Что такое металлические сплавы: МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ СПЛАВ – это… Что такое МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ СПЛАВ?

alexxlab | 17.10.1997 | 0 | Разное

Содержание

МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ СПЛАВ – это… Что такое МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ СПЛАВ?

МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ СПЛАВ
– сложное вещество, в состав которого входят несколько элементов металлов, часто с примесью заметных количеств элементов неметаллов. В широком толковании металлическим сплавом могут быть названы металлами.

Металлургический словарь. 2003.

  • МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЛОМ
  • МЕТАЛЛИЧЕСКОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ

Смотреть что такое “МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ СПЛАВ” в других словарях:

  • металлический сплав — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN metal alloy …   Справочник технического переводчика

  • металлический шрифт — (Hot metal font)     Металлический шрифт, отлитый из специального типографского сплава – гарта [сплав свинца, сурьмы и олова для отливки литер шрифта] для механического наборного оборудования …   Шрифтовая терминология

  • Сплав — У этого термина существуют и другие значения, см. Сплав (значения). Сплавы …   Википедия

  • Metal alloy — Металлический сплав …   Краткий толковый словарь по полиграфии

  • гарт — металлический сплав для типографских литер , гартовать закалять (сталь) , укр. гартувати, блр. гартоваць. Заимств. вероятно, через польск. hart закалка (стали) , hartowac закалять из нем. hart твердый , härten закалять ; см. Брюкнер 169; Преобр.… …   Этимологический словарь русского языка Макса Фасмера

  • ГАРТ — (от нем. hart твердый). 1) металлический сплав для отливки типографских шрифтов. 2) негодный, попорченный шрифт, идущий снова в словолитню. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ГАРТ от нем. Art, род, или …   Словарь иностранных слов русского языка

  • АРГИРОИД — (греч., от argyros серебро, eidos сходство). Металлический сплав, похожий на серебро. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. АРГИРОИД греч., от argyros серебро, и eidos, сходство. Металлический сплав,… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Платина — (Platinum) Металл платина, химические и физические свойства платины Металл платина, химические и физические свойства платины, производство и применение платины Содержание Содержание Раздел 1. Происхождение названия платина. Раздел 2. Положение в… …   Энциклопедия инвестора

  • Амальгама — (Amalgams) Определение амальгамы, получение и применение, функции амальгамы Информация об амальгаме, получение и применение амальгамы, состав и функции сплава Содержание Содержание Определение Свойства Получение Применение в стоматологии функции… …   Энциклопедия инвестора

  • МЕЛЬХИОР

    — (евр., от melech царь, и or свет). Особый металлический сплав, покрытый серебром. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. МЕЛЬХИОР евр., от melech, царь, и or, свет. Искусственное серебро. Объяснение 25000… …   Словарь иностранных слов русского языка

Металлические сплавы – Справочник химика 21

    Правило фаз было выведено Гиббсом в 1876 г. Приведенная выше формулировка его в настояш,ее время может быть заменена более расширенной. Двойка в соотношении (VIH, 2) является результатом принятого нами допущения, что из внешних факторов только два — температура и давление — могут влиять на состояние равновесия в Системе. Однако возможны системы, в которых на равновесие могут оказывать влияние и другие внешние факторы (электрические и магнитные поля, поле тяготения). В этих случаях в соотношение (VIH, 2) вместо двойки войдет соответственно иное число внешних факторов. С другой стороны, в некоторых системах изменения давления или (реже) изменения температуры практически не влияют на равновесие. Так, незначительные изменения давления (например, колебания атмосферного давления) не оказывают ощутимого влияния на свойства металлических сплавов. E таких случаях число степеней свободы соответственно уменьшается на единицу и определяется как условная вариантность системы Су л- 
[c.247]

    Применение. Каменный уголь, нефть, природный газ используют как топливо. Их добыча в СССР (суммарная) превышает миллиард тонн в год. Кроме того, на продуктах их переработки в значительно мере базируется технология органических и неорганических веществ. Миллионы тонн кокса ежегодно требует металлургия. Углерод входит в состав многих металлических сплавов, важнейшим из которых является сталь. [c.366]

    Сплавы. Металлические сплавы обычно состоят из кристалликов различных компонентов, причем каждый вид кристалликов содержит преимущественно только один из компонентов. Однако в значительном ряде случаев обнаруживается присутствие в кристаллах данного вида не одного, а, например, двух из компонентов сплава. Это бывает в тех случаях, когда компоненты или-химически взаимодействуют между собой, образуя металлические соединения, или обладают способностью взаимно растворяться не только в жидком, но и в кристаллическом состоянии, образуя так называемые твердые растворы (или смешанные кристаллы). В последнем случае атомы одного металла внедряются в решетку другого или замещают его атомы своими, образуя соответственно твердые растворы внедрения или твердые растворы замещения. 

[c.138]

    Особо важное значение термический анализ имеет для изучения металлических сплавов. [c.139]

    Феррохром металлический (сплав 65 % хрома с же- I) 2 [0.6, 0.71 м]  [c.79]

    Химия углерода по развитию оставляет далеко позади химию всех остальных элементов. Американское химическое общество регистрирует все химические соединения, упоминавшиеся в литературе с 1965 г. К середине 1978 г. было зарегистрировано 4,25 миллиона различных химических веществ. Из них 4 миллиона представляют собой соединения на углеродной основе, а остальные четверть миллиона приблизительно поровну распределяются между сплавами и неорганическими соединениями. Следовательно, если исключить из рассмотрения металлические сплавы, нам известно в 32 раза больше органических соединений, чем неорганических Столь большое число соединений углерода обусловлено тем, что углерод способен в гораздо большей степени, чем любой другой элемент, связываться сам с собой, образуя прямые и разветвленные цепи. Некоторые из его соединений показаны на рис. 21-1. Цепи, образуемые повторением одной и той же структурной единицы, называются полимерами, а сама повторяющаяся структурная единица – мономером. 

[c.265]

    Феррохром металлический (сплав хро- 2 III [c.168]

    Растворы бывают газообразные (газовые смеси), жидкие и твердые. Газообразным раствором является, например, воздух. Морская вода — наиболее распространенный жидкий раствор, различных солей и газов в воде. К твердым растворам относятся многие металлические сплавы. 

[c.230]

    Кристаллизация из растворов начинается и заканчивается при определенных температурах, зависящих от состава раствора. Диаграммы, выражающие зависимость температур начала и конца равновесной кристаллизации от состава, имеют большое значение для изучения различных систем. Они широко применяются при изучении различных металлических сплавов, силикатных систем, [c.338]


    Тройные системы. В практической работе как с металлическими сплавами, так и с силикатными, водно-солевыми и другими системами чаще приходится иметь дело не с двумя, а с большим числом компонентов. Остановимся вкратце на диаграммах состояния тройных систем. Для выражения состава тройной системы воспользуемся опять правильным треугольником ( 128). Отложим температуру на осях, перпендикулярных плоскости треугольника, строя на нем в виде трехгранной призмы физико-химическую фигуру или физико-химическую модель состояния. Каждая из граней этой призмы представляет диаграмму состояния соответствующей двойной системы, а точки внутреннего объема ее — тройные системы с различным относительным содержанием компонентов. 
[c.348]

    Агеев Н. В., Природа химической связи в металлических сплавах. Изд. АН СССР, 1947. [c.610]

    Основным недостатком стекла, по сравнению с металлами, является его хрупкость, а также недостаточная устойчивость к резким изменениям температуры. Прочность стекла можно повысить, если его расплав охлаждать по специальному режиму, способствующему возникновению в глубине материала определенных внутренних напряжений. Перспективным направлением развития стекольной промышленности является разработка и получение. различных марок стекла, свойства которых были бы наиболее оптимальными для изготовления аппаратуры применительно к конкретным физико-химическим процессам. Стекло с универсальными свойствами, приближающееся к металлическим сплавам по возможностям его применения и обработки, по-видимому, никогда не будет получено. Однако при правильном выборе марки стекла можно в значительной мере удовлетворить необходимые требования [1, 5]. 

[c.325]

    В разд. 4.2 сообщалось о влиянии химической природы материала насадки на разделяющую способность колонны. Насадки для лабораторных колонн в основном изготавливают из стекла, фарфора, глины, различных металлических сплавов и в последнее время также из пластмасс. Предпочтение обычно отдают стеклу и керамическим материалам благодаря их коррозионной стойкости в среде агрессивных жидкостей. Преимущество фарфора заключается в том, что он после обжига становится твердым и не содержит железа, которое может оказывать каталитическое воздействие на разделяемые вещества. Проволочные или сетчатые насадки из нержавеющей стали У2А обеспечивают наибольшую эффективность разделения. 

[c.415]

    А. Металлические сплавы. Плотности чистых металлов связаны с их положениями в Периодической таблице системы элементов Д. И. Менделеева, но не следуют строго их атомным массам. Плотность сплава можно рассчитать в соответствии с массовыми долями чистых компонентов  [c.188]

    Избирательная коррозия — особый вид коррозии металлических сплавов, заключающийся в удалении из них только одного нз компонентов. В результате материал теряет монолитность и прочность, хотя его геометрические размеры почти не меняются. Это затрудняет раннее распознавание процесса разрущения сплава, а поскольку процесс протекает сравнительно медленно, то часто он проявляется лишь при аварии конструкции. [c.449]

    Значительно чаще применяют металлические сплавы на основе железа (сталь и чугун), алюминия, магния, меди (бронза и латунь), никеля, ниобия, титана, тантала, циркония и других металлов. 

[c.175]

    Об этом же свидетельствует внешний вид соединений BN похож на алмаз, А1Р — желтовато-серая масса, GaAs — темно-серое со смолистым блеском вещество InSb имеет вид светло-серого сплава с металлическим блеском TlBi — металлический сплав. [c.468]

    При нагреве гидрированного топлива ТС-1 без контакта ег(1 с металлом осадков не образуется. Визуально топливо остается прозрачным и бесцветным. В контакте с бронзой ВБ-24 в этом гидрированном топ.чиве, не содержащем меркаптанов, при нагреве образуется небольшое количество осадка (рис. 9). Количество осадка увеличивается при одновременном контакте нагреваемого топлива с двумя металлическими сплавами. Внешний вид бронзовой пластинки после воздействия на нее нагретого гидрированного топлива мало изменяется (рис, 10). [c.87]

    Справочник У. Д. Верятина и др. Термодинамические свойства неорганических веществ под редакцией А. П. Зефирова содержит для большого числа веществ значения теплот образования (АЯ , 293), энтропии (Згэз), параметров фазовых переходов, коэффициентов уравнений, выражающих температурную зависимость теплоемкости, давления насыщенного пара и изменения энергии Гиббса при реакциях образования (АСг . г), а также термодинамические свойства металлических сплавов. Данные приведены из разных источников. Наряду с этим приводятся характеристики кристаллической структуры веществ. Все величины, зависящие от единиц измерения энергии, выражены параллельно через джоули и термохимические калории.  [c.76]

    Смешанные катализаторы, как правило, представляют собой смесь двух или нескольких окислов, например А Оз-ЬТНОг А12О3 + СГ2О3 oO + MgO. Состав этих катализаторов можно изменять, н активность их часто является функцией состава. Иногда кислорода в смешанном катализаторе меньше, чем должно быть согласно стехиометрическому уравнению. Такие катализаторы составляют как бы переход к металлическим сплавам, применяемым в качестве катализаторов. [c.299]

    Платина и ее металлические сплавы являются активными катализаторами окисления углеводородов и кокса. Горение кокса на АПК и полиметаллических катализаторах протекает со скоростью на два порядка выше, чем на АСК и А12О3. Процесс идет в диффузионной области с большим тепловыделением, особенно при выгорании алкильных цепочек кокса. Во избежание местных перегревов и спекания пла-. тины процесс искусственно тормозят и проводят в три этапа, ограничивая температуру и подачу кислорода в смеси с азотом. На первом этапе выжиг ведется при температуре 250- 350 С и концентрации кислорода 0,5%, на втором этапе при 350-450 С и 1% и на третьем, заключительном этапе при 450- 510 С и 3- 5% соответственно. Благодаря ступенчатому выжигу кокса, по длине слоя и диаметру зерна катализатора наблюдается перемещение горячего пятна зоны горения. Вначале окисляются непредельные углеводороды, адсорбированные на металлических центрах,, а затем – углеводороды, оставшиеся в системе. Длительность этого “мокрого этапа зависит от тщательности подготовки системы и может колебаться от нескольких часов до нескольких дней. Второй этап обусловлен горением коксогенов и кокса, находящихся вблизи металлических центров за счет спилловера ароматизированного кислорода. В продуктах горения этих соединений образуется много воды и меньше СО2. На завершающейся сухой стадии регенерации выгорает высококарбонизированный кокс, так называемый остаточный, глубинный, бедный водородом, расположенный на наибольшем расстоянии от металлических центров и источника подачи кислорода. Уменьшить неравномерность температур в слое и одновременно интенсифицировать процесс горения кокса можно уменьшая концентрацию кислорода при одновременном повышении давления в системе и увеличивая кратность циркуляции газовой смеси. [c.166]


    Послсдовательноеть выполнения работы. Измерение температурт при работе с солевыми пли металлическими сплавами производится обычно ири помощи термопары, присоединенной к гальванометру или включенной в компенсационную схему. Исследуемую смесь солей или металлов поместить в фарфоровый тигель. Тигель поставить в электрическую печь, включить ее и расплавить смесь, стараясь не перегревать ее выше температуры плавления. Перемешать сплав, вык-лючтгть печь и опустить в сплав горячий спай термопары. Закрепить термопару в штативе. Конец термопары должен находиться в расплаве, почти у дна тигля, и не касаться стенок тигля. [c.237]

    В практике часто приходится измерять электродные потенциалы гетерогенных металлических сплавов. Пpo тeйuп м случаем является бинарный сплав, состоящий из двух металлов. Так как каждый из этих двух металлов в свою очередь является как минимум двухэлектродной системой, бинарный сплав следует рассматривать в простейшем случае уже как четырехэлектродную микрогальваническую систему, которая в большинстве практических случаев коррозии является системой короткозамкнутой. [c.297]

    Применение. Элементный фосфор используется для получения Р2О5, Н3РО4, в органических синтезах, в спичечном производстве (небольшое количество красного фосфора наносится на боковую поверхность спичечной коробки). Фосфор входит в состав ряда металлических сплавов (фосфористые чугуны, бронзы и др.), [c.423]

    Неодпиаковость концентрации твердого раствора (ликвация металлического сплава). Участки сплава, более обогащенные по.чожн-тельным компонентом, будут, как прави,то, катодами [c.20]

    Теории электрохимической коррозии н пасснвиостн металлов лежат в основе методов их защиты от коррозии. К числу их относятся методы, направленные на снижение тока коррозии за счет повышения поляризации коррозионных процессов. Например, повышение водородного перенапряжения введением в коррозионную среду специальных веществ — ингибиторов — резко снижает растворение металла при коррозии с водородной деполяризацией. Предварительное удаление кислорода из агрессивной среды способствует снижению коррозионного тока. Широкое распространение получило нанесение защитных покрытий па поверхность металла металлических, лакокрасочных, полимерных, пленок из труднорастворимых соединений металлов (оксиды, фосфаты) и т. п. Высокой коррозионной устойчивостью обладают металлические сплавы (например, нержавеющие стали), поверхность которых находится в пассивном состоянии. Существуют электрические методы защиты металлов от коррозии, связанные с применением поляризующего тока. Металлу задается потенциал, при котором процесс его растворения исключается или ослабляется. Например, защищаемый металл поляризуется катодно, а анодом служит дополнительный кусок металла. Электрические методы применяются при защите крупных стационарных сооружений. [c.520]

    Обычно теплоносители пропускают через открытые жидкостные бани (см. рис. 203), змеевики (рис. 333) или кожухи (рис. 334), которыми снабжается куб колонны. В тех случаях когда для получения температур выше 100 °С нельзя применить пар высокого давления, используют перегретый пар (см. разд. 6.1). Жидкие теплоносители — парафиновые масла, глицерин или триэтиленгли-коль — нагревают в замкнутом контуре с помощью обогревающего змеевика (см. рис. 317) или термостата. Для обогрева пилотных и промышленных стеклянных аппаратов в качестве теплоносителей в основном используют водяной пар и нагретое масло. На рис. 335 показаны погружные теплообменники для пилотных и промышленных аппаратов с мешалками и без них. В качестве открытых жидкостных бань используют водяные бани для температур до 80 °С, масляные бани для температур до 330 °С (см. табл. 39), бани из расплава солей для температур 150— 550 °С (см. табл. 39) песчаные бани для любых температур, бани с расплавленным металлическим сплавом для температур выше 70 °С (см. рис. 318). [c.398]

    Следует иметь в виду, что при применении песчаных бань трудно регулировать температуру, а при использовании бань из расплава солей или металлов стеклянный куб необходимо вынимать из бани до начала затвердевания расплава. В противном случае куб можно разбить. Наиболее пригодными металлическими сплавами для бань являются сплав Вуда с температурой плавления 71 С, состоящий из 1—2 ч. кадмия, 2 ч. цинка и 7—8 ч. висмута, и сплав Розе с температурой плавления 95 ° С, состоящий из 2 ч. висмута, 1 ч. свинца и 1 ч. цинка. Применять ртуть и сплавы с более высоким содержанием свинца не рекомендуется вследствие токсичности их паров. [c.398]

    Повышение стабильности Pt-Re и Pt-Ir катализаторов объясняется тем, что образующийся на этих металлических сплавах атомный водород способствует распаду мультиплетных комплексов, десорбции и транспорту ненасыщенных углеводородов на соседние рений- или иридиевые центры, их гидрированию в более стабильные соединения, препятствуя тем самым закоксовыванию платино-рениевых центров и способствуя поддержанию большей скорости спилловера водорода. Поэтому отложение кокса происходит главным образом на более удаленных от биметаллических кластеров участках носителя, где концентрация водорода спилловера мала. Этим можно объяснить тот факт, что на катализаторах Pt-Re и Pt-Ir/Al203 риформинг можно осуществлять до накопления в нем 12, а иногда 20% (мае.) кокса. [c.154]

    Полученные результаты можно сформулировать следующим образом. Интегральная степень чер1 оты чистого (не сильно окисленного) металлического сллава возрастает пропорционально абсолютной температуре. Внутренняя интегральная степень черноты чистого металлического сплава примерно на одну восьмую больше его внешней интегральной степени черноты. Интегральную поглощательную способность сплава можно определить по его интегральной степени черноты, взяв последнюю при температуре и умножив ее на (Т /Т ) / . Интегральную степень черноты или поглощательную способность можно оценить по спектральной кривой, взяв спектральное значение для длины волны, при которой соответствующая доля излучения чер1 ого тела составляет 49%. [c.461]

    В химической промышленности насосы щироко применяются для перекачивания кпслот, щелочей, рассолов и других вязких жидкостей, часто содержащих твердые взвеси. Такие насосы изготовляются из коррозионностойких и износоустойчивых металлических сплавов (например, хромоникелевые сплавы с присадкой титана или молибдена, кремнистые и высокохромистые чу-гуны), для изготовления насосов применяются также пластические массы (например, фаолит) и керамика. [c.192]

    Наиболее распространенными физико-химическими системами, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, являются растворы. Самая характерная особенность раствора, называемого истинным, состоит в том, что растворенное вещество находится в виде атомов, ионов или молекул, равномерно окруженных атомами, ионами или молекулами растворителя. Иначе говоря, истинные растворы однофазны, т. е. в них отсутствует граница раздела между растворителем и растворенным веществом. Растворы могут существовать в любом из агрегатных состояний газообразном, жидком или твердом. Например, воздух можно рассматривать как раствор кислорюда и других газов (углекислый газ, благородные газы) в азоте. Морская вода — это водный раствор различных солей в воде. Металлические сплавы — твердые растворы одних металлов в других. [c.63]

    Наиболее важна и многообразна группа химических процессов, связанных с изменением химического состава и свойств веществ. К ним относятся процессы горения — сжигание топлива, серы, пирита и других веществ пирогенные процессы — коксование углей, крекинг нефти, сухая перегонка дереза электрохимические процессы — электролиз растворов и расплавов солей, электроосаждение металлов электротермические процессы — получение карбида кальция, электровозгонка фосфора, плавка стали процессы восстановления — получение железа и других металлов из руд и химических соединений термическая диссоциация — получение извести и глинозема обжиг, спекание — высокотемпературный синтез силикатов, получение цемента и керамики синтез неорганических сссд. 1п.е-ний — получение кислот, щелочей, металлических сплавов и других неорганических веществ гидрирование — синтез аммиака, метанола, гидрогенизация жиров основной органический синтез веществ на основе оксида углерода (II), олефинов, ацетилена и других сфга-нических соединений полимеризация и поликонденсация — получение высокомолекулярных органических соединений и на их основе синтетических каучуков, резин, пластмасс и т. д. [c.178]

    Достоинства гидроциклонов высокая производительность, отсутствие в них движущихся частей, компактность, простота и легкость обслуживания, относительно небольшая стоимость, а также широкая область применения. Однако в гидроциклонах происходит сравнительнб Йь1стрый изнб13 отдельных частей, особенно корпуса, поэтому г роциклоны зачастую изготавливают со сменной футеровкой йз износостойких материалов (керамики, пластмасс, металлических сплавов и др.). [c.83]

    Фракционирование встречается и в процессе кристаллизации некоторых металлических сплавов, компоненты которых не могут растворяться в кристаллических решетках друг друга (не образуют твердых растворов). При этом образуются механические смеси, где каждый компонент кристаллизуется самостоятельно и образует собственные зерна. Примером может являться система свинец-сурьма (РЬ-5Ь), а также другие системы, образующие диаграмму состояния сплавов I рода [13]. При искусственном и естественном старении алюминиевых сплавов происходит перераспределение атомов меди и образование из них скоплений (зоны Гинье – Пресгона). [c.22]


Металлические сплавы, их строение и кристаллизация

Применение чистых металлов в промышленности крайне ограниченно. Это объясняется тем, что чистые металлы не всегда экономически выгодны. Обладая высокой пластичностью, они имеют низкую прочность и твердость. Многие металлы имеют высокую электропроводность, но с повышением температуры электропроводность их падает. Электросопротивление чистых металлов также невелико и непостоянно при изменении температуры, что не позволяет использовать их в электрических приборах. Вследствие высоких коэффициентов расширения чистые металлы значительно изменяют объем при изменении температуры, что недопустимо в механизмах, работающих в условиях трения, в точных приборах и т. д. Твердость и прочность чистых металлов резко падают при повышении температуры.


Поэтому широкое применение в технике имеют не чистые металлы, а сплавы. Их преимущества перед металлами несомненны. Сплавы можно получить почти с любыми заданными свойствами. Для точных приборов применяют сплавы, у которых коэффициент теплового расширения практически близок к нулю; в электрических приборах — сплавы, электрические свойства которых не зависят от изменения температуры. Исключительно большое применение имеют антифрикционные, немагнитные, жаропрочные, красностойкие и другие сплавы.

Металлические сплавы — кристаллические тела, полученные при сплавлении металлов с другими металлами или неметаллами. К важнейшим промышленным сплавам относятся сталь и чугун — сплавы металлов с неметаллами; сплавы меди— бронза и латунь; сплавы алюминия и ряд других — сплавы металлов с металлами. Составляющие части сплава называются компонентами. Число компонентов может быть равно двум, трем, четырем и более. Получение сплава не всегда возможно. Например, железо со свинцом, свинец с цинком не образуют сплава, так как в жидком виде они не дают раствора. Обязательное условие для образования сплава — получение однородного жидкого раствора соединившихся компонентов. При затвердевании сплавы образуют различные типы соединений определяющие их внутреннее строение. Внутреннее строение сплавов резко отличается от строения металлов, из которых они получены, поэтому и свойства сплавов отличаются от свойств их компонентов.

Металлические сплавы

Металлическим сплавомназывается материал, полученный сплавлением двух или более металлов или металлов с неметаллами, обладающий металлическими свойствами. Вещества, которые образуют сплав называются компонентами.

Фазой называют однородную часть сплава, характеризующуюся определенными составом и строением и отделенную от других частей сплава поверхностью раздела. Под структурой понимают форму размер и характер взаимного расположения фаз в металлах и сплавах. Структурными составляющими называют обособленные части сплава, имеющие одинаковое строение с присущими им характерными особенностями.

Виды сплавов но структуре. По характеру взаимодействия компонентов все сплавы подразделяются на три основных типа: механические смеси, химические соединения и твердые растворы.

Механическая смесьдвух компонентов А и В образуется, если они не способны к взаимодействию или взаимному растворению. Каждый компонент при этом кристаллизуется в свою кристаллическую решетку. Структура механических смесей неоднородная, состоящая из отдельных зерен компонента А и компонента В. Свойства механических смесей зависят от количественного соотношения компонентов: чем больше в сплаве данного компонента, тем ближе к его свойствам свойства смеси.

Химическое соединениеобразуется когда компоненты сплава А и В вступают в химическое взаимодействие. При этом при этом соотношение чисел атомов в соединении соответствует его химической формуле AmBn. Химическое соединение имеет свою кристаллическую решетку, которая отличается от кристаллических решеток компонентов. Химические соединения имеют однородную структуру, состоящую из одинаковых по составу и свойствам зерен.

При образовании твердого раствора атомы одного компонента входят в кристаллическую решетку другого. Твердые растворы замещения образуются в результате частичного замещения атомов кристаллической решетки одного компонента атомами второго (рис. 2.6,б). Твердые растворы внедрения образуются когда атомы растворенного компонента внедряются в кристаллическую решетку компонента – растворителя (рис. 2.6,в.). Твердый раствор имеет однородную структуру, одну кристаллическую решетку. В отличие от химического соединения твердый раствор существует не при строго определенном соотношении компонентов, а в интервале концентраций. Обозначают твердые растворы строчными буквами греческого алфавита α, δ, β, τ, и т. д.


Металлический сплав – Энциклопедия по машиностроению XXL

В этой главе рассмотрено взаимодействие компонентов в металлических сплавах.  [c.97]

Железоуглеродистые сплавы — стали и чугуны — важнейшие металлические сплавы современной техники. По объему производство чугуна и стали намного более чем в 10 раз превосходит производство всех других металлов, вместе взятых.  [c.159]

Структуру и свойства металлических сплавов, как уже известно, можно изменять в широких пределах с помощью термической обработки особенно эффективна термическая обработка для стали. Однако не все свойства изменяются при такой обработке. Одни (структурно чувствительные свойства) зависят от структуры металла (это большинство свойств), и, следовательно, изменяются при термической обработке, другие (структурно нечувствительные свойства) практически не зависят от структуры. К последним относятся характеристики жесткости (модуль нормальной упругости Е, модуль сдвига С).  [c.180]


Наконец, сплавы с добавкой ртути (называются амальгамами) имеют температуру плавления ниже 100°С (сплавы системы Sn—РЬ—Bi—Hg). Чистая ртуть и сплавы системы Т1—Нтемпературу плавления ниже 0°С. Наиболее легкоплавкий металлический сплав из известных в природе (сплав с 8,57о Т1, 91,5% Hg) плавится при —59°С (рис. 458).  [c.627]

Металлический сплав 11 Металлографические методы 37 Металлы благородные 17, 630  [c.644]

Все металлы и металлические сплавы — тела кристаллические  [c.8]

Фазы в металлических сплавах  [c.77]

Химические соединения. Химические соединения и родственные им по природе фазы в металлических сплавах многообразны. Харак-  [c.82]

Для получения сварных соединений высокого качества необходимо правильно подбирать состав сварочного флюса и электродной проволоки для сварки данного металлического сплава, что можно сделать, используя справочники по сварке.  [c.368]

Обезжиривание и травление. Металлическую поверхность можно обезжиривать различными растворителями, среди которых наиболее универсальными являются органические эфир, бензол, бензин, ацетон, спирт, четыреххлористый углерод. Рецептура растворителей и технология удаления жиров с различных металлических сплавов химическим и электрохимическим способами подробно рассмотрены в [42—44].  [c.88]

ДИНАМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ АРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРНЫХ УРОВНЕЙ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВАХ СТЕКЛООБРАЗУЮЩИХ СИСТЕМ  [c.68]

В последние годы исключительно интенсивно развивается физика некристаллических веществ, к которым относятся жидкие металлы и полупроводники, стекло, аморфные металлические сплавы и т. д. Основной отличительной чертой кристалла является то, что атомы или молекулы, составляющие его, образуют упорядоченную структуру, обладающую периодичностью с дальним порядком. Из-за математических упрощений, связанных с этой периодичностью, физические явления в кристаллических твердых телах были хорошо поняты сразу после создания квантовой механики.  [c.353]

При нагревании в аморфных металлах происходят структурные изменения. В отличие от обычных стекол (оксидных), которые при нагреве размягчаются и переходят в расплав, а при охлаждении расплава снова образуется стекло, металлические стекла при повышении температуры кристаллизуются. Эта особенность обусловлена металлическим типом связи. Температуры кристаллизации, (Тк) аморфных металлических сплавов в твердом состоянии достаточно велики. Например, для сплавов переходных металлов с металлоидами Тк превышает (0,4- 0,6) Тил-372  [c.372]


Механические и коррозионные свойства. Особенности атомной структуры металлических стекол, приводящие к отсутствию в них таких дефектов, как дислокации, границы зерен и т. д., обусловливают очень высокую прочность и износостойкость. Так, например, предел прочности аморфных сплавов на основе железа существенно больше, чем у наиболее прочных сталей. При испытании аморфных металлических сплавов на растяжение обнаруживается их удлинение, т. е. эти сплавы в отличие от оксидных стекол, являются пластичными.  [c.373]

Электрические свойства. По электропроводности аморфные металлы ближе к жидким металлам, чем к кристаллическим. Удельное сопротивление р аморфных металлических сплавов при комнатной температуре составляет (1—2) 10- Ом-см, что в 2—3 раза превышает р соответствующих кристаллических сплавов. Это связано с особенностями зонной структуры аморфных металлов. В кристаллических металлах длина свободного пробега электрона составляет примерно 50 периодов решетки даже при Т, близкой к температуре плавления. Отсутствие дальнего порядка в металлических стеклах обусловливает малую длину свободного пробега, соизмеримую с межатомным расстоянием. Следствием этого является повышенное удельное сопротивление и слабая зависимость его от температуры.  [c.373]

Многие аморфные металлические сплавы при низких температурах переходят в сверхпроводящее состояние. Исследование их сверхпроводящих свойств представляют большой интерес как с точки зрения развития теории сверхпроводимости, так и с точки зрения технических применений. Температура сверхпроводящего перехода (Тс) для аморфных металлов обычно ниже, чем для соответ-  [c.373]

В природе очень многие вещества имеют кристаллическое строение в виде многогранников. Это не только большинство веществ, слагающих горные породы, но и почву все металлы и металлические сплавы огромное большинство твердых химических реакти-  [c.104]

Металлы суть светлые тела, которые ковать можно . Это определение металлов, данное М. В. Ломоносовым, не потеряло своего научного значения и теперь, через 200 лет. Этими свойствами обладают не только чистые элементы, например алюминий, медь, железо и др., но и более сложные вещества, в состав которых может входить несколько элементов-металлов, la To с примесью заметных количеств элементов-неметаллов, кие вещества называются металлическими сплавами. Следо-  [c.11]

Однако в последнее время для изучения строения металлических сплавов начали применять метод радиографии. При выплавке в металл вводят известное количество радио” тивного изотопа того элемента, распределение которого в металле изучаг 1а макро- или микрошлиф из приготовленного таким способом металла накладывают фотопленку. В местах расположения изучаемого элемента, к которому примешан теперь его радиоактивный изотоп, фотопленка окажется засвеченной радиоактивным излучением. Фотографируя под микроскопом проявленную пленку, можно получить микрорадиограмму с увеличением до 150 раз,  [c.39]

Сплав, приготовленный преимущеспвенно из металлических элементов и обладающий металлическими свойствами, называется металлическим сплавом.  [c.97]

Естественно, что строение металлического сплава (а о таких сплавах и будет идти речь в дальнейшем) более сложное, чем чистого металла, и зависит глаиным образом от того, в какие взаимодействия вступают компоненты, составляющие оплав.  [c.97]

В жидком состоянии большинство металлических сплавов, применяемых в технике, представляет собой однородные жидкости, т. е. жидкие распворы. При переходе в твердое состояние  [c.100]

Характерные особенности имеются у твердых растворов на базе фаз внедрения, Оказывается, что растворы с избытком металлоида в равновесном со- стоянии никогда не встречались, но с избытком металлических атомов встречаются очень часто. Практически в металлических сплавах фазы внедрення почти никогда не имеют стехиометрического соотношения атомов и всегда в НИХ Б избытке присутствуют атомы металла. В этих случаях мы имеем не замену металлоида атомами металла (что, учитывая атомные размеры, надо признать невозможным), а недостаток металлоидных атомов, т. е. образование на базе фаз внедрения твердых растворов вычнтпппя, с которыми мы ознакомились выше.  [c.108]


Так поступим и сейчас, рассматривая только часть системы от железа до химического соединения (РезС — цементит). Это не только упрощает нашу задачу знакомства с системой, но оправдано еще и тем, что на практике применяют металлические сплавы с содержанием углерода не более 5,%.  [c.160]

Иногда, правда очень редко, в металлических сплавах образуются карбиды бора, алюминия, кремния и других элементов, по приведенной классификации относящихся к некарбидообразующим элементам. Дело в том, что карбиды Е54С, Alj j и т. д. совершенно отличны от рассматриваемых карбидов, Это соединения с ковалентой связью, не обладающие мрта,1]лическими свойствами.  [c.353]

В практике часто приходится измерять электродные потенциалы гетерогенных металлических сплавов. Пpo тeйuп м случаем является бинарный сплав, состоящий из двух металлов. Так как каждый из этих двух металлов в свою очередь является как минимум двухэлектродной системой, бинарный сплав следует рассматривать в простейшем случае уже как четырехэлектродную микрогальваническую систему, которая в большинстве практических случаев коррозии является системой короткозамкнутой.  [c.297]

Ограниченная растворимость наиболее часто встречается в металлических сплавах. При образовании ограниченных твердых растворов различают два типа диаграмм состоянии с эвтектическим и с перптектическим превращением.  [c.95]

Жаропрочность стали и других металлических сплавов сильао зависит от величины сил межатомной связи. Она тем вьш]е, чем больн1е межатомные силы связи в кристаллической решетке металла, па базе которого построен сплав. В первом [ риближеиии можно считать, что чем выше температура плавления металла, тем больше сила межатомных связей и выше температурный уровень применения этих сплавов  [c.287]

Фракционирование встречается и в процессе кристаллизации некоторых металлических сплавов, компоненты которых не могут растворяться в кристаллических решетках друг друга (не образуют твердых растворов). При этом образуются механические смеси, где каждый компонент кристаллизуется самостоятельно и образует собственные зерна. Примером может являться система свинец-сурьма (РЬ-5Ь), а также другие системы, образующие диаграмму состояния сплавов I рода [15]. При искусственном и естественном старении алюминиевьгх сплавов происходит перераспределение атомов меди и образование из них скоплений (зоны Гинье – Престона).  [c.65]

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИНИЯ ДЕФЕКТОВ НА УПРУГО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ И ИХ ПОВЕДЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ ДЕФОРМИРОВАНИЯ  [c.49]

АВТОВОЛНОВЫЕ УПРУГИЕ И ПЛАСТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ АМОРФНЫХ МАГНИТНОМЯГКИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ  [c.70]

В дшшой роботе рассмотрены упругие и пластические эффекта, сопровождающие основной структурный переход при стобилизирующей обработке с упорядочением — сдвиговой (бездиффузионной) направленной кристаллизацией аморфных магнитно-мягких металлических сплавов типа переходный металл — металлоид преимущественно на основе железа и никеля, подученных методом спиннингования.  [c.70]

Во многих случаях аморфные металлические сплавы упорядочиваются ферромагнитно, несмотря на то, что их кристаллические аналоги являются антиферромагнитными. Это свидетельствует о том, что при аморфизации структуры может измениться характер обменного взаимодействия. Выше отмечалось, что разупорядочива-ние атомной структуры приводит к уменьшению длины свободного пробега электронов проводимости, которая в аморфных металлах и сплавах может иметь порядок межатомного расстояния. Это означает, что значительно понижается вклад обменного взаимодействия через электроны проводимости.  [c.374]

