Struktura a vlastnosti kovů I.

Podobné dokumenty
Kovy a jejich vlastnosti. Kovy dělíme na: a) nepřechodné (s- a p-prvky) b) přechodné (d- a f- prvky)

Fyzika IV. -ezv -e(z-zv) kov: valenční elektrony vodivostní elektrony. Elektronová struktura pevných látek model volných elektronů

Kapitola 3. Magnetické vlastnosti látky. 3.1 Diamagnetismus

LOGO. Struktura a vlastnosti pevných látek

Plastická deformace a pevnost

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

Kapitola 3.6 Charakterizace keramiky a skla POVRCHOVÉ VLASTNOSTI. Jaroslav Krucký, PMB 22

KONSTITUČNÍ VZTAHY. 1. Tahová zkouška

Kovy - model volných elektronů

Vlastnosti technických materiálů

Poruchy krystalové struktury

Minule vazebné síly v látkách

12. Struktura a vlastnosti pevných látek

3.3 Fyzikální vlastnosti

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.3 Pevnost krystalických materiálů

Magnetické vlastnosti látek (magnetik) jsou důsledkem orbitálního a rotačního pohybu elektronů. Obíhající elektrony představují elementární proudové

TEORIE TVÁŘENÍ. Lisování

E g IZOLANT POLOVODIČ KOV. Zakázaný pás energií

ROZDĚLENÍ, VLASTNOSTI A POUŽITÍ MATERIÁLŮ

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

18MTY 1. Ing. Jaroslav Valach, Ph.D.

Vibrace atomů v mřížce, tepelná kapacita pevných látek

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.9 Plasticita a creep

4. Stanovení teplotního součinitele odporu kovů

Nauka o materiálu. Přednáška č.3 Pevnost krystalických materiálů

Nauka o materiálu. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská OKRUHY. ke státním zkouškám DOKTORSKÉ STUDIUM

Nauka o materiálu. Přednáška č.2 Poruchy krystalické mřížky

Nelineární problémy a MKP

2. VNITŘNÍ STAVBA MATERIÁLŮ

1 ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI TECHNICKÝCH MATERIÁLŮ Vlastnosti kovů a jejich slitin jsou dány především jejich chemickým složením a strukturou.

Skupenské stavy látek. Mezimolekulární síly

2 MECHANICKÉ VLASTNOSTI SKLA

Tváření. produktivní metody výroby polotovarů a hotových výrobků, které se dají dobře mechanizovat i automatizovat (velká výkonnost, minimální odpad)

Elektrické vlastnosti pevných látek. Dielektrika

Elektromagnetismus. - elektrizace třením (elektron = jantar) - Magnetismus magnetovec přitahuje železo zřejmě první záznamy o používání kompasu

Příloha-výpočet motoru

Elektronová struktura

Opakování: shrnutí základních poznatků o struktuře atomu

Fyzikální vlastnosti materiálů FX001

NAUKA O MATERIÁLU I. Přednáška č. 03: Vlastnosti materiálu II (vlastnosti mechanické a technologické, odolnost proti opotřebení)

Co by mohl (budoucí) lékař vědět o materiálech tkáňových výztuží či náhrad. 20. března 2012

18. Stacionární magnetické pole

2. Molekulová stavba pevných látek

POLOTOVARY VYRÁBĚNÉ TVÁŘENÍM ZA TEPLA

Polymorfismus kovů Při změně podmínek (zejména teploty), nebo např.mechanickým působením změna krystalické struktury.

elektrony v pevné látce verze 1. prosince 2016

České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská. Příloha formuláře C OKRUHY

3. Vlastnosti skla za normální teploty (mechanické, tepelné, optické, chemické, elektrické).

Porušení hornin. J. Pruška MH 7. přednáška 1

Mechanické vlastnosti technických materiálů a jejich měření. Metody charakterizace nanomateriálů 1

DIELEKTRIKA A IZOLANTY

Tepelná vodivost pevných látek

EXPERIMENTÁLNÍ MECHANIKA 2

4.5.7 Magnetické vlastnosti látek

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO

Tenzorový popis fyzikálních vlastností

LETECKÉ MATERIÁLY. Úvod do předmětu

Magnetické materiály a jejich vlastnosti. Prof.Mgr.Jiří Erhart, Ph.D. Katedra fyziky FP TUL

Fyzika IV. Shrnutí z Kittela: Úvod do fyziky pevných látek.

