Атомно-кристаллическое строение металлов

СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

ВВЕДЕНИЕ

Материаловедением называют область знаний, в кото­рой излагаются закономерности, связывающие состав и структуру материалов с их служебными характеристи­ками, а также с изменениями свойств материалов в ус­ловиях их эксплуатации.

Научные основы материаловедения заложили вы­дающиеся русские ученыеП. П. Аносов, Д. К. Чернов, Н. С. Курнаков, А. М. Бутлеров. Фундаментальные ос­новы современного физического металловедения зало­жены работами Г. В. Курдюмова, А. А. Бочвара, А. А. Байкова, В. И. Данилова, Н. А. Минкевича. В тео­рию и практику разработки органических материалов значительный вклад внесен работами С. В. Лебедева и А. А. Баландина.

Из зарубежных ученых следует отметить металлове­дов М. Коэна, Р. Мейла, Э. Бейна, а также создателей методов изучения структуры М. Лауэ, П. Дебая, У. Г. и У. Л. Бреггов и химиков К. Циглера и Д. Натта.

В конце XIX и начале XX века основными кон­струкционными материалами являлись металлические ма­териалы (стали, чугуны, сплавы на основе меди и алю­миния).

В последние десятилетия материаловедческая наука была связана не только с совершенствованием тради­ционных металлических материалов, но и с созданием принципиально новых классов конструкционных мате­риалов — полупроводников и пластических масс, компо­зиционных материалов и металлокерамики, аморфных сплавов и сверхпроводящих керамик. Задачами мате­риаловедения стало не только изучение строения и свойств каждого из указанных классов материалов, но и их совместного поведения в конструкциях и изде­лиях.

На протяжении всей истории своего развития мате­риаловедение как инженерная дисциплина тесным обра­зом связано с достижениями фундаментальных наук (физики, химии, механики). Поэтому в курсе «Материа­ловедение», для объяснения изучаемых вопросов привле­каются основы термодинамики, кристаллографии, атомно-кристаллического строения твердых тел и их дефектной структуры, физические основы деформации и разру­шения материалов.

Глава 1

Боль­шинство используемых в технике материалов являются металлическими, поэтому в курсе материаловедения им уделяется главное внимание.

Металлы характеризу­ются металлическим блеском, высокой тепло- и электропроводностью, легкой деформируемостью, способностью переходить в сверхпроводящее состояние при снижении температуры (вблизи абсолют­ного нуля), а при нагревании испускать электроны. Ме­таллы в периодической системе Д. И. Менделеева со­ставляют около 80 % всех элементов.

Из всего ряда свойств, характеристикой, наиболее присущей металлам является электропроводность: ме­таллы обладают значительно более высокой электропро­водностью по сравнению с неметаллами. Кроме того, у металлов электропроводность понижается с ростом температуры, у не­металлов она растет.