, тип кристаллической решетки и др.) могут возникнуть интерметаллические соединения. (Отметим, что с С, S, О, Cl металлы образуют чисто химические соединения.)
При более слабом притягивании разнородных компонентов сплава по сравнению с однородными образуются равновесные структуры-смеси (в). В каком-то зерне такого сплава больше одного компонента, а в каком-то – другого. Части сплава отличаются составом, структурой, свойствами, это – гетерогенные сплавы.
Разница в размерах атомов до 8% роли не играет, но более 12% делает образование сплава невозможным. Сплавы могут быть растворами замещения (близкие радиусы атомов) или внедрения (когда радиус внедряющегося атома мал и соответствует размеру пор).

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Если между узлами кристаллической решетки поры малы, то образуется более сложная кристаллическая структура. Например, при образовании цементита (Fe₃С) объемно-центрированная решетка железа превращается в объемно-центрированную тетрагональную.

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]