Сопротивление развитию усталостных трещин в металлических сплавах, применяемых в железнодорожном транспорте Сборник научных трудоа/Под ред.  [c.86]

Выбор метода получения аморфных материалов определяется спецификой аморфизируемого вещества. Так, расплавленные Ge и Si обладают металлическими свойствами, и поэтому для получения аморфных полупроводников Ge и Si используют первую группу методов [59]. Для аморфизации Те и особенно Se вполне достаточно быстрого охлаждения в обычных закалочных средах. Аморфизация металлических сплавов требует скоростей до 1 с [60, 61]. Аморфные твердые тела, полученные сверхбыстрой закалкой из жидкого состояния, метастабильны. Они, как считается, обладают большей стойкостью к кристаллизации, чем аморфные вещества, полученные напылением.  [c.274]


8.4. Металлические сплавы и композиты

8.4. Металлические сплавы и композиты

Металлические сплавы. Металлические сплавы — это вещест­ва, обладающие металлическими свойствами и состоящие из двух или более элементов, из которых хотя бы один является металлом. Их получают охлаждением расплавленных смесей, совместным осажде­нием из газовой фазы, электроосаждением из растворов и расплавов, диффузионным насыщением. Свойства сплавов значительно отлича­ются от свойств металлов. Например, прочность на разрыв сплава меди и цинка (латуни) в три раза выше, чем у меди и в шесть раз по сравнению с цинком. Железо хорошо растворимо, а его сплав с хро­мом и никелем (нержавеюща сталь) – устойчив в разбавленной сер­ной кислоте. Различают однофазные сплавы (твердые растворы), ме­ханические смеси и химические соединения (интерметаллиды).

Твердые растворы — это фазы переменного состава, в которых различные атомы образуют общую кристаллическую решетку. Прак­тически все металлы образуют твердые растворы с другими метал­лами и неметаллами. Однако, в большинстве случаев растворимость других элементов в металлах невелика, а иногда и пренебрежимо ма­ла. Имеется несколько систем с полной взаимной растворимостью (непрерывные твердые растворы). Примерами таких твердых раство ров служат сплавы серебро — золото, никель — кобальт, медь — ни­кель, молибден — вольфрам. На рис. 6.5 была приведена диаграмма плавкости твердого раствора медь — никель.

Атомы растворяющихся элементов занимают либо узлы кристал­лической решетки (растворы замещения), либо места между узлами (растворы внедрения). Растворы замещения образуют компоненты с близкими электронными структурами и размерами атомов. При рас­творении неметаллов в металлах обычно возникают растворы вне­дрения. Для твердых растворов характерно постепенное изменение свойств с изменением их состава. Прочность и твердость твердых растворов обычно выше, а электрическая проводимость и теплопро­водность ниже, чем у каждого из компонентов в отдельности.

Многие металлы, взаимно растворимые в расплавленном состоянии, при охлаждении образуют смесь кристаллов с различной кристаллической решеткой. Температура плавления такой смеси ниже температуры плавления отдельных компонентов. Состав, имеющий минимальную температуру плавления, называется эвтектикой. Эвтектический сплав состоит из очень мелких кристаллов индивидуальных компонентов. Эвтектическую смесь обычно образуют металлы, близкие по природе, но существенно отличающиеся по типу кристаллической решетки, например, свинец с оловом, с сурьмой, кад­мий с висмутом, олово с цинком. На рис. 11.7 приведены диаграммы плавкости сплавов кадмия с висмутом и олова со свинцом. Эвтекти­ческие сплавы характеризуются малыми размерами и однородностью кристаллов и имеют высокие твердость и механическую прочность. Поэтому сплавы свинца с оловом и сурьмой применяются в качестве типографских шрифтов и решеток аккумуляторов. Вследствие легко­плавкости сплавы свинца с оловом также применяются для припоев и подшипников.

           

Для большинства эвтектических сплавов наблюдается ограничен­ия растворимость компонентов. Например, растворимость олова в свинце и свинца в олове составляет соответственно атомных долей 9,5 и 2,5% (рис. 11.7,6).

Рекомендуемые материалы

При сильном взаимодействии между металлами образуются химические соединения, называемые интерметаллидами. Диаграмма плавкости таких систем имеет максимум (рис. 11.8). Химические соединения могут иметь постоянный (дальтониды, рис. 11.8, а) или переменный состав (бертоллиды; рис. 11.8, б). Наряду с интермеллидами в системе возникают эвтектики ( Е1 и Е2, рис. 11.8). Кроме того, возможна взаимная растворимость компонентов (фазы aиbрис . 11.8). Возможны и более сложные диаграммы плавкости.

Химические соединения обычно возникают между металлами, от­личающимися по электроотрицательности и химическим свойствам, например между магнием и медью (MgCu2), никелем (MgNi2), сурь­мой (Mg3Sb2), между алюминием и никелем (NixAly), лантаном (LaAl4), кальцием и цинком (CaZn10), лантаном и никелем (LaNi5) и многими другими.

Обычно составы интерметаллидов не соответствуют формальным валентностям металлов. Кристаллические структуры интерметалли­дов, как правило непохожи на структуры индивидуальных компонен­тов. Свойства химических соединений существенно отличаются от свойств исходных металлов. Они характеризуются меньшими значе­ниями теплопроводности и электрической проводимости, чем обра­зующие их компоненты. Некоторые интерметаллиды являются даже полупроводниками.

Интерметаллиды характеризуются хрупкостью, но становятся пластичными при температурах, близких к температурам плавления. Многие из них имеют высокую химическую стойкость.

Жак, металлические сплавы существуют в виде твердых раство­ров, механических смесей, интерметаллидов и их сочетаний.

Композиционные материалы. Керметы. Композиционные ма­териалы (композиты) получают объемным сочетанием химически разнородных компонентов при сохранении границы раздела между ними. Свойства композитов существенно отличаются от свойств вхо­дящих в них компонентов.

Композиционные материалы состоят из основы (матрицы) и до­бавок (порошков, волокон, стружки и т.д.). В качестве основы приме­няют металлы, полимеры, керамику и другие материалы. Если осно­вой служат металлы, то добавками являются металлические нитевид­ные кристаллы, неорганические волокна и порошки (оксиды алюми­ния, кварц, алюмосиликаты и др.). Композиты, матрицей которых служит керамика, а добавками — металлы, называются керамико-металлическими материалами или керметами. В качестве матрицы керметов обычно применяют оксиды алюминия, хрома, магния, цир­кония, карбиды вольфрама, кобальта, бориды циркония и хрома. До­бавками могут служить металлы, сродство которых соответственно к кислороду, углероду, бору меньше, чем сродство к этим элементам металлов основы. Наиболее распространены сочетания оксидов алю­миния с молибденом, вольфрамом, танталом, никелем, кобальтом, оксида хрома с вольфрамом, оксида магния с никелем, диоксида цир­кония с молибденом, карбидов титана и хрома с никелем и кобальтом.

Композиты получают различными методами: порошковой метал­лургии, пропитки расплавленным металлом, химического и электро­химического осаждения металлов на основу. Метод порошковой ме­таллургии включает операции смешения компонентов, их формиро­вания прессованием или прокаткой и спекания. В методе пропитки расплавленный металл заполняет поры в керамической матрице или в сетке из другого металла.

Композиты характеризуются высокой прочностью, твердостью, износостойкостью. Например, предел прочности на растяжение ком­позита, состоящего из железного порошка и нитевидных кристаллов оксида алюминия в три раза выше, чем у неармированного железа. В пять раз возрастает усталостная прочность меди при ее армировании волокнами вольфрама. Композиты широко используются в качестве конструкционных материалов, материалов износостойких контактов, подшипников, штампов и инструментов. Многие из них обладают жаростойкостью, поэтому служат огнеупорами, материалами чехлов термопар, испарителей металлов, тепловыделяющих элементов, ава­рийных стержней в атомной энергетике и др.

Химически стойкие керамические матрицы защищают металлы-добавки от коррозии и воздействия агрессивных сред, поэтому мно­гие керметы устойчивы в морской воде, растворах солей, щелочей и даже кислот.

Итак, металлические композиты представляют собой гетероген­ное сочетание металлов и сплавов с другими металлами и керамиче­скими фазами. Свойства композитов существенно отличаются от свойств входящих в них компонентов.

Вопросы и задачи для самоконтроля

В каком случае больше разница между свойствами металла и сплава: а)
твердого раствора; б) интерметаллида?

Рекомендация для Вас – 11 Человек в светской культуре Нового времени.

Уменьшится или увеличится температура плавления вещества при образо­
вании сплава: а) эвтектики; б) интерметаллида?

Рассчитайте молярную долю кадмия (%) в эвтектике кадмий-висмут (см.
рис. 11.7, а).

11.19.  Могут ли оксиды: a) Fe2Oj; б) А12О3 быть основами матриц керметов с
армирующей добавкой хрома, если стандартная энергия Гиббса образования оксидов

ДС/. 298 (кДж/моль) – 1576 (А12О3), – 1058 (Сг2О3) и – 740 (Fe2O3)?

