Лекция 5b. Металлы 2

Рассматриваем электроны в металле как электронный газ и применил к нему кинетическую теорию газов, В кинетической теории, в ее самой простой форме, считают, что молекулы газа представляют собой одинаковые твердые сферы, которые движутся по прямым линиям до тех пор, пока не столкнутся друг с другом или же со стенками сосуда, в котором они содержатся. Предполагается, что продолжительность отдельного столкновения пренебрежимо мала и что между молекулами не действует никаких иных сил, кроме возникающих в момент столкновения. В простейших газах имеются лишь частицы одного сорта, в металлах же их должно быть по меньшей мере два: электроны заряжены отрицательно и положительные ионы, а металл в целом электрически нейтрален. Друде предположил, что компенсирующий положительный заряд принадлежит гораздо более тяжелым частицам, которые он считал неподвижными. Каждый отдельный атом металлического элемента имеет ядро с зарядом. Вокруг ядра расположено электронов с полным зарядом . Некоторое число Z из них − это слабо связанные валентные электроны. Остающиеся электронов довольно сильно связаны с ядром; они играют меньшую роль в химических реакциях и носят название электронов атомного остова. Когда изолированные атомы объединяются, образуя металл, электроны атомного остова остаются связанными с ядрами, т.е. возникают металлические ионы. Валентные же электроны, наоборот, приобретают возможность далеко уходить от «родительских» атомов. В металлах эти электроны называют электронами проводимости. Физико-механические свойства. Окисление. Сплавы можно получать при соединении большинства металлов друг с другом, а также с неметаллами. Диаграммы состояния сплавов дают наглядное представление о протекающих в сплавах превращениях в зависимости от их химического состава и температуры. Для всех основных типов кристаллических структур известно много систем с полной смешиваемостью в твердом и жидком состояниях. Двух­фазная область в таких случаях чаще всего имеет форму сигары. Существуют случаи, когда температура ликвидуса (и солидуса) возрастает или убывает с обеих сторон и на фазовой диаграмме возникает максимум или минимум. Обычно максимумы характерны для сложных систем, образующих интерметаллиды. В случае максимума или минимума линии солидуса и ликвидуса касаются друг друга при определенной температуре плавления. Зависимость предельной растворимости от температуры можно описать с помощью уравнения Аррениуса. Сплавы с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Пример микроструктуры закристаллизованного эвтектического сплава. Строение кристаллической  решетки Fe. Атомы растворенного углерода в Феррите располагаются в центре граней о.ц.к. решетки. Элементы фазовой диаграммы системы Fe—С. Влияние частоты напряжения на сопротивление металлических проводников. Алюминий и его сплавы. Медь и ее сплавы