Металлы поликристаллическая структура

Закономерности типичного процесса ЭХП металлов можно проследить на классическом примере полирования меди в фосфорной кислоте. На рис. 12.1. приведена анодная поляризационная кривая, характеризующая этот пример. На участке АБ поляризационной кривой ( активное растворение металла) в результате проявления энергетических неоднородностей различных граней поликристаллического металла происходит травление поверхности анода, поверхность после обработки шероховатая. Прн анодном растворении металлов и сплавов в активном состоянии проявляется неоднородность структуры, фазового состава, различие в скорости растворения компонентов сплава. [c.76]

Расположение кристаллов в металле, их форму и размеры изучают при помощи микроскопического анализа шлифов (металлографический метод). Металлы имеют поликристаллическую структуру мелкие кристаллы их, обычно неправильной формы, называют зернами нли кристаллитами. Последние могут отличаться различной пространственной ориентацией кристаллических решеток. [c.259]

Для контроля структуры материалов в большинстве случаев используют влияние структуры и фазового состава на затухание илн скорость распространения ультразвуковых колебаний в металлах и сплавах. Предпосылкой возможности ультразвукового структурного анализа металлов явились теоретические и экспериментальные исследования процессов поглощения и рассеяния ультразвука в поликристаллических материалах, проведенные отечественными и зарубежными учеными [68, 70, 81, 148 и др. . Установленные закономерности влияния структуры и химического состава на затухание ультразвуковых колебаний в металлах и сплавах позволили разработать методики производственного контроля и создать специальную аппаратуру. Опыт показывает, что для изучения особенностей структуры металла по затуханию УЗК не всегда необходимо определять коэффициент затухания по известной методике, рассмотренной в начале настоящей главы. Например, для оценки общей неоднородности структуры сварного шва достаточно проследить характер изменения амплитуды сигнала по длине шва на некоторой заданной частоте ультразвуковых колебаний без вычисления коэффициента затухания (рис. 40). [c.67]

Измерения, проведенные с монокристаллами различных металлов (меди, висмута, хрома, кадмия, никеля, олова и свинца), показали, что водородное перенапряжение в значительной степени зависит от символа грани монокристалла, на которой катодно выделяется водород. Поэтому величины водородного перенапряжения, найденные для твердых катодов с поликристаллической структурой, представляют собой некоторые усредненные значения. Они могут [c.398]

Хотя уже говорилось о том, что поверхность катализатора служит местом протекания каталитической реакции, из этого не следует, что именно так обстоит дело во всех случаях. Большинство кристаллических тел имеет поликристаллическую структуру, и на поверхности между микрокристаллами есть множество активных центров для протекания каталитической реакции. Аморфные вещества, такие, как окиси и гидроокиси многих металлов, могут иметь поры, молекулярные трещины и неправильные поверхности, доступность которых для химической реакции сильно зависит от природы реагирующих веществ и от условий эксперимента. Газообразные вещества (Нз, Н2О, СО, СО2, N0 и многие другие) могут сильно сорбироваться на таких твердых телах , как стекло, кварц и металлы. Количество газа, которое монгет быть десорбировано откачиванием стеклянной или [c.532]

Важное значение имеет то, что даже идеально очищенная и обезжиренная поверхность твердых катодов не является вполне однородной не только вследствие того, что сам металл всегда содержит ряд примесей, но и из-за своей поликристаллической структуры. Поэтому на различных энергетически неравноценных участках поверхности твердого катода разряд водородных ионов может одновременно протекать по различным механизмам. Устранение этой трудности может быть достигнуто либо применением жидких катодов (ртуть, амальгамные электроды), или же посредством изготовления катодов из монокристаллов, с рабочей поверхностью, представляющей грань определенной ориентации. [c.186]

Данные, приведенные в табл. 47, относятся к обычным условиям электролиза, когда металл выделяется на поликристаллической основе и дает отложения, также имеющие поликристаллическую структуру. Поверхность таких осадков образована гранями с различными кристаллографическими индексами. В зависимости от режима электроосаждения на поверхности осадка могут преобладать те или иные грани. Поэтому важно выяснить, зависит ли металлическое перенапряжение от того, на какой грани выделяется металл. Опыты с монокристаллами ряда металлов, ориентированными по отношению к раствору различными гранями, подтвердили существование подобной зависимости. Так, например, из табл. 48 (по [c.421]

Ползучесть металла труб и образование отдулин. При высокой температуре стенок труб снижается механическая прочность металла из упругого состояния он переходит в упруго-пластическое и легко деформируется под нагрузкой. Такое состояние, называемое ползучестью, вызывается сложными механическими изменениями в поликристаллической структуре металла, которые возникают в процессе его деформации. [c.128]

