Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Охарактеризуйте типы связей между атомами (молекулами) в кристаллах.

Читайте также:
  1. A) Прямая зависимость между ценой и объемом предложения.
  2. A]возмещают разницу между страховой суммой и фактическим размером ущерба.
  3. BreathMaker исправляет речь между губами и ушами.
  4. C. замыкание между фазами, замыкание фаз на землю в сетях с глухо и эффективно-заземленной нейтралью, а также витковые замыкания в эл. Машинах
  5. D. увеличение расстояния между ними
  6. I. Международные экономические отношения
  7. I. О различии между чистым и эмпирическим познанием
  8. I. Расстояние между двумя точками.
  9. III Угол между прямой и плоскостью.
  10. III. ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ СОСТОЯНИЯ МЕЖДУ ЗДОРОВЬЕМ И БОЛЕЗНЬЮ

Назовите основные признаки, по которым классифицируют материалы в технике.

 

Материалы принято классифицировать по функциональным и по структурным признакам. Главный критерий при классификации по структурным признакам – агрегатное состояние: материалы подразделяются на твёрдые, жидкие, газообразные и плазму.

 

2. Как можно классифицировать твёрдые материалы?

 

Твёрдые материалы подразделяются на кристаллические и некристаллические. Кристаллические можно разделить по типу связи между частицами: атомные (ковалентные) связи, ионные, металлические, молекулярные.

 

Охарактеризуйте типы связей между атомами (молекулами) в кристаллах.

 

Связь между атомами осуществляется электростатическими силами. По природе она едина, но в разных кристаллах проявляется по-разному.

 

Ковалентный тип связи. Образуется за счёт общих электронных пар, возникающих в оболочках связываемых атомов. Может быть образована атомами одного и того же элемента – неполярная (H2, O2, Cl2, N2) – или атомами разных элементов, сходных по составу и характеру – полярная (H2O, CO2).

При этом типе связи происходит обобществление свободных валентных электронов соседних атомов.Стремясь приобрести устойчивую валентную оболочку (она должна состоять из 8 электронов), атомы объединяются в молекулы, образуя одну или несколько пар электронов, которые становятся общими для соединяющихся атомов (т.е. одновременно входят в состав эл. оболочек двух атомов). (рис. 1)

Материалы с К.С. очень хрупкие, но они имеют высокую твёрдость (например, алмаз). Это как правило диэлектрики, полупроводники. Единственный пример ковалентной связи между металлом и углеродом – витамин B12 (цианкобаламин).

 

Ионаый тип связи. Это химическая связь, образованная за счёт электростатического притяжения между катионами и анионами. Образование таких кристаллов происходит путём перехода электронов атомов одного типа к атомам другого (например, от Na к Cl).

Атом, потерявший электрон, становится положительно заряженным ионом, а присоединивший электрон – отрицательным.Сближение ионов разных знаков происходит до тех пор, пока силы отталкивания ядра и электронных оболочек не уравновесят силы притяжения.

И.С. присуща большинству минеральных диэлектриков и некоторым органическим материалам (NaCl, CsCl, CaF). Твёрдые тела с И.С. как правило механически прочны, температуроустойчивы, но зачастую хрупки. Такие материалы не применяются в качестве конструкционых.

 

Металлический тип связи. В металлах связь между отдельными атомами образуется за счёт взаимодействия положительно заряженных ядер и коллективизированных электронов, которые свободно движутся в межатомном пространстве.

Эти электроны как бы играют роль цемента, связывающего частицы в решётку (эти электроны удерживаются ионами и не могут покинуть решётку). Наличие свободных электронов определяет высокую электро- и теплопроводность, блеск металлов.

 


4. Что представляют собой атомно-кристаллические материалы? Назовите типичных представителей этого класса.

 

В структуре атомно-кристаллических материалов преобладают ковалентные связи. Наибольшее значение имеют полиморфные модификации углерода и полупроводниковые материалы на основе элементов IV группы таблицы Менделеева.

Типичные представители – алмаз и графит; полупроводниковые – германий и кремний. Большой интерес представляют некоторые соединения с ковалентной связью – Fe3C, SiO, AlN. (рис. 4)

5. Охарактеризуйте ионно-кристаллические материалы. Какие материалы относят к этому типу?

 

К ионно-кристаллическим материалам, которые имеют ионный тип связи, относят оксиды металлов, химические соединения металлов и неметаллов (бор, углерод, азот), которые используются как компоненты сплавов. Металлический тип связи характерен более чем для 80 элементов таблицы Менделеева.

 

6. Что представляют собой молекулярные кристаллы? Приведите примеры.

 

К кристаллическим твёрдым телам можно отнести и молекулярные кристаллы. Такое строение характерно, в основном, для полимерных материалов, прежде всего – для биополимеров (в т.ч. древесина). К числу неорганических полимеров относят силикаты и вяжущие.