Fyzikální vlastnosti materiálů FX001

Stavební hmoty. Přednáška 3

Mechanika kontinua. Mechanika elastických těles Mechanika kapalin

Elektrická vodivost - testové otázky:

3.2 Základy pevnosti materiálu. Ing. Pavel Bělov

Fyzikální vlastnosti materiálů FX001

Magnetická anizotropie hornin. (stručný přehled a využití v geologii)

STRUKTURA A VLASTNOSTI PEVNÝCH LÁTEK

Téma 2 Napětí a přetvoření

Kontraktantní/dilatantní

Kryogenní materiály. Experimentální metody fyziky kondenzovaných soustav II NFPL146 NFPL 095 ZS 2010/11

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

Fyzika pevných látek. doc. RNDr. Jan Voves, CSc. Fyzika pevných látek Virtual Labs OES 1 / 4

Požadavky na technické materiály

TENSOR NAPĚTÍ A DEFORMACE. Obrázek 1: Volba souřadnicového systému

Mol. fyz. a termodynamika

Vzájemné silové působení

Vazby v pevných látkách

2. Elektrotechnické materiály

nano.tul.cz Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL

Kapitola vstupních parametrů

Vybrané okruhy znalostí z předmětů stavební mechanika, pružnost a pevnost důležité i pro studium předmětů KP3C a KP5A - navrhování nosných konstrukcí

Zkoušky rázem. Vliv deformační rychlosti

STRUKTURA A VLASTNOSTI PEVNÝCH LÁTEK

STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 3. ročník

ρ 490 [lb/ft^3] σ D 133 [ksi] τ D 95 [ksi] Výpočet pružin Informace o projektu ? 1.0 Kapitola vstupních parametrů

Tepelně aktivovaná deformace

Mechanické vlastnosti a charakteristiky materiálů I

Objemové ultrajemnozrnné materiály a jejich příprava. Doc. RNDr. Miloš Janeček CSc. Katedra fyziky materiálů

Vazby v pevných látkách

Houževnatost. i. Základní pojmy (tranzitní lomové chování ocelí, teplotní závislost pevnostních vlastností, fraktografie) ii.

Transportní vlastnosti polovodičů

Pružnost a pevnost. 6. přednáška 7. a 14. listopadu 2017

Pružnost a pevnost. zimní semestr 2013/14

7. Elektrický proud v polovodičích

Fyzikální vlastnosti materiálů FX001

Základní zákony a terminologie v elektrotechnice

Měření šířky zakázaného pásu polovodičů

Maturitní témata fyzika

Transkript:

Struktura a vlastnosti kovů I. Vlastnosti fyzikální (teplota tání, měrný objem, moduly pružnosti) Vlastnosti elektrické (vodivost,polovodivost, supravodivost) Vlastnosti magnetické (feromagnetika, antiferomagnetika) Vlastnosti mechanické (pružnost, pevnost)

Vlastnosti fyzikální Teplota tání Měrný objem Modul pružnosti v tahu Modul pružnosti ve smyku Délková roztažnost a objemová stlačitelnost

Vlastnosti elektrické Vodivost kovů Experimentální fakta: - Nad Debyeovou teplotou roste odpor kovů lineárně s teplotou - Za nízkých teplot, ale T>20K, je odpor mnoha kovů úměrný T 5 - U většiny kovů odpor klesá, zvyšuje-li se tlak - Odpor kapalin je vyšší než odpor pevných látek - Matthiessenovo pravidlo: měrný odpor ρ = ρ o + ρ(t), kde ρ o roste s rostoucím množstvím příměsi a ρ(t) záleží jen na teplotě - Vizmutová anomalie: při tání a s telurem při legování - Odpor slitin vykazuje výrazná minima odpovídající uspořádaným fázím - Wiedemannův-Franzův zákon: nad Debyeovou teplotou je poměr tepelné a elektrické vodivosti u všech kovů přibližně konstantní a úměrný absolutní teplotě - U některých kovů se objevuje supravodivost při teplotách blízko absolutní nuly