Магнитострикционные явления, как и пьезоэлектрические, должны в общем случае описываться тензорными соотношениями, учитывающими анизотропию магнитных и упругих свойств. Однако применяемые в технике металлы имеют поликристаллическую структуру, что позволяет рассматривать их как изотропные тела. Это сводит тензорные соотношения к скалярным. [c.73]

Поликристаллическая структура металлов. При температуре затвердевания расплавленного металла кристаллизация начинается одновременно во многих точках или центрах кристаллизации. Начиная с этих центров, кристаллы растут во всех направлениях, пока их поверхности не будут соприкасаться [c.582]

Для обнаружения кристаллитов хорошо отполированную поверхность металла обрабатывают жидким реагентом, например кислотой. Различно направленные кристаллиты поверхности растворяются с неодинаковыми скоростями и появляются в виде мозаики, хорошо видимой под микроскопом в отраженном свете (рис. 168). Таким образом определяют форму, ориентацию и (в случае сплавов) природу кристаллитов, составляющих металл, т. е. так называемую поликристаллическую структуру или макроструктуру металла (в отличие от собственно кристаллической решетки металла, определяемой рентгеноструктурным методом). [c.582]

В практических условиях процесс электроосаждения поли-кристаллических осадков довольно сложный. После формирования сплошного слоя осадка дальнейший его рост можно рассматривать как осаждение на подложке из того же металла. Принято различать четыре типа поликристаллических осадков крупнокристаллические осадки, ориентированные по отношению к основе и воспроизводящие ее структуру [c.241]

В металлургии металлам придают надлежащие свойства, с одной стороны, изменяя состав сплава (ибо только в редких случаях используются чистые металлы) и, с другой стороны, подвергая металл различным видам механической и термической обработки, например ковке, прессованию, прокатке, волочению, закалке и отпуску. В результате этих операций в контролируемых условиях изменяется поликристаллическая структура металла и образуются кристаллиты наиболее подходящей величины и ориентации. На рис. 169 показаны структурные изменения в стали при механической обработке (например, при прокатке). Первоначально большие кристаллиты сначала принимают форму пластинок или нитей определенной ориентации. Обработанная таким образом сталь имеет волокнистую макроструктуру, высокую прочность при растяжении, но небольшую ковкость. При термической обработке, состоящей в нагревании при определенной температуре, волокнистая структура переходит в мелкозернистую. Одновременно с этим уменьшается прочность рри растяжении, но улучшается ковкость. Если увеличить время термообработки, [c.583]

Обычно твердые вещества получаются в виде поликристаллических тел. Последние представляют собой сростки мельчайших кристаллов — зерен размером (в металлах) от 0,1 до 10 мкм. Кристаллическая структура зерен менее совершенна, чем блоков монокристалла. Помимо того, что внутри и на поверхности зерен имеются примесные атомы, зерна во всех направлениях иссечены дислокациями. В большинстве поликристаллических тел зерна расположены беспорядочно, так что между их граничными поверх- [c.43]

Физическая металлургия, или металловедение, занимается установлением связи между физическими (например, механическими, магнитными и др.), а иногда и химическими свойствами металлов с их поликристаллической структурой, или структурой решетки. Для этого в основном используют рентгеноструктурный и термический анализы, атакже металлографический метод — изучение протравленной поверхности металла с помощью микроскопа. [c.584]

В заключительной главе 7 анализируются дальнейшие перспективы применения способа Степанова в промышленности. Показано, что несомненно этот способ, который уже с успехом применяется не только у нас в стране, но и за рубежом для изготовления профилированных монокристаллов из целого ряда труднообрабатываемых, дефицитных и дорогостоящих материалов, будет в дальнейшем использован и для многих других материалов, в том числе для получения изделий поликристаллической структуры из труднообрабатываемых металлов и сплавов. Наряду с перечислением таких перспективных материалов в главе 7 рассмотрена также и целесообразность применения способа Степанова для промышленного производства профилей из дешевых и сравнительно легкообрабатываемых недефицитных металлов и сплавов. А. В. Степанов считал, что предложенный им способ в принципе может конкурировать с принятыми в металлургической промышленности технологическими приемами массового производства изделий путем прокатки листов, прутков и труб. Аргументы [c.5]