Природные силикаты – породообразующие материалы, они составляют около 80% массы земной коры. Неорганические вяжущие – это цемент, гипс, известь.

К этой же группе можно отнести и инертные газы (элементы VIII группы таблицы Менделеева): они испаряются при низких температурах, не переходя в жидкое состояние. Они находят применение в криоэлектронике.

Загрузка...

 

7. Охарактеризуйте класс некристаллических твёрдых материалов.

 

Некристаллические твёрдые материалы разделяют по признаку упорядоченности и стабильности структуры на аморфные, стеклообразные и нестеклообразные в полуразупорядоченном состоянии.

Типичные представители аморфных материалов – аморфные полупроводники, металлические сплавы.

Стеклообразные – ряд органических полимеров (полиметилакрилат при t<100o, поливинилхлорид при t<80o). Входят также неорганические материалы – неорганическое стекло – и многие материалы для каменного литья – базальты, металлургические шлаки, мрамор и т.д.

В нестеклообразном разупорядоченном состоянии находятся студни (система «полимер–растворитель»). Относятся также синтетические полимеры, каучуки, резины, текстильные и кожевенные материалы, битумы, дёгти и т.д.

 

8. На какие группы делят технические материалы по функциональному назначению? Охарактеризуйте каждую из групп.

 

Группа Характеристика
1) Конструкционные материалы Твёрдые материалы, предназначенные для изготовления изделий, подвергаемых механическому воздействию. Должны обладать комплексом механических свойств, обеспечивающих работоспособность при воздействии рабочей среды, температуры и др. факторов. К ним предъявляют требования, определяющие наименьшую трудоёмкость при изготовлении деталей, конструкций и экономические требования – стоимость и доступность (это важно в условиях массового производства). Относят: металлы, силикаты, керамику, полимеры, резину, древесину и многие композиционные материалы.
2) Электро-технические материалы Характеризуются особыми электрическими и магнитными свойствами. Предназначены для изготовления изделий, применяемых для производства, передачи, преобразования и потребления энергии. Относят: магнитные материалы, проводники, полупроводники, диэлектрики (твёрдые, жидкие, газообразные).
3) Триботехнические материалы Предназначены для применения в узлах трения с целью регулирования параметров трения и изнашивания для обеспечения заданных работоспособности и ресурса этих узлов. Основными видами таких материалов являются:
  • смазочные — смазки в твердой (графит, тальк), жидкой (моторные, трансмиссионные масла), газообразной (воздух, пары и другие газы) фазах;
  • антифрикционные — сплавы цветных металлов (баббиты, бронзы и др.), серый чугун, пластмассы (текстолиты, фторопласты и др.), металлокерамические композиционные материалы (бронзо-графит, железографит и др.), древесина и древесно-слоистые пластики, резины;
  • фрикционные, имеющие большой коэффициент трения и высокое сопротивление изнашиванию (некоторые виды пластмасс, чугунов и металлокерамики и другие композиционные материалы).
4) Инструментальные материалы Отличаются высокими показателями твердости, износоустойчивости и прочности. Предназначены для изготовления режущего, мерительного, слесарно-монтажного и другого инструмента. Относят: инструментальную сталь и твердые сплавы, алмаз, некоторые виды керамических материалов, многие композиционные материалы.
5) Рабочие тела Газообразные или жидкие материалы, с помощью которых энергию преобразуют в механическую работу, теплоту, холод. Относят: водяной пар в машинах и турбинах, масла в гидроприводах, газообразные продукты сгорания, органическое топливо в газовых турбинах и двигателях внутреннего сгорания.
6) Топливо Горючие материалы, основной частью которых является углерод, применяемый с целью получения при их сжигании тепловой энергии. По происхождению топливо делят на:
  • природное (нефть, уголь, природный газ, древесина);
  • искусственное (кокс, моторные топлива, генераторные газы).
По типу машин, в которых сжигается топливо, его делят на: ракетное, моторное, реакторное, турбинное и т. д.
7) Технологические материалы Обширная группа вспомогательных материалов, используемых для обеспечения оптимального протекания технологических процессов переработки основных технологических материалов в изделия или обеспечения нормальной работы машин и механизмов. Относят: клеи и герметики, лакокрасочные материалы; флюсы, припои, сварочные электроды, применяемые при сварке и пайке; смазочно-охлаждающие жидкости; консервационные материалы (смазки, пленки, мастики), обеспечивающие защиту изделий от коррозии; моющие материалы и т. д.

 


Дата добавления: 2015-04-26; просмотров: 3 | Нарушение авторских прав

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Экзаменационные задания| Представление о фазах

lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2019 год. (0.017 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав