Minule vazebné síly v látkách

Transkript

1 MTP-2-kovy

2 Minule vazebné síly v látkách

3 Kuličkový model polykrystalu kovu 1. Vakance 2. Když se povede divakance, je vidět, oč je pohyblivější než jednovakance 3. Nejzávažnější je ovšem prezentování zrn polykrystalického materiálu rozpoznatelných jako oblasti s různou orientací nejhustěji zaplněných rovin 4. Snížení hustoty zaplnění na hranicích mezi zrny 5. Někdy jsou vidět stacking faults - vrstevné chyby 6. Po vytvoření zárodku krystalu lze pozorovat volné atomy jak kondenzují na povrch na hustě obsazené roviny, tj. roviny o nízkých Millerových indexech 7. Třesením rámečkem vnášíme do soustavy energii podobnou tepelné energii v reálných soustavách a můžeme pozorovat, jak se původní "metastabilní stav" daný rychlým zkondenzováním proměňuje ve stav s minimem vnitřní energie, což se projevuje například spojováním malých zrn ve velká, tedy dějem podobným žíhání 8. Chaotické uspořádání kovového skla vznikajícího rychlým zchlazením z kapalné fáze - zde (i pomalým) přesypáním kuliček na druhou stranu rámečku

4 Kuličkový model polykrystalu kovu 1. Vakance 2. Když se povede divakance, je vidět, oč je pohyblivější než jednovakance 3. Nejzávažnější je ovšem prezentování zrn polykrystalického materiálu rozpoznatelných jako oblasti s různou orientací nejhustěji zaplněných rovin 4. Snížení hustoty zaplnění na hranicích mezi zrny 5. Někdy jsou vidět stacking faults - vrstevné chyby 6. Po vytvoření zárodku krystalu lze pozorovat volné atomy jak kondenzují na povrch na hustě obsazené roviny, tj. roviny o nízkých Millerových indexech 7. Třesením rámečkem vnášíme do soustavy energii podobnou tepelné energii v reálných soustavách a můžeme pozorovat, jak se původní "metastabilní stav" daný rychlým zkondenzováním proměňuje ve stav s minimem vnitřní energie, což se projevuje například spojováním malých zrn ve velká, tedy dějem podobným žíhání 8. Chaotické uspořádání kovového skla vznikajícího rychlým zchlazením z kapalné fáze - zde (i pomalým) přesypáním kuliček na druhou stranu rámečku

5 Zpracování kovů

6

7 Mechanické vlastnosti tahová zkouška

8 Mechanické vlastnosti Základní vlastnosti E, Rm, A Pevnost (Rm [MPa]) 1 E [GPa] Modul pružnosti =tuhost materiálu Deformační zpevnění Tažnost (A [%])

9 Materiály jako hierarchická struktura Přístup vědy Přístup praxe Vazby Struktura Poruchy Vlastnosti

10 Zdroje pevnosti kovů Tuhost (poddajnost) je dána atomovými vazbami a nelze ji výrazně ovlivnit Atomové vazby se s ohledem na stabilitu krystalové mřížky mohou změnit jen o jednotky procent ve srovnání s rovnovážnou vzdáleností to zakládá přirozenou teoretickou hranici pevnosti. Jenže skutečná pevnost je 100x nebo i 1000x nižší než teoretická jak to vysvětlit?!! Pevnost (maximální napětí, které je schopen materiál bez porušení snést) Křehké porušení vznik a šíření trhliny z oslabeného místa Tvárné porušení nastává po předchozí tvárné deformaci, která přetvořila těleso Klíčem jsou defekty (poruchy) pravidelné stavby materiálu

11 Zdroje pevnosti kovů Složení Tuhý roztok Vícefázová struktura Pohyblivost mřížkových poruch (dislokací) Hustota dislokací, jejich protínání Přítomnost bodových poruch (vakancí a intersticiálů) Hranice zrn Velikost zrn v polykrystalu Tepelné zpracování Kalení + popouštění Žíhání Kovová skla

12 Krystalická struktura kovů

13 Tuhý roztok Substituční Au - Ag Intersticiální Fe - C

14 Bodové poruchy vakance, intersticiály, cizorodé atomy

15 Čarové poruchy - dislokace šroubová hranová

16 Pohyb dislokací

17 Plošné poruchy hranice zrn

18 Precipitační zpevnění stárnutí slitin

19 Tepelné zpracování ocelí

20 Mikrostruktura oceli

21 Mikrostruktura ocelí pokr.

22 Oceli - shrnutí

23 Konkurence mezi materiály

24 Zpracování kovů

25 Tradiční kovy a slitiny Slitiny hliníku Dural (Junkers) - Zeppelin bronz mosaz olovo Měď - antibakteriální

26 3d tisk laserové spékání (sintrování)

27 Kovová skla

28 Kovové pěny

29 Ti -pěna

30 Duté kuličky a voštiny

31 Kovové sendvičové desky

32 Ni-superslitiny

33 Microlattice