Способ Степанова в настоящее время стал основным направлением в решении проблемы получения профилированных монокристаллов. Он находит широкое применение в СССР и за рубежом при выращивании профилированных кристаллов германия и сапфира для полупроводниковой техники, оптики, светотехники и при получении кремния для создания солнечных элементов. Показаны перспективность способа для выращивания профилированных монокристаллов многих других материалов и возможность расширения сфер применения их. Однако для этого следует расширить поиск новых материалов для формообразователей, не взаимодействующих с расплавом. Необходимы работы по внедрению способа в производство изделий из металлов и сплавов поликристаллической структуры. Организация производства изделий способом Степанова в случае легких металлов и сплавов наиболее рациональна при получении тонкостенных профилей, профилей сложных, замкнутых форм, которые трудно или невозможно получить деформационными и традиционными литейными приемами. Целесообразно применение способа также для получения изделий из тугоплавких, труднообрабатываемых металлов и сплавов, а также из композиционных материалов. [c.256]

Все изложенные соображения относятся лишь к грани кристалла определенного символа. При катодном выделении металлов, как правило, образуются поликристаллические осадки, т. е. осадки, состоящие из большого числа связанных между собой мелких кристаллов (или зерен) с гранями различных символов, что осложняет картину процесса. Одно из этих осложнений связано с тем, что грани различных символов растут с неодинаковой скоростью, и характер осадка изменяется в процессе электролиза. Для характеристики катодных осадков наряду с кристаллографической структурой используются поэтому и такие понятия, как структура роста, текстура и характер осадка. [c.343]

В качестве примера кристаллизационных структур дисперсных систем, возникающих как новые фазы в результате переохлаждения и пересыщения расплавов, можно назвать металлы и сплавы. В твердом состоянии все металлы и сплавы имеют кристаллическое строение. Переход из жидкого расплава в твердое состояние при охлаждении начинается с возникновения зародышей атомы металла ориентируются определенным образом в пространстве, образуя кристаллическую решетку зародыша. В сплавах компоненты могут сокристаллизоваться, а химические соединения между ними образуют свою кристаллическую решетку. В качестве центров кристаллизации могут выступать не только возникающие зародыши из самого металла, но и мельчайшие шлаковые и неметаллические включения. Рост числа и размеров кристалликов приводит к их срастанию и образованию поликристаллической структуры. Так как процесс кристаллизации развивается одвовременно из многих [c.386]

Наконец, говоря о структуре, не следует забывать о взаимном относительном расположении кристаллов. Определенная ориентация кристаллов в поликристаллическом осадке называется текстурой [5]. В упрощенной форме разницу между текстурированным и не-текстурированным металлом можно представить с помощью рис. 48. [c.130]

Влияние структуры и материала катодной основы. В образовании поликристаллического осадка больщое значение играет акт начального выделения металла на покрываемой поверхности. В зависимости от природы основного и осаждаемого металла, а также от состояния поверхности покрываемого металла электрокристаллизация может происходить как на чужеродной поверхности с образованием трехмерных зародышей однако при определенных условиях металл покрытия может воспроизводить структуру основы. На рис. 52 это явление показано на примере меди, осажденной из сернокислого электролита на медную основу такая же картина наблюдается при осаждении никеля на никель. [c.135]

В качестве других подходов к теории квазихрупкого разрушения поликристаллических металлов необходимо указать на работы, решающие задачи о предельном равновесии хрупких трещин [20—22], в которых исследованы конечность напряжений в вершине трещины, структура вершинной части трещины и др. Теоретическая модель Г. И. Баренблатта [22] основана на условии конечности напряжений и построена на таких гипотезах, как малость области, на которой действуют межчастичные силы сцепления, по сравнению с размерами трещины, а также независимость формы трещины в вершинной области от действующих нагрузок. Условие распространения трещины формулируется исходя из гипотезы плавности смыкания ее берегов и решения Снеддона, при этом вводится модуль сцепления К- Построенная Г. И. Баренблаттом модель сводится к критериям распространения трещин на основе анализа интенсивности напряжений. [c.26]

Образование свежей поверхности металла. В большинстве практических случаев исследователь имеет дело с поликристаллическими образцами металлов, содержащих большое количество примесей. Свен е-образованная поверхность таких образцов, даже если она сформирована в условиях высокого вакуума (<10 Па) или в результате быстрого излома, имеет нерегулярную структуру — несет большое число чужеродных атомов и дефектов. Возможность получения чистой поверхности металлов с регулярной структурой, свободной от примесных атомов появилась в 60—70-х годах в связи с развитием сверхвысоковакуумной техники и разработкой технологии получения совершенных монокристаллов.. Применение ДМЭ и Оже-спектроскопии ныне дает возможность детально исследовать химический состав и кристаллографическую структуру различных граней монокристаллов металлов. [c.34]

