Menu

Металлическая связь.

Металлы являются проводниками электричества, а это означает, что электроны в них должны находиться в свободном состоянии, чтобы иметь возможность протекать через кристаллическую структуру под действием даже небольшой разности потенциалов. Кроме того, чистый металл сложен атомами одного вида и, следовательно, одинакового размера. По этой причине они пространственно будут располагаться в одинаковых сферах в той или иной из трех возможных упаковок (см. разд. 1.8.1). Металлы обладают ковкостью и пластичностью, которые не свойственны гетеро-атомным соединениям. Частично это может объясняться наличием большого числа плоскостей, параллельных слоям атомов одинакового размера и пересекающих плотноупакованную структуру. Скользящие движения по таким плоскостям осуществляются легко. Ковкость и пластичность также предполагают низкую жесткость и связь фиксированной направленности.

Считается, что металлическая связь включает в себя передачу каждым атомом электронов внешней оболочки общей массе электронов, наполняющих всю структуру. Подобным же образом на основе теории молекулярных орбиталей (см. разд. 1.7) может быть получено представление о металлической связи как о наборе орбита-лей, охватывающем комбинации валентных орбиталей отдельных атомов. Возникающие орбитали кристалла образуют типовые наборы связей с дискретной энергией.

Внедрение чужеродных ионов другого размера нарушает закономерное расположение частиц плотноупакованной структуры и, следовательно, разрушает плоскости легкого скольжения. Такие «загрязнения» приводят также к заметному возрастанию твердости, прочности, а иногда и хрупкости металлов, что наблюдается у хорошо известных сплавов. В сплавах вообще происходит беспорядочное обобществление электронов. Если нет необходимости в балансе электронных зарядов у непосредственного окружения атома, то это означает, что уже не требуется сохранения фиксированных соотношений между атомами различного рода, и процесс сплавления может протекать при широко меняющихся пропорциях компонентов. В некоторых случаях, когда доля чужеродных атомов достигает определенного значения, могут возникать интерметаллические соединения, в структуре которых различные виды атомов занимают закономерно расположенные позиции. Когда закономерность таким образом восстанавливается, соединение может стать столь же мягким, как и чистый металл; это наблюдается в сплавах Cu и Au с упорядоченной и неупорядоченной структурой (рис. 1.11).

Рис. 1.11 Кривая изменения твердости сплавов меди и золота, а также зависимость между твердостью и упорядоченностью в пространственном расположении атомов (данные взяты из N. Kurnakow, S. Zemczuzny and M. Zasedatelev, J. Inst. Met. 15: 325, 1916).

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:4892 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:8081 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:4928 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Общие вопросы структурной вулканологии

Тектоническое районирование вулканических областей Изучение вулканизма как индикатора тектоники позволяет анализировать развитие отдельных структур, в которых вулканические процессы ускоряют и усложняют тектонические движения. При такой сопряженности движений создаются вулкано-тектонические структуры. Тектоническое районирование...

19-08-2010 Просмотров:5019 Структурная вулканология

Особенности картирования метаморфических…

При геологическом картировании метаморфических образований всегда встают вопросы: 1) Какие особенности – дометаморфические или метаморфогенные – должны получить отражение на карте? 2) Каковы наиболее рациональные способы их отображения? Наиболее общими являются...

14-10-2010 Просмотров:7237 Геологическое картирование, структурная геология

Образование или происхождение разрывов

Разрывы образуются при осевом сжатии, направленном горизонтально или наклонно к земной поверхности. Вначале происходит образование продольных изгибов и складчатости общего смятия, затем их наклона, формирования разрывов и смещений по ним...

01-10-2010 Просмотров:18048 Геологическое картирование, структурная геология