11.20.  Ксрмст, состоящий из оксида алюминия и никеля, можно изготовить хи­
мическим восстановлением никеля из солей на матрицу А12Оз. Напишите реакцию
восстановления карбоната никеля водородом при повышенной температуре.

Металлический сплав – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Металлический сплав

Cтраница 1


Металлические сплавы имеют также кристаллическое строение. При кристаллизации сплавы могут быть получены в виде механической смеси, твердого раствора, химического соединения.  [2]

Металлические сплавы, являющиеся с первого взгляда трудными объектами исследования, оказались более пригодными для изучения взаимодействия и превращений веществ.  [3]

Металлические сплавы – это сложные материалы, полученные сплавлением одного металла с другими металлами или неметаллами.  [4]

Металлические сплавы – это сложные вещества, полученные сплавлением двух или более элементов, преимущественно металлических.  [6]

Металлические сплавы обычно состоят из кристалликов различных компонентов, причем каждый вид кристал ликов содержит преимущественно только один из компонентов. Однако в значительном ряде случаев обнаруживается присутствие в кристаллах данного вида не одного, а, например, двух из компонентов сплава. В по-следнем случае атомы одного металла внедряются в решетку другого или замещают его атомы своими, образуя соответственно твердые растворы внедрения или твердые растворы замещения.  [7]

Металлические сплавы – это вещест-деа, обладающие металлическими свойствами и состоящие из двух или более элементов, из которых хотя бы один является металлом. Их получают охлаждением расплавленных смесей, совместным осаждением из газовой фазы, электроосаждением из растворов и расплавов, диффузионным насыщением. Свойства сплавов значительно отличаются от свойств металлов.  [8]

Металлические сплавы обычно состоят из кристалликов различных компонентов, причем каждый вид кристалликов содержит преимущественно только один из компонентов.  [10]

Металлические сплавы обычно состоят из кристалликов различных компонентов, причем каждый вид кристалликов содержит преимущественно только один из компонентов. Однако в значительном ряде случаев обнаруживается присутствие в кристаллах данного вида не одного, а например, двух из компонентов сплава.  [12]

Металлические сплавы могут быть весьма устойчивы к высоким температурам в газовой среде, не содержащей коррозионно-агрессивных компонентов, но в присутствии золы, содержащей пятиокись ванадия, сульфат натрия, окись свинца и другие соединения, эта устойчивость резко снижается.  [13]

Металлические сплавы и окисные метал-лич.  [14]

Металлические сплавы – макроскопически однородные системы, состоящие из двух или более сортов атомов металлов ( реже неметаллов), в которых доминирующими являются атомы металла и которые обладают металлическими свойствами. Внутри классов, определенных по главному компоненту сплава, распределение на группы и подгруппы чаще всего производится по характерным особенностям в свойствах или области применения данного сплава или нескольких сплавов.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Прогнозирование того, что будут делать металлические сплавы

Усовершенствованные металлические сплавы используются во всем, от автомобилей до электроники, но создавать новые сплавы для конкретных целей не всегда легко.

Проблема на атомном уровне: на границах между кристаллическими зернами, из которых состоит большинство металлов. Когда два металла смешиваются, атомы вторичного металла могут собираться вдоль границ или могут распространяться по решетке атомов внутри зерен.

То, что именно они делают, в значительной степени определяет общие свойства получаемого материала, такие как прочность, твердость, коррозионная стойкость и проводимость, но трудно сказать, какими они будут.

Исследователи из Массачусетского технологического института, США, возможно, уже нашли способ. В статье Nature Communications Кристофер Шух и его коллеги описывают использование компьютерного моделирования и машинного обучения для получения подробных прогнозов, которые могли бы направлять разработку новых сплавов для самых разных применений.

Они также предполагают, что предыдущие решения об отклонении возможных сплавов могли быть ошибочными.

Традиционно, говорит Шух, инженеры, разрабатывающие новые сплавы, либо пропускают этот вопрос, либо просто смотрят на средние свойства границ зерен, как если бы они были одинаковыми, хотя это не так.

Его команда решила изучить фактическое распределение конфигураций и взаимодействий для большого количества репрезентативных случаев, а затем использовать алгоритм для экстраполяции этих конкретных случаев, чтобы получить прогнозируемые значения для диапазона возможных вариаций сплава.

Получайте обновления научных статей прямо на свой почтовый ящик.

Они исследовали более 200 комбинаций основного металла и легирующего металла на основе тех, которые были описаны на базовом уровне в литературе, а затем смоделировали некоторые из этих соединений для изучения конфигурации их границ зерен.

Они использовались для создания прогнозов с использованием машинного обучения, которые затем были проверены с помощью более целенаправленного моделирования. Было обнаружено, что предсказания близко соответствуют подробным измерениям.

В результате, по их словам, они смогли показать, что многие комбинации сплавов, которые ранее считались нежизнеспособными, на самом деле осуществимы.

Новая база данных теперь доступна в открытом доступе, и исследователи продолжают свой анализ.

«В нашем идеальном мире мы бы взяли каждый металл из таблицы Менделеева, а затем добавили бы к нему все остальные элементы таблицы Менделеева», — говорит Шух.

«Итак, вы берете периодическую таблицу, скрещиваете ее с самой собой и проверяете все возможные комбинации.

Для большинства этих комбинаций базовые данные еще недоступны, но исследователи говорят, что по мере того, как будет выполняться все больше и больше симуляций и собираться данные, их можно будет интегрировать в новую систему.

Фон, металлы, хирургическая нержавеющая сталь

  • Yan X, Cao W, Li H. Биомедицинские сплавы и модификации физической поверхности: мини-обзор. Материалы (Базель) . 2021, 22 декабря. 15 (1): [Ссылка на MEDLINE QxMD]. [Полный текст].

  • Рахман М.М., Балу Р., Авраам А., Датта Н.К., Чоудхури Н.Р.Разработка биоактивного гибридного покрытия для In Vitro для контроля коррозии магния и его сплава. ACS Appl Bio Mater . 2021 19 июля. 4 (7): 5542-5555. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Ли Д., Чжан Д., Юань К., Лю Л., Ли Х., Сюн Л. и др. In vitro и in vivo оценка влияния биоразлагаемых магниевых сплавов на остеогенез. Акта Биоматер . 2021 28 декабря. 4 (7): 5542-5555. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Далури Д.Ф., Гонсалес Р.А., Адамс М.Дж.Минимум 5-летний результат в 96 последовательных тазобедренных суставах, обработанных системой конических титановых стержней. J Артропластика . 2010 25 января (1): 104-7. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Grupp TM, Weik T, Bloemer W, Knaebel HP. Неисправности модульного адаптера шейки из титанового сплава при замене тазобедренного сустава – анализ характера отказа и влияние материала имплантата. BMC Заболевание опорно-двигательного аппарата . 2010 4 янв. 11:3. [Ссылка QxMD MEDLINE]. [Полный текст].

  • Venable CS, Stuck WG, Beach A.Воздействие на кости присутствия металлов; на основе электролиза. Экспериментальное исследование. Энн Сург . 1937. 105:917.

  • Рахаман М.Н., Бал Б.С., Гарино Дж., Рис М., Яо Дж. Керамика для протезирования тазобедренного и коленного суставов. J Am Ceram Soc . 2007. 90:1965-1988.

  • Джейкобс Дж. Дж., Гилберт Дж. Л., Урбан РМ. Коррозия металлических ортопедических имплантатов. J Bone Joint Surg Am . 1998 фев. 80 (2): 268-82. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Шерман WO. Пластины и винты из ванадиевой стали. Хирургический акушер-гинеколог . 1912. 14:629.

  • Yoo YR, Jang SG, Oh KT, Kim JG, Kim YS. Влияние пассивирующих элементов на коррозию и биосовместимость супернержавеющих сталей. J Biomed Mater Res B Appl Biomater . 2008 авг. 86 (2): 310-20. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Галанте ДЖО. Причины переломов бедренного компонента при тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава. J Bone Joint Surg Am . 1980. 62 (4): 670-3. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Леванталь ГК. Титан: металл для хирургии. J Хирургическая хирургия костей . 1951. 33:473.

  • Маркс Р., Фарамарци Р., Юнгвирт Ф., Клеффнер Б.В., Мумме Т., Вебер М. и др. Силикатное покрытие цементируемых стержней на основе титана в протезах тазобедренного сустава снижает высокое асептическое расшатывание. Z Ортоп Распад . 2009 март-апрель. 147 (2): 175-82. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Джафари С.М., Бендер Б., Койл С., Парвизи Дж., Шарки П.Ф., Хозак В.Дж.Показывают ли танталовые и титановые чашки одинаковые результаты при ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава? Clin Orthop Relat Res . 2010 фев. 468 (2): 459-65. [Ссылка QxMD MEDLINE]. [Полный текст].

  • Hatamleh MM, Wu X, Alnazzawi A, Watson J, Watts D. Характеристики поверхности и биосовместимость титановых имплантатов для краниопластики после различных видов обработки поверхности. Дент Матер . 2018 34 апреля (4): 676-683. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Li Z, Zhao Y, Wang Z, Ren M, Wang X, Liu H и др.Разработка многофункциональных гидрогелевых биоактивных ортопедических интерфейсов, напечатанных на 3D-принтере, для остеопоротической остеоинтеграции. Adv Healthc Mater . 2022 17 января. e2102535. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Белен Ф., Гравина А.Н., Пистонеси М.Ф., Русо Дж.М., Гарсия Н.А., Прадо Ф.Д. и др. Конфигурации с нано-отверстиями, отражающие NIR, и гидрофобные биостимуляторы на титановом сплаве. Интерфейсы приложений ACS . 20 января 2022 г. [Ссылка на MEDLINE QxMD].

  • Ли К., Чжан Л., Ли Дж., Сюэ Ю., Чжоу Дж., Хань Ю.pH-чувствительное покрытие ECM на титановых имплантатах для антибиоза в повторно инфицированных моделях. ACS Appl Bio Mater . 2022 17 января. 5 (1): 344-354. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Оздемир З., Оздемир А., Басим Г.Б. Применение процесса химико-механической полировки имплантатов на основе титана. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl . 2016 1 ноября. 68: 383-396. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Грелсамер РП. Применение пористого тантала при тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава. J Am Acad Orthop Surg . 2007 15 марта (3): 137; ответ автора 137-8. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Левин Б., Спорер С., Делла Валле С.Дж., Джейкобс Дж.Дж., Папроски В. Пористый тантал в реконструктивной хирургии коленного сустава: обзор. J Коленный хирург . 2007 г. 20 июля (3): 185-94. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Лахевич П.Ф., Суало Э.С. Компоненты из тантала при сложных ревизиях вертлужной впадины. Clin Orthop Relat Res . 2010 фев. 468 (2): 454-8.[Ссылка QxMD MEDLINE]. [Полный текст].

  • Harrison AK, Gioe TJ, Simonelli C, Tatman PJ, Schoeller MC. Помогают ли пористые танталовые имплантаты сохранить кость?: оценка плотности большеберцовой кости вокруг танталовых большеберцовых имплантатов при ТКА. Clin Orthop Relat Res . 2010 Октябрь 468 (10): 2739-45. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Benz EB, Sherburne B, Hayek JE, Falchuk KH, Sledge CB, Spector M. Лимфаденопатия, связанная с тотальными протезами суставов.Отчет о двух случаях и обзор литературы. J Bone Joint Surg Am . 1996 апр. 78 (4): 588-93. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Case CP, Langkamer VG, James C, Palmer MR, Kemp AJ, Heap PF, et al. Широкое распространение металлических обломков имплантатов. J Bone Joint Surg Br . 1994 сен. 76 (5): 701-12. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Нюрен О., Маклафлин Дж. К., Гридли Г., Экбом А., Джонелл О., Фраумени Дж. Ф. мл. и др. Риск рака после замены тазобедренного сустава металлическими имплантатами: популяционное когортное исследование в Швеции. J Natl Cancer Inst . 1995 4 января. 87 (1): 28-33. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Олмедо Д.Г., Тасат Д.Р., Дуффо Г., Гульельмотти М.Б., Кабрини Р.Л. Проблема коррозии зубных имплантатов: обзор. Acta Odontol Latinoam . 2009. 22 (1):3-9. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Lévesque J, Hermawan H, Dubé D, Mantovani D. Дизайн псевдофизиологического испытательного стенда для разработки биоразлагаемых металлических биоматериалов. Акта Биоматер .2008 4 марта (2): 284-95. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Митчелл А., Шротрия П. Растворение металлических поверхностей имплантатов под действием механической нагрузки: влияние контактных нагрузок и поверхностно-напряженного состояния. Акта Биоматер . 2008 4 марта (2): 296-304. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Lemons JE, Lucas LC. Свойства биоматериалов. J Артропластика . 1986. 1 (2): 143-7. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Лютцнер Дж., Диннебир Г., Хартманн А., Гюнтер К.П., Киршнер С.Обоснование и протокол исследования: проспективное рандомизированное сравнение концентраций ионов металлов в плазме пациента после имплантации полных протезов коленного сустава с покрытием и без покрытия. BMC Заболевание опорно-двигательного аппарата . 2009 14 окт. 10:128. [Ссылка QxMD MEDLINE]. [Полный текст].

  • Вендиттоли П.А., Рой А., Моттард С., Жирар Дж., Лузиньян Д., Лавин М. Высвобождение ионов металла в результате износа и коррозии подшипников в шарнирных соединениях с металлическими подшипниками диаметром 28 мм и большого диаметра: последующее исследование. J Bone Joint Surg Br . 2010 Янв. 92 (1): 12-9. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Durrani SK, Noble PC, Sampson B, Panetta T, Liddle AD, Sabah SA, et al. Изменения уровня ионов в крови после удаления эндопротезов тазобедренного сустава металл-металл: 16 пациентов наблюдались в течение 0-12 месяцев. Акта Ортоп . 2014 июнь 85 (3): 259-65. [Ссылка QxMD MEDLINE]. [Полный текст].

  • Lainiala O, Reito A, Elo P, Pajamäki J, Puolakka T, Eskelinen A. Ревизия металлических протезов тазобедренного сустава приводит к заметному снижению концентрации кобальта и ионов хрома в крови. Clin Orthop Relat Res . 2015 июль 473 (7): 2305-13. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Брэдберри С.М., Уилкинсон Дж.М., Фернер Р.Е. Системная токсичность, связанная с металлическими протезами бедра. Клин Токсикол (Фила) . 2014 сен-окт. 52 (8): 837-47. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Кэмпбелл П.А., Кунг М.С., Хсу А.Р., Джейкобс Дж.Дж. Способствуют ли поисковые анализы и измерения содержания металлов в крови нашему пониманию неблагоприятных местных тканевых реакций? Clin Orthop Relat Res .2014 Декабрь 472 (12): 3718-27. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Ван Дер Стрэтен С., Де Смет К.А. Современные взгляды экспертов на эндопротезирование тазобедренного сустава методом «металл-металл». Консенсус 6-го продвинутого курса по шлифовке тазобедренного сустава, Гент, Бельгия, май 2014 г. Hip Int . 2016 январь-февраль. 26 (1):1-7. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Бал Б.С., Гарино Дж., Рис М., Рахаман М.Н. Обзор керамических опорных материалов при тотальном эндопротезировании суставов. Бедро Int . 2007 январь-март.17 (1):21-30. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Ли С., Бурштейн А.Х. Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы. Материал и его применение в имплантатах тотального сустава. J Bone Joint Surg Am . 1994 г., июль 76 (7): 1080-90. [Ссылка QxMD MEDLINE].

  • Металлы и сплавы | SpringerLink

  • Bain, E.C. and Paxton, H.W., Легирующие элементы в стали , 2-е изд., Американское общество металлов, Metals Park, Ohio, 1961.

    Google ученый

  • Скотт Д.А., Армстронг, В.М. и Форвард., Ф.А., Влияние никеля и молибдена на изотермическое превращение аустенита в чистых сплавах железо-никель и железо-никель-молибден, содержащих 0,55% углерода», Trans. АСМ , 41 , 1949, 1145.

    Google ученый

  • Дауэс, К. и Трантер, Д.Ф., «Применение теории газового науглероживания на практике», Metals Technology , сентябрь 1974 г., 397.

    Google ученый

  • Джонс, Ф.В. и Памфри, В.И., «Свободная энергия и метастабильные состояния в железо-никелевых и железо-марганцевых системах», J. Iron Steel Inst. , 163 , 1949, 121.

    Google ученый

  • Подрядчик, Г.П., «Чудо Мараджинга», J. Metals , 18 , 1966, 938.

    Google ученый

  • Франкс, Р., «Хромистые стали с низким содержанием углерода», Trans.АСМ , 35 , 1945, 616.

    Google ученый

  • Аборн, Р. Х. и Бейн, Э. К., «Природа никель-хромовых нержавеющих сталей», Trans. АСМ , 18 , 1930, 837.

    Google ученый

  • Хэм, Дж.Л., Парк, Р.М. и Герциг, А.Дж., «Влияние молибдена на скорость диффузии углерода в аустените», Trans. АСМ , 31 , 1943, 877.

    Google ученый

  • Боуман, Ф.Е., «Распределение молибдена в стали и его отношение к прокаливаемости», Trans. АСМ , 35 , 1945, 112.

    Google ученый

  • Вишванатан, Р., «Прочность и пластичность 2¼Cr-1Mo сталей при ползучести при повышенных температурах», Metals Technology , июнь 1974 г., 284.

    Google ученый

  • Циглер, Н.А., Мейнхарт, В.Л. и Голдсмит, Дж. Р., «Влияние ванадия на свойства литых углеродистых и углеродисто-молибденовых сталей», Trans. АСМ , 41 , 1949, 565.

    Google ученый

  • Каплан, Д. и Коэн, М., «Высокотемпературное окисление сплавов железо-хром», Trans. А.И.М.Е. , 194 , 1952, 1057.

    Google ученый

  • Альм, С.и Кисслинг, Р., «Истощение хрома вокруг выделений на границах зерен в аустенитных нержавеющих сталях», J. Inst. Металлы , 91 (5), 1962–63, 190.

    Google ученый

  • Ауст, К.Т., Армиджо, Дж.С., Кох, Э.Ф. и Вестбрук, Дж.Х., «Межкристаллитная коррозия и электронно-микроскопические исследования аустенитных нержавеющих сталей», Trans. Квартал АСМ. , 60 , 1967, 360.