При Я с й ультразвук поглощается в каждом зерне, как в одном большом кристалле, и затухание определяется в основном поглощением. В гетерогенных поликристаллических материалах, например в чугуне или стали, затухание практически определяется рассеянием ультразвука на границах зерен и структурных составляющих. Влияние структуры металла на затухание ультразвуковых колебаний используют для исследования структурных факторов поликристаллических металлов. [c.10]

Удельное электросопротивление металлов р существенным образом зависит от концентрации дефектов кристаллического строения. Хорошо известно, что на величину р влияют точечные дефекты и дислокации. Однако влияние границ зерен на величину электросопротивления поликристаллических материалов исследовано весьма слабо. Подобные результаты могут быть получены исследованием зависимостей величины электросопротивления р от среднего размера зерен ё. В обычных поликристаллах с размером зерен в десятки и сотни микрометров эффект, связанный с границами зерен, мало существен в связи с невысокой протяженностью границ зерен в структуре. С другой, стороны, в случае наноструктурных металлов размер зерен становится соизмеримым с величиной свободного пробега электронов проводимости. В связи с этим проблема электросопротивления наноструктурных металлов приобретает большой интерес как с физической, так и с практической точек зрения. [c.162]

Рассмотрено влияние различных структурных факторов на удельную адсорбционную и электрохимическую активность единицы поверхности платиновых катализаторов. Характер адсорбции водорода на поликристаллической платине и на грани (111) аналогичен, в то время как на грани (100) растет концентрация крепкосвязанного водорода. На примере реакций катодного выделения водорода, анодного выделения кислорода и анодного окисления метанола показано, что дефекты кристаллической решетки практически не влияют на адсорбционные и каталитические свойства поверхности платины при отнесении активности к единице работающей поверхности. Сделан вывод о том, что свойства электрода определяются в большей степени химической природой металла, чем структурой поверхности. [c.461]

Состав и структура пленок на одном и том же металле, создаваемых присадками ЦИАТИМ-339 и ПМС39.40, не идентичны. Различаются также пленки, образуемые присадкой ПМС39.40 на стальных и медных пластинках. Так, на стали создается пленка поликристаллической структуры, в которой мелкие кристаллы расположены хаотично. В пленке на медной пластинке наблюдается преимущественная ориентация мелких кристаллов относительно подложки, на которой образовалась пленка. [c.667]

Поэтому нам кажется, что происхождение точечной коррозии может быть объяснено с помощью электрохимического процесса, который в месте образования разрывов металла вызывает преимущественную коррозию электропроводного включения. Вслед за этим образуется гальваническая батарея, благоприятствующая дальнейшему развитию коррозии. Здесь образуются монокристаллы (как допускает Пурбэ), которые встречаются и в поликристаллической структуре. Отметим, что нам пришлось наблюдать это и у хромистых мартенситовых сталей с большим количеством включений. [c.237]

Кристаллы металлов обычно имеют небольшие размеры. Поэтому любое металлическое изделие состоит из большого чис.па кристаллов. Такая структура называется поликристаллической. При кристаллизации металла из расплавленного состояния растуш,ие кристаллы мешают друг другу принять правильную форму. Поэтому кристаллы поликристаллического тела имеют неправильную форму и в отличие от правильно ограненных кристаллов называются кристаллитами или зернами. Зерна различаются между сюбой пространственной ориентацией их кристаллических решеток (рис. 11.2). [c.320]

Данные, приведенные в табл. 49, относятся к обычным условиям электролиза, когда металл выделяется на поликристаллической основе и дает отложения, также имеющие поликристаллическую структуру. Поверхность таких осадков образована гранями с различными кристаллографическими индексами. В зависимости от режима электроосаждения на поверхности осадка могут преобладать те или иные грани. Поэтому важно выяснить, зависит ли металлическое перенапряжение от того, на какой грани выделяется металл. Опыты с монокристаллами ряда металлов, ориентированными по отношению к раствору различными гранями, подтвердили существование подобной зависимости. Так, например, из табл. 50 (по Пионтелли) следует, что у металлов с низким перенапряжением переход от одной грани к другой вызывает значительное относительное изменение его величины. Так, переход от грани (П1) к грани (110) при выделении свинца уменьшает перенапряжение на нем с 4,4 до 3,0 мв, т. е. почти в полтора раза. Такое же изменение наблюдается и для олова, если сравнивать перенапряжение на гранях с индексами (001) и (100). В случае, меди относительное влияние природы грани проявляется слабее, и максимальная разница в величине перенапряжения не превышает 40%, хотя абсолютное изменение перенапряжения при переходе от одной грани к другой здесь значительно больше, чем в предыдущем случае. При выделении никеля максимальная разность в перенапряжении была отмечена для граней (111) и (100), где она достигает 80 мв. Природа грани здесь не играет такой существенной роли, поскольку относительное изменение перенапряжения составляет всего лишь 3—4%. Из табл. 50 следует также, что величина металлического [c.421]

Недавние исследования структуры аморфных пленок, полученных нз разбавленных растворов аморфных полимеров [71], методом темноио.чьнои электронной микроскопии установили наличие в них зернистой структуры с участками параллельной упаковки макромолекул. Анализ литературных данных о структуре полимеров в аморфном состоянии [72—75] показывает, что зернистая структура характерна для многих полимерных материалов различной химической природы, и в этом отношении аморфные термопласты сходны с поликристаллической структурой металлов [76, 77]. [c.97]

Дисперсные структуры с фазовыми контактами образуются, в самых разнообразных физико-химических условиях, в том числе при спекании и при прессовании порошков. Дисперсные структуры с фазовыми контактами, возникающие в процессе выделения (конденсации) новой фазы из метастабильных растворов или расплавов, принято называть конденсационными. Если при этом частицы, образующие структуру, имеют ярко выраженный кристаллический характер, то такие структуры называют конденсационно-кристаллизационными, или просто кристаллизационными (противопоставляя их конденсационным структурам из аморфных новообразований). Возникновение кристаллизационных структур лежит в основе получения поликристаллических металлов при литье и образования многих горных пород. В работах Е. Е. Сегаловой, В. Б. Ратинова, А. Ф. Полака и их сотр., раскрыта роль конденсационно-кристаллизационного структурообразования в процессе возникновения искусственного камня при твердении цементов и бетонов. Структуры такого типа образуются и при слеживании сыпучих, особенно сильно гигроскопичных материалов, т. е. при перекристаллизации, сопровождающейся разрастанием контактов между частицами, в условиях переменной влажности. Это осложняет многие [c.320]

Аналогичные закономерности обнаружены также при электролитическом осаждении разнородных металлов в случаях эпитаксии Fe и Сг на плоскостях (111), (МО) и (001) монокристалла меди [155]. При малых плотностях тока ка первой стадии кристаллизации наблюдались закономерные нарастания, при которых во всех случаях параллельны ряды атомов типа [111] Fe или Сг и РОО] Си. При увеличении толщины слоя появлялись двойниковые кристаллиты. Для толстых осадков характерна как широкая область ориентаций, так и поликристаллическая структура. Особенностью этого случая по сравнению с ростом однородного кристалла являлось наличие эффекта вращательного скольжения ( 155]. Этот эффект заключается в отклонении от строгих ориентаций путем поворота решетки около оси [llOJ Fe в осадках на грани (ПО) Си и около оси [111] Fe на грани (100) Си. [c.45]

У всех обычных материалов с поликристаллической структурой существует еще более грубая по сравнению с точечной и одномерной, так называемая двухмерная неупорядоченность. В отличие от монокристалла, структура которого имеет единую ориентацию, поликристаллические материалы напоминают кусок сахара, составленный из множества по-разному ориентированных кристаллов. Размер кристаллов колеблется от нескольких микрометров или даже их долей у металлов до многих миллиметррв у некоторых камней. Пограничный слой между отдельными группами кристаллов называется границей участка. Если ориентировка наблюдаемых кристаллов отличается на небольшой угол, то говорят о малоугольной границе участка. При большом угле между участками в зоне возмущения может находиться много очень слабо ориентированных или даже аморфных атомов. В таких слоях накапливаются также различные инородные атомы, которые, впрочем, легко выделяются в процессе кристаллизации. [c.66]

Наличие дислокаций и плоских дефектов в реальных кристаллах сильно сказывается на механических свойствах твердых тел. Однако это отнюдь не означает, что монокристаллы вещества по прочности всегда будут превосходить его поликристаллические конгломераты. Все будет зависеть от степени взаимодействия дислокаций и плоских дефектов с другими дефектами твердого тела. Так, монокристаллы чистого железа очень пластичны, в то время как стали, имеющие блоч-. ную структуру, проявляют прочность в сотни раз большую за счет взаимодействия дислокаций с примесными дефектами. Междоузель-ные примесные дефекты, как правило, затрудняют движение дислокаций, осложняя механическую обработку металлов. В связи с этим при механической обработке высокопрочных металлов, таких, как титан, молибден, бериллий, вольфрам, обычно проводят их тщательную очистку от примесей азота и кислорода. [c.91]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология