Аморфное состояние металлов
При сверхвысоких скоростях охлаждения из жидкого состояния диффузионные процессы настолько замедляются, что подавляется образование зародышей и рост кристаллов. В этом случае при затвердевании образуется аморфная структура. Материалы с такой структурой получили название аморфные сплавы или металлические стекла.
Аморфное состояние обеспечивает металлическим материалам свойства, значительно отличающиеся от свойств соответствующих материалов с кристаллической структурой. Так, получены в аморфном состоянии так называемые магнитомягкие материалы, которые очень легко перемагничиваются, а также магнитотвердые материалы, которые трудно размагнитить. При этом магнитные свойства материала малочувствительны к механическим воздействиям на него. Удельное электрическое сопротивление аморфных металлических материалов в 2 — 3 раза выше, чем у аналогичных сплавов с кристаллической структурой. Аморфные металлические материалы удачно сочетают высокие прочность, твердость и износостойкость с хорошей пластичностью и коррозионной стойкостью. Большое практическое значение имеет также и возможность получения аморфных металлов в виде ленты, проволоки диаметром несколько микрометров непосредственно при литье, минуя такие дорогостоящие операции, как ковка, прокатка, волочение, промежуточные отжиги, зачистки, травление.
Полиморфизм
Ряду веществ свойственны не одна, а две и более структур, устойчивых при различных температурах и давлениях. Такие структуры называются полиморфными модификациями, или полиморфными формами. Полиморфные модификации принято обозначать греческими буквами. Модифика-цию, устойчивую при низких температурах, обозначают буквой α, а при более высоких – β. На рис. 2.6 приведен характерный вид зависимости свободной энергии двух фаз от температуры.
Полиморфизм – весьма распространенное явление. Железо, титан, кобальт, олово, углерод, сегнетоэлектрики, кварц и многие другие материалы могут существовать в различных полиморфных модификациях. Например, на рис. 2.7 приведена термическая кривая охлаждения железа. Горизонтальные участки на ней соответствуют фазовому переходу из
одной кристаллической модификации в другую.
Полиморфные модификации отличаются между собой не только структурой, но и свойствами. Например, α-олово, устойчивое ниже 13° С, является хрупким полупроводником, а β-олово — весьма вязкий металл.
При полиморфизме особо резкие изменения свойств наблюдаются при изменении не только структуры, но и типа химической связи.
Полиморфизм играет в материаловедении и технологии важную практическую роль. Переводя материал из одной полиморфной модификации в другую, можно управлять его свойствами.
Дата добавления: 2016-11-04; просмотров: 2410;