Внутреннее трение металлов - Курсовая работа

ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ в твердых телах - свойство твердых тел необратимо превращать в теплоту механическую энергию, сообщенную телу в процессах его деформирования, сопровождающихся нарушением в нем термодинамического равновесия. Механическая энергия колеблющегося твердого тела очень быстро превращается в тепло, даже если тело полностью изолировано от окружающей среды. Метод внутреннего трения нашел широкое распространение при исследовании различных процессов: рекристаллизации, закалки, дисперсионного твердения, пластической деформации.Металл это (название происходит от лат. metallum - шахта) - группа элементов, обладающая характерными металлическими свойствами, такими как высокая тепло - и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность и др. К металлам относятся примерно 70 % всех химических элементов Несмотря на свой металлический блеск, кристаллический йод и графит относятся к неметаллам.)Все металлы (кроме ртути и, условно, франция) при нормальных условиях находятся в твердом состоянии, однако они обладают различной твердостью. Так, щелочные металлы легко режутся кухонным ножом, а такие металлы, как ванадий, вольфрам и хром легко царапают самую твердую сталь и стекло. Температура плавления большинства металлов (за исключением щелочных) высока, однако некоторые "нормальные" металлы, например олово и свинец, можно расплавить на обычной электрической или газовой плите. В зависимости от плотности металлы делят на легкие (плотность 0,53 ч 5 r/CMI) и тяжелые (5 ч 22,5 r/CMI). Самый тяжелый металл в настоящее время назвать невозможно, так как плотности осмия и иридия - двух самых тяжелых металлов - почти равны (около 22.6 t/cmi - ровно в два раза выше плотности свинца), а вычислить их точную плотность крайне сложно: для этого нужно полностью очистить металлы, ведь любые примеси снижают их плотность.Количественно восстановительная активность металлов определяется: величиной Еи атома металла (для реакций, протекающих в газовой фазе); величиной стандартного электродного потенциала металла j°\ICN/мс (для реакций, протекающих в растворах).Металлы чаще всего реагируют со следующими окислителями - простыми веществами: кислородом, галогенами, серой, азотом, водородом. Большинство металлов окисляется кислородом воздуха, но при различных условиях: По отношению к кислороду все металлы принято подразделять на 4 группы: Металлы, активно окисляющиеся кислородом воздуха при обычных условиях. Металлы, окисляющиеся только с поверхности (с образованием плотной оксидной пленки, предохраняющей металл от дальнейшего окисления). Металлы, не окисляющиеся при обычных условиях кислородом воздуха (кобальт, никель медь, теллур, рений, висмут и др.) окисляются при нагревании. Для оксидов этих металлов величина D) G° (298 К) > 0, следовательно, образующиеся оксиды этих металлов должны распадаться в момент образования.Внутренним трением называют способность материала необратимо рассеивать энергию механических колебаний. Одним из наиболее изученных механизмов внутреннего трения является эффект Снука (Сноека), который состоит в том, что наличие примесей внедрения в ОЦКМЕТАЛЛАХ вызывает при определенных условиях появление максимума на температурной зависимости внутреннего трения. Изучение этого эффекта дает ценную информацию о параметрах диффузии и локальном окружении примесных атомов. Наряду с внутренним трением для исследования свойств твердых растворов используют и другие релаксационные свойства - упругое последействие, релаксацию напряжений и модулей, температурные зависимости модулей упругости и т.п. Борис Николаевич работал над применением методов оптимизации и критериев адекватности математических моделей для решения проблемы разложения сложного релаксационного спектра на составляющие его элементарные пики.Рассмотрим тело, которое под действием напряжения упруго деформируется и в то же время может течь (модуль Максвелла). Если тело подвергается деформации ?0 и затем удерживается в этом состоянии, то ?=0 и уравнение (2) будет иметь вид: ?/М ? /?=0 (3) Таким образом, ослабление (релаксация) напряжения в теле со временем носит экспоненциальный характер и выражается временем релаксации: ?=?/М. При наложении напряжений в некоторый момент t1 пружина мгновенно растягивается на величину ?/М, а поршень начинает перемещаться со скоростью ?/?. Если ? =0, то уравнение (9) имеет вид: ? ? /M2 ? = M1 ? 0 и следующее решение: ? (t) =M1 ? 0 (? 0-М0 ? 0) exp (-t/??), где (10) ?? =?/М2-время релаксации напряжения при условии постоянной деформации.За последнее время метод внутреннего трения получил достаточно широкое распространение для решения металловедческих задач. С помощью Q?1 можно определить энергию активации процесса. Учитывая, что Q?1 для модели Зинера зависит от произведения ?? и используя уравнение, можно записать уравнение максимума Q?1 (Т): ?? exp (-H/RT) =l. Из этой формулы вытекает несколько способов определения энергии активации Н релаксационных процессов, вызывающих появление пико

Содержание

Введение

1. Металл, химические и физические свойства металлов

1.1 Физические свойства металлов

1.2 Химические свойства металлов

1.2.1 Отношение металлов к окислителям - простым веществам

2. Внутреннее трение металлов

2.1 Физический смысл внутреннего трения

2.2 Примеры применения метода внутреннего трения в металловедении

Заключение

Список литературы

ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ в твердых телах - свойство твердых тел необратимо превращать в теплоту механическую энергию, сообщенную телу в процессах его деформирования, сопровождающихся нарушением в нем термодинамического равновесия.

Механическая энергия колеблющегося твердого тела очень быстро превращается в тепло, даже если тело полностью изолировано от окружающей среды. Это превращение энергии, а также последующее затухание колебаний, приписывают наличию внутреннего трения. Внутреннее трение является наиболее структурно-чувствительной физической характеристикой. Метод внутреннего трения нашел широкое распространение при исследовании различных процессов: рекристаллизации, закалки, дисперсионного твердения, пластической деформации.

Внутреннее трение в металлах, особенно в чистых, очень чувствительно к холодной деформации. Даже при весьма осторожном, манипулировании с чистым отожженным монокристаллом его внутреннее трение может увеличиться в несколько раз. Кроме того, облучение нейтронами или гамма-лучами значительно уменьшает внутреннее трение; это вполне естественно, если допустить, что точечные дефекты, образовавшиеся в результате облучения, диффундируют к дислокациям и затрудняют их движение. Обнаружено, что внутреннее трение металлов с примесями обычно значительно меньше, чем внутреннее трение чистого материала.