Видеокурс по SIMATIC STEP 7


Поведение кристаллов при высоких температурах

Поведение кристаллов при высоких температурах в большой степени определяется внутренними силами взаимодействия между узлами кристаллической решетки.
На величину этих сил влияет величина зарядов, составляющих узлы решетки и расстояние между ними.

По существу процесс плавления есть процесс преодоления сил притяжения частиц повышением их кинетической энергии.

Поэтому прочность кристаллической решетки может измеряться величиной ее энергии.
Энергия кристаллической решетки связана, таким образом, с прочностью кристалла и его твердостью. Поэтому не случайно большинству твердых материалов свойственна высокая температура плавления. Для корунда (Al2O3) она составляет 2050°С, для карборунда (SiС) – более 3000°С.

Природа сил, связывающих частицы в кристаллической решетке, может быть различной. Существуют четыре основных вида связей в кристаллических решетках.

В силикатах наиболее распространена ионная связь, при которой вследствие стремления к устойчивой внешней электронной оболочке внешние валентные электроны одного атома переходят к другому. Атомы превращаются в заряженные ионы, между которыми возникают электростатические силы притяжения. Ионная связь обусловливает высокую температуру плавления и сравнительно малую летучесть таких соединений, как МgO, Аl2O3, SiO2 и другие.

Для наиболее тугоплавких, твердых и малолетучих соединений (алмаз, SiС и др.) характерна ковалентная связь между частицами, обеспечивающая наиболее прочное их соединение в решетке. При ковалентной связи внешние электроны имея общие орбиты, движутся вокруг обоих атомов. Такая система характеризуется наименьшим запасом потенциальной энергии, что и предопределяет ее высокую прочность.

Эти два вида связи являются чисто химическими, поскольку в образовании их участвуют только электроны внешней орбиты атомов.

При этом характерно свойство насыщаемости связей каждой частицы, количество которых определяется валентностями атомов.

Для некоторых соединений, входящих в огнеупоры и шлаки, характерна молекулярная связь, обусловленная силами электростатического взаимодействия Ван-дер-Ваальса, возникающими между крупными взаимно поляризованными молекулами. Силы, возникающие при молекулярной связи, в 100–1000 раз слабее, чем в химических связях. Молекулярные связи не насыщаются.

Для металлов и неметаллов – проводников электрического тока – характерна металлическая связь. При ней кристаллическая решетка состоят из положительных ионов, между которыми перемещаются электроны, находящиеся в мгновенной, динамической связи с катионами.

Рассмотренные четыре вида связей в кристаллической решетке практически никогда не встречаются в чистом виде. Их можно наблюдать лишь в различных комбинациях друг с другом.

Проверка результатов исследований на соответствие

По результатам анализа способов сварки легированных сталей и проведенных исследований разработана технология сварки многослойных соединений из стали...

Влияние фронта газовой защиты на свойства соединений из стали 30ХГСА

Для определения влияния газового фронта защитной среды зоны сварки на эксплуатационные свойства сварных соединений провели экспериментальные...

Шамотные огнеупоры

Из известных огнеупоров шамотные являются самыми распространенными огнеупорами, применяемыми во всех областях промышленной теплотехники...