    Google ученый

  • Розенберг С.Дж. и Дарр Дж. Х., «Стабилизация аустенитных нержавеющих сталей», Trans. АСМ , 41 , 1949, 1261.

    Google ученый

  • Трент, Э.М., «Материалы для режущих инструментов», Metall. Rev. , № 127 (октябрь 1968 г.).

    Google ученый

  • «Свойства и выбор материалов», Metals Handbook , 8-е изд., Vol. 1, Американское общество металлов, Парк Металлов, Огайо, 1961, с.637–59.

    Google ученый

  • Моррог, Х., «Статус металлургии чугуна», J. Iron Steel Inst. , 206 , 1968, 1.

    Google ученый

  • Джейкоб М.Х., Лоу Т.Дж., Мелфорд Д.А. и Стоуэлл, М.Дж., «Основные процессы, контролирующие зарождение графитовых конкреций в кокильном чугуне», Metals Technology , Nov.1974, 490.

    Google ученый

  • Gilbert, G.N.J., «Механические свойства чугуна», Chart. мех. инж. , 12 , 1965, 316.

    Google ученый

  • Дэвис, Д.В., «Обрабатываемость и микроструктура некоторых распространенных цветных металлов и сплавов», Metals Technology , май – июнь 1976 г., 272.

    Google ученый

  • Скалли, Дж.C., Теория коррозионного растрескивания под напряжением в сплавах , Отдел научных дел НАТО, Брюссель, 1971, с. 127.

    Google ученый

  • Гай, А.Г., «Сплавы на основе никеля для высокотемпературных применений», Trans. АСМ , 41 , 1949, 125.

    Google ученый

  • Лор, Дж. М. и Хопкинс, С. М., «Тепловое расширение сплавов никеля и железа (никель от 30 до 70%)», Trans.А.И.М.Е. , 135 , 1939, 535.

    Google ученый

  • Дикс, Э.Х., младший, «Новые разработки в области высокопрочных изделий из алюминиевых сплавов», Trans. КАК М. , 35 , 1945, 130.

    Google ученый

  • Смит А.И., «Механические свойства материалов при высоких температурах», Chart. мех. Eng . (Лондон), 1961, 278.

    Google ученый

  • Коллинз, Х.E., «Разработка жаропрочных сплавов на основе никеля для применения в лопатках турбин реактивных двигателей», Отчет НАСА CR-54507 TRW Inc. (20 июня 1967 г.), контракт NAS3–7267.

    Google ученый

  • Симс, Г.Т., «Современный взгляд на суперсплавы на основе никеля», J. Metals , 18 , 1966, 1119.

    Google ученый

  • Брик, Р. М., Гордон Р. Б. и Филлипс, А., Структура и свойства сплавов , 3-е изд., McGraw-Hill, 1965.

    Google ученый

  • Саймонс, Э.Н., Словарь сплавов , Нью-Йорк, Hart Publishing Co., 1969.

    Google ученый

  • Wilson, R., Металлургия и термическая обработка инструмента. Сталь , Нью-Йорк, McGraw-Hill, 1975.

    Google ученый

  • Мондольфо, Л.F., Алюминиевые сплавы, структура и свойства , London, Butter-worths, 1976.

    Google ученый

  • Что такое сплавы? Информация о переработке металлолома

    Сплавы — это соединения металлов, полученные путем сплавления двух или более элементов. Один из этих элементов всегда будет металлом, а другие могут состоять из неметаллических элементов. Даже если сплав содержит неметаллические элементы, он сохраняет свойства металла.Соединение сплава считается родственным или гомогенным, что означает, что компоненты не могут быть разделены физическими средствами.

    Какие самые распространенные сплавы и где они встречаются?

    Некоторые распространенные сплавы, которые вы можете иметь прямо у себя дома или на работе, следующие:

    • Сталь – Комбинация железа и углерода. Сталь
      можно найти в автомобилях, пищевой упаковке и домашней мебели. Он также широко используется в крупных промышленных проектах, таких как коммерческие здания, мосты и трубопроводы.
    • Нержавеющая сталь – Железный сплав, который обычно содержит хром или никель. Нержавеющая сталь
      — это углеродистая сталь, которая широко используется на кухнях, включая столешницы, кастрюли и сковородки, а также столовое серебро.
    • Алюминий – Может быть комбинацией железа, магния, кремния, меди или цинка. Алюминий
      встречается в дверных и оконных рамах, банках, кухонной утвари и даже самолетах.
    • Латунь – Комбинация меди и цинка.
      Латунь часто используется в дверных ручках, сантехнике, ключах, кранах, музыкальных инструментах или инструментах.
    • Олово – Включает олово и другие элементы, такие как свинец или медь.
      Олово можно найти во многих декоративных предметах, таких как подсвечники, посуда, обеденные тарелки или настольные принадлежности.
    • Стерлинговое серебро – 92,5% серебра, включая медь и другие металлы. Серебро
      пробы обычно используется в ювелирных изделиях и изделиях из серебра.
    • 18-каратное золото – 75% золота, другие элементы обычно включают медь, цинк или никель.
      18-каратное золото обычно встречается в цельных украшениях или украшениях с покрытием.
    • Бронза – Сочетание меди и олова.
      Бронзу можно найти в украшениях, музыкальных инструментах, промышленном литье, скульптурах и инструментах.

    Можно ли перерабатывать сплавы?

    Теперь, когда у нас есть краткое изложение сплавов, их свойств и того, где их найти, мы обсудим, какие сплавы пригодны для вторичной переработки , в нашей следующей записи в блоге.

    Узнайте больше о сплавах:

    https://www.thinkco.com/alloy-definition-examples-and-uses-606371

    https://www.thoughtco.com/metal-alloys-2340254

    Ваш бизнес создает металлолом из сплавов?

    Металлолом очень ценится на современном рынке. Consolidated Resources Inc может помочь вам максимизировать ценность вашего металлолома. Позвоните нам по телефону (623) 931-5009, и мы создадим индивидуальную программу утилизации, которая оптимизирует ваш поток отходов.

     

    Ключ высокого давления для более легких и прочных металлических сплавов

    Высокое давление может быть ключом к созданию передовых металлических смесей, которые легче, прочнее и более жаростойки, чем обычные сплавы, предполагает новое исследование, проведенное исследователями из Стэнфорда.

    Простые сплавы, такие как расплавленная сталь на этом заводе, обычно состоят только из одного или двух доминирующих металлов. Но новое исследование Стэнфорда показывает, что высокое давление можно использовать для управления конечными свойствами передовых высокоэнтропийных сплавов, содержащих пять или более смешанных металлов. (Изображение предоставлено Shutterstock)

    На протяжении тысячелетий люди смешивали металлы для создания сплавов с уникальными свойствами. Но традиционные сплавы обычно состоят из одного или двух доминирующих металлов с добавлением небольшого количества других металлов или элементов.Классические примеры включают добавление олова к меди для получения бронзы или углерода к железу для получения стали.

    Напротив, «высокоэнтропийные» сплавы состоят из нескольких металлов, смешанных примерно в равных количествах. В результате получаются более прочные и легкие сплавы, более устойчивые к нагреву, коррозии и излучению и даже обладающие уникальными механическими, магнитными или электрическими свойствами.

    Несмотря на значительный интерес со стороны материаловедов, высокоэнтропийным сплавам еще только предстоит перейти от лабораторных к реальным продуктам.Одна из основных причин заключается в том, что ученые еще не придумали, как точно контролировать расположение или структуру упаковки составляющих атомов. То, как расположены атомы сплава, может существенно повлиять на его свойства, помогая определить, например, является ли он жестким или пластичным, прочным или хрупким.

    «Некоторые из наиболее полезных сплавов состоят из атомов металлов, расположенных в виде комбинации упаковочных структур», — сказал первый автор исследования Кэмерон Трейси, научный сотрудник Стэнфордской школы наук о Земле, энергетике и окружающей среде и Центра международной безопасности и Сотрудничество (CISAC).

    Новая структура

    На сегодняшний день ученым удалось воссоздать только два типа структур упаковки с наиболее высокоэнтропийными сплавами, называемые объемно-центрированной кубической и гранецентрированной кубической. Третья, общая структура упаковки в значительной степени ускользала от усилий ученых — до сих пор.

    В новом исследовании, опубликованном онлайн в журнале Nature Communications , Трейси и его коллеги сообщают, что они успешно создали высокоэнтропийный сплав, сделанный из обычных и легкодоступных металлов, с так называемой гексагональной плотноупакованной ( HCP) структура.

    «За последние несколько лет было изготовлено небольшое количество высокоэнтропийных сплавов со структурой ГПУ, но они содержат много экзотических элементов, таких как щелочные металлы и редкоземельные металлы», — сказал Трейси. «Что нам удалось сделать, так это изготовить высокоэнтропийный сплав HCP из обычных металлов, которые обычно используются в технических приложениях».

    Хитрость, оказывается, в высоком давлении. Трейси и его коллеги использовали инструмент, называемый ячейкой с алмазными наковальнями, чтобы подвергнуть крошечные образцы высокоэнтропийного сплава давлению до 55 гигапаскалей — примерно такое давление можно встретить в мантии