химический каталог




Аморфные металлы

Автор К.Судзуки, X.Фудзимори, К.Хасимото

остояния возможно, как видно из рис. 2.1, при переходе из трех исходных состояний: газообразного, жидкого и кристаллического. Механизмы и условия аморфизации во всех этих случаях разные. К тому же имеется довольно сложная зависимость от способа получения аморфного состояния. Нужно сказать, что полного понимания механизмов и условий образования аморфных структур в настоящее время еще не достигнуто. Поэтому пока трудно надежно прогнозировать химические составы сплавов, поддающихся аморфизации. В настоящем разделе будут описаны некоторые условия аморфизации при различных методах закалки из жидкого состояния, более или менее надежно установленные к настоящему времени.

2.2.1. Проблемы аморфизации жидкости

Наиболее распространенный способ получения аморфных веществ сводится к «замораживанию» структуры жидкости. Например, такое хорошо известное аморфное вещество, каким является стекло (главный структурный элемент SiOj), получается при охлаждении расплава на воздухе. Точно также издавна получали и другие стекла, не только силикатные. Аморфное же состояние металлов и сплавов до недавнего времени реализовать не удавалось. Это связано с особенностями жидкого состояния металлов.

При охлаждении в течение достаточно продолжительного промежутка времени, так что становится возможным термодинамически равновесное состояние жидкости, расплав кристаллизуется при температуре затвердевания' Тт (рис. 2.12). Однако при большой скорости охлаждения жидкость не кристаллизуется даже при переохлаждении ниже Тт. Жидкость в таком состоянии называется пере-' охлажденной. Далее, если скорость охлаждения поддерживается достаточно большой, то жидкость не превращается в кристалл, структура жидкости сохраняется до довольно низких температур, но в конце концов жидкость все же затвердевает. В этом случае

Рис. 2.12. Схема процессов охлаждения жидкости: / — жидкость (стабильное состояние) ; 2 — переохлажденная жидкость (метастабильиое состояние); 3 — стекло (аморфное состояние); 4 — криеталл .

текучесть вещества Ф (величина, обратная кинематической вязкости т|) непрерывно уменьшается с понижением температуры и затвердевание происходит при ф= 10-12 (т| = 1012 Па-с). Такое состояние соответствует так называемому стеклообразному, или аморфному, состоянию, которое является структурно метастабиль-ным и термодинамически неравновесным. Переохлажденная жидкость затвердевает при температуре, называемой температурой стеклования Tg. Изменение состояния вещества сопровождается изменением физических свойств. На рис. 2.12 схематично показано изменение удельного объема. Вследствие теплового движения атомов жидкость имеет довольно большой объем, который при снижении температуры уменьшается. Объем переохлажденной жидкости непрерывно уменьшается до температуры Tg, а объем затвердевшей жидкости (аморфного вещества) несколько больше, чем объем кристалла.

В принципе все вещества можно перевести в аморфное состояние путем переохлаждения жидкости, но во многих случаях это сделать весьма трудно. Из схемы на рис. 2.12 понятно, что если температурный интервал между Тт и Tg невелик, то такое вещество легко аморфизируется. Кроме того, если вязкость переохлажденной жидкости сильно зависит от температуры, то с понижением последней вязкость может резко возрасти. В этом случае также легко получить аморфное состояние. Те же металлы, вязкость расплава которых невелика и мал ее температурный коэффициент, аморфизируются с трудом1. На рис. 2.13 показана схема температурных изменений вязкости т) и текучести Ф. Здесь т— приведенная температура, позволяющая сравнивать поведение различных веществ, т=/г7У/г„, k — постоянная Больцмана, Т — абсолютная температура, h„ — молекулярная теплота испарения. Из рисунка видно, что для легко аморфизирующихся полимеров и жидкого силиката характерна сильная зависимость вязкости от температуры. Напротив, в случае металлов эта зависимость чрезвычайно слабая.

Такое различие в температурных зависимостях вязкости прямо с связано с диффузионной подвижностью атомов или молекул данного вещества. Вязкость г) и коэффициент диффузии D связаны между собой соотношением

т) = ЗлаО/А7\ (2.5)

где а — диаметр диффундирующих атомов.

1 Последнее условие имеет более существенное значение (оно обязательное), чем первое. Прим. ред.

47

Следовательно, вязкость обратно пропорциональна абсолютной температуре и прямо пропорциональна коэффициенту диффузии Л Коэффициент диффузии, выражающий подвижность атомов, разумеется, различен для разных веществ. В частности, если связь между атомами слабая, например у металлов, то коэффициент диффузии D велик, и наоборот, у тех веществ, для которых характерна сильная связь между атомами, коэффициент D мал. В веществах с ковалентной связью при понижении температуры в жидком состоянии межатомные взаимодействия становятся очень сильными. Поскольку в жидких металлах атомы могут сравнительно свободно перемещаться, то межатомные взаимодействия с понижением температуры остаются слабыми. В веществах с ковалентной связь

страница 23
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129

Скачать книгу "Аморфные металлы" (4.28Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
капить большой букет из ромашек
Рекомендуем компанию Ренесанс - готовая лестница на второй этаж купить - цена ниже, качество выше!
стул kf 1 купить
Предложение от KNSneva.ru игровой ноутбук за 30000 рублей купить - г. Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11, тел. (812) 490-61-55.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)