aliaje metalice și compozite

aliaje metalice și compozite

aliaje metalice. aliaje metalice - o substanță cu proprietăți metalice și constând din două sau mai multe elemente, dintre care cel puțin unul este un metal. Acestea sunt obținute prin răcirea amestecului topit, depunerea de vapori în comun, electrodepun soluții și se topește, saturație prin difuzie. Proprietățile aliajelor este semnificativ diferită de proprietățile metalelor. De exemplu, rezistența aliajului de cupru și zinc decalaj (alama) este de trei ori mai mare decât cea a cuprului și de șase ori în comparație cu zincul. Fier solubil ușor, și un aliaj care conține crom și nichel (oțel inoxidabil) - rezistent la acid sulfuric diluat. Distinge aliaje monofazice (soluții solide), amestec mecanică și chimică a compusului (compuși intermetalici).

Soluțiile solide - este faza de compoziție variabilă, în care diferiți atomi formează o rețea cristalină comună. Aproape toate metalele formează o soluție solidă cu alte metale și nemetale. Cu toate acestea, în cele mai multe cazuri, solubilitatea celorlalte elemente din metale este mică și, uneori, neglijabilă. Există mai multe sisteme cu solubilitate reciprocă deplină (soluții solide continue). Exemple de astfel de aliaje de soluții solide sunt argint moat - aur, nichel - cobalt, cupru - nichel, molibden - tungsten. Fig. Nichel - 6.5 Diagrama de topire soluție solidă din cupru a fost redus.

Atomii sau elemente de dizolvare ocupă situri cu zăbrele (soluții de substituție) sau spațiu între noduri (soluții interstițiale). soluții de substituire a forma componente electronice cu structuri și dimensiuni ale atomilor similari. Când dizolvat în metale nemetale apar, de obicei soluții interstițiale. Pentru soluții solide, caracterizate printr-o schimbare treptată a proprietăților cu schimbarea compoziției lor. Rezistența și duritatea soluțiilor solide sunt de obicei mai mari, iar conductivitatea electrică și conductivitatea termică mai mică decât cea a fiecăreia dintre componentele individual.

Multe metale sunt solubile reciproc într-o stare topită, în timp ce răcirea amestecului pentru a forma cristale, cu un alt rețea cristalină. Punctul de topire al unui astfel de amestec sub temperatura de topire a componentelor individuale. Compoziția având punctul de topire minim este numit eutectic. Aliajul eutectic este compus din cristale foarte fine ale componentelor individuale. Un amestec eutectic de metale tipic forma, similară în natură, dar semnificativ diferit în zăbrele, de exemplu, plumb, staniu, antimoniu, cadmiu și bismut, staniu și zinc. Fig. 11.7 prezintă graficul aliajelor de cadmiu de topire de bismut și staniu-plumb. aliaje eutectice sunt caracterizate de dimensiuni mici și uniformitatea cristalelor și au o duritate ridicată și rezistență mecanică. Prin urmare, aliaje din plumb și staniu, antimoniu și folosite ca fonturi tipografice și grile de baterii. Datorită aliajelor de topire scăzut de plumb și staniu sunt, de asemenea, utilizate pentru lipire și a lagărelor.

limitând solubilitatea componentelor observate pentru aliajele cele mai multe eutectice. De exemplu, solubilitatea staniu în plumb, staniu și plumb sunt fracțiuni, respectiv atomic de 9,5 și 2,5% (Fig. 11.7,6).

Dacă o interacțiune puternică între metale formate compuși chimici numite intermetalicelor. Diagrama de topire a acestor sisteme are un maxim (Fig. 11.8). Compușii chimici pot fi permanente (daltonides, Figura 11.8-ului). Sau o compoziție variabilă (berthollides;. Fig 11.8, b). Împreună cu intermellidami apar în sistemul de eutectică (E1 și E2, Fig. 11.8). Mai mult, este posibilă o solubilitate reciprocă a componentelor (aibris fază. 11.8). Mai mult diagrama fuzibilitate complexă.

Compușii chimici apar frecvent între metale diferite în electronegativitatea și proprietățile chimice, cum ar fi între magneziu și cupru (MgCu2), nichel (MgNi2), antimoniu (Mg3Sb2), dintre aluminiu și nichel (NixAly), lantan (LaAl4), calciu și zinc ( CaZn10), lantan și nichel (LaNi5) și multe altele.