Modely vodivosti Modely vodivosti Drude-Lorenz(1900,1905):Volné elektrony - interakce s mřížkou atomů - ustálený stav toku elektronů (klasická statistika) Sommerfeld (1928): (Fermi-Diracova statistika) Při vedení elektřiny se uplatňují jen elektrony s energií blízkou Fermiho energii velká střední volná dráha elektronů Bloch (1930): Pásová teorie příčina odporu=odchylky od periodičnosti potenciálového pole : 1. kmity mřížky, 2. mřížkové poruchy, 3. příměsi, 4. hranice zrn Fermiho energie a změna obsazení stavů s teplotou Fonony, vakance a intersticiály, dislokace, vrstevné chyby a hranice zrn Kvalitativní rozbor vlastností měrného odporu

Polovodiče Polovodiče Elektrony a díry, jejich pohyblivost Energie Fermiho, valenční a vodivostní pás Model izolátoru a vlastního polovodiče Model příměsového polovodiče

Supravodiče Nízkoteplotní (T<23 K) kovy,slitiny, intermetalika Vysokoteplotní (T>77 K) směsné oxidy

Vlastnosti magnetické Feromagnetismus Feromagnetické jsou čisté prvky: Fe, Co, Ni, Gd, Dy, slitiny, oxidy Kritická (Curieova feromagnetická, Neélova antiferomagnetická) teplota Weiss (1907): - Makroskopický vzorek obsahuje určitý počet domén, spontánně zmagnetovaných, jejichž magnetické momenty se vektorově sčítají a výsledek je spontánní magnetizace vzorku - Spontánní magnetizace v doméně je způsobena molekulárním polem, které orientuje atomové dipóly souhlasně Weissovo molekulární pole a experiment Heisenberg (1928): výměnná interakce mezi elektrony vysoká hodnota pole (výměnný integrál) Hranice domén Blochovy stěny Bitterovy obrazce

Vlastnosti magnetické Antiferomagnetismus Záporná hodnota výměnného integrálu antiparalelní orientace sousedních spinů Susceptibilita polykrystalického antiferomagnetika v závislosti na teplotě maximum Neélova teplota Model dvou podmřížek Příklady: Cr, MnO, MnF 2

Vlastnosti magnetické Ferimagnetismus Magnetit: Fe 2+ Fe 2 3+ O 4 struktura spinelu MgAl 2 O 4 Odpor feritů pro ss-proud je o 4-11 řádů vyšší než odpor Fe

Vlastnosti mechanické Pružná deformace Napětí, prodloužení Hookeův zákon: σ = E. ε, mez pružnosti σ E pro pevnostní výpočet součástí Vnější síly vychylují atomy z rovnovážných poloh porušení rovnováhy reakce: návrat do původních poloh po odlehčení Modul pružnosti v tahu (tlaku) E, ve smyku G: Pro většinu kovů G = 0,373 E (µ=0,33 Poissonovo číslo)

Vlastnosti mechanické Trvalá deformace Trvalé změny tvaru těles posunutí atomů o vzdálenost větší než mřížková konstanta skluz, skluzové roviny, dvojčata, dvojčatění, kritické smykové napětí (teoretická pevnost), mez pevnosti σ Pt Teoretická (G/2π) a experimentální pevnost dislokace Frankův-Readův zdroj (1950), whiskery Deformace účinkem napětí za vysokých teplot creep Opakovaná deformace účinkem napětí cyklická únava Ohřev polykrystalů po deformaci: zotavení, rekrystalizace Tvrdost, křehkost, tvárnost (kujnost) Viz: zkoušení kovů