2. Магнитные превращения.
Другим видом превращений в твердом состоянии являются магнитные превращения. И магнитные и полиморфные превращения называют вторичными, т.к. они происходят после кристаллизации.
Некоторые металлы, например, Fe, Co, Ni обладают способностью хорошо намагничиваться, т.е. эти металлы ферромагнитны. Но при нагреве ферромагнитные свойства металла постепенно теряются. Полная потеря ферромагнитных свойств происходит при определенной температуре, названной точкой Кюри, поскольку открыл это явление П. Кюри. Магнитные свойства Fe, Co, Ni в зависимости от температуры изменяются следующим образом:
Сказанное не противоречит графическим данным: интенсивность намагничивания с повышением температуры постепенно снижается. Т.Кюри соответствует окончательной потере ферромагнетизма.
Магнитные превращения, в отличие от аллотропических, не сопровождаются изменением кристаллической решетки, перекристаллизацией (образованием новых зерен) и тепловым гистерезисом. Т.Кюри не означает скачкообразное изменение свойств. Механические и некоторые физические свойства не изменяются, изменяются электромагнитные и тепловые свойства.
Согласно современным представлениям, при магнитных превращениях происходят изменения во взаимодействии внешних электронных оболочек атомов.
3. Основные понятия о сплавах.
Чистые металлы не всегда отвечают требованиям, предъявляемым в современном машиностроении и других отраслях народного хозяйства, поэтому чаще в технике применяются сплавы.
Под сплавом понимают вещество, полученное сплавлением 2-х или более элементов. Они могут содержать и неметаллические элементы, сохраняя при этом свойства металла. В каждом сплаве различают компоненты (элементы) сплава и фазы [однородные части сплава с подобным кристаллическим строением и одинаковыми свойствами]. В зависимости от количества фаз сплавы могут быть однофазными, 2-х фазными и т.д.
Сплавы обладают большим диапазоном свойств по сравнению с чистыми металлами; легче поддаются термической и термомеханической обработке. В ряде случаев являются дешевле чистых металлов. В металлических сплавах основу составляют металлы:
Сталь - Fe (до 2,14%С)
Латунь - Cu (более 50% Cu; Zn)
Дуралюмин - Al (Al более 90%, Cu 4, Mg 0,5, Mn 0,5)
Строение сплава сложнее строения чистого металла и зависит от того, в какие взаимодействия вступают компоненты, составляющие сплав.
Различают 3 типа взаимодействия:
Компоненты сплава могут химически взаимодействовать между собой, образуя химические соединения (AlSb, GaAs, InSb и др.).
Взаимно растворяться друг в друге, образуя твердые растворы, например, Ag - Au – неограниченный, Ni - Cu – неограниченный, Cu-Al – ограниченный (с эвтектикой).
Строение сплава может быть механической смесью отдельных частиц или зерен компонентов.
Механические смеси.
Примером механической смеси в сплавах является система Pb-Sb. Механические смеси образуются тогда, когда компоненты сплава не способны к взаимному растворению в твердом состоянии и не вступают в химическую реакцию с образованием соответствующего соединения. Основные признаки:
На микроструктуре такого сплава можно четко выделить кристаллы отдельных компонентов.
При рентгеноструктурном анализе твердого сплава можно наблюдать наличие 2-х типов кристаллических решеток.
Механические и другие свойства сплавов изменяются пропорционально изменению концентрации компонентов.
Если исследовать отдельно в сплавах механической смеси (как и в других сплавах) свойства кристаллов Рв и кристаллов Sb, то они тождественны со свойствами чистых компонентов.