În mod tipic, compozițiile compușilor intermetalici nu corespund valența formală a metalului. Structuri intermetalici cristaline în general, spre deosebire de componentele individuale ale structurii. Proprietățile compușilor chimici diferă semnificativ de proprietățile metalelor de pornire. Ele sunt caracterizate prin valori mai mici de conductivitate termică și conductivitate electrică decât componentele care constituie ea. Unii sunt chiar semiconductori intermetalici.

Intermetalicelor sunt caracterizate de friabilitate, dar devine din plastic la temperaturi apropiate de punctul de topire. Multe dintre ele au o rezistență chimică ridicată.

Jacques, aliaje metalice există ca soluții solide, amestecuri mecanice, compuși intermetalici și combinații ale acestora.

Materiale compozite. Metaloceramicele. Materiale compozite (materiale compozite) preparate combinații volumetrice de vedere chimic diverse componente menținând interfață între acestea. Compozite proprietăți diferă semnificativ de cele ale componentelor lor constitutive.

Materialele compozite constau dintr-o bază (matrice) și aditivi (pulberi, fibre, chips-uri, etc.). Ca baze sunt metalele folosite, polimeri, ceramică și alte materiale. Dacă metalele sunt baza, aditivii sunt whiskers metalici, fibre anorganice și pulberi (alumine, dioxid de siliciu, aluminosilicați, și altele.). Compozite cu matrice care este ceramică și aditivi - metale, numite materiale ceramice sau metalice metaloceramicele. Ca alumine matrice cermet folosite în mod obișnuit, crom, magneziu, zirconiu, carburi de wolfram, cobalt, zirconiu și crom boruri. Aditivii pot fi metale, respectiv, care afinitate pentru oxigen, carbon, bor mai puțin decât afinitatea pentru aceste elemente metalice ale substratului. Cele mai frecvente sunt combinația de alumină cu molibden, wolfram, tantal, nichel, cobalt, crom, oxid de wolfram, oxid de magneziu, nichel, molibden, dioxid de zirconiu, carbură de titan și crom cu nichel și cobalt.

Compozite preparate prin diverse metode de metalurgia pulberilor, impregnare metal topit, chimice și metale electrochimice depozitare pe un substrat. Metoda metalurgia pulberilor cuprinde etapele de amestecare a componentelor, formarea lor prin comprimare sau prin laminare și sinterizare. În metoda de impregnare a metalului topit umple porii din matricea ceramică sau grila din alt metal.

Compozitele sunt caracterizate prin rezistență ridicată, duritate, rezistență la uzură. De exemplu, limita rezistenței la tracțiune a compozit constând din pulbere de fier și o cristale mustăți de alumină sunt de trei ori mai mare decât cea a fierului non-armat. De cinci ori crește rezistența la oboseală a cuprului la tungsten de fibre de ranforsare. Compozite sunt utilizate pe scară largă ca materiale structurale, materiale de lentile de contact, rulmenți, moare și scule. Multe dintre acestea au rezistență la căldură, deci sunt materiale refractare acoperă termocuple evaporizatoare tije metalice elemente combustibile de siguranță în industria nucleară și altele.

Tratat Chimic matrice ceramică rezistentă protejează metalul de aditiv la coroziune și expunerea la medii corozive, și multe sunt metaloceramicele rezistente la apa de mare, soluții saline, alcaline și chiar de acid.

Astfel, compozit metalic este o combinație eterogenă de metale și aliaje cu alte metale și faze ceramice. Compozite proprietăți diferă semnificativ de cele ale componentelor lor constitutive.

Întrebări și sarcini de auto-control

În cazul în care, cu atât mai mare diferența dintre proprietățile din metal sau aliaj: a)
soluție solidă; b) compusul intermetalic?

Scădere sau crește punctul de topire al substanței în curs
aliaj Vania: a) eutectică; b) compusul intermetalic?

Se calculează fracția molară de cadmiu (%) în eutectice bismut-cadmiu (vezi.
Fig. 11.7 a).

11.19. oxizi pot: a) Fe2Oj; b) A12O3 fi elementele de bază de matrici materiale metalo-ceramice
armare crom aditiv, dacă energia standard, Gibbs a formării oxidului

DS /. 298 (kJ / mol) - 1576 (A12O3); - 1058 (Cr2O3) și - 740 (Fe2O3)?

11.20. hee Ksrmst constând din oxid de aluminiu și nichel, pot fi fabricate
recuperare iCal de nichel din sărurile A12Oz matricei. Scrie reacție
Recuperarea de carbonat acid de nichel, la temperatură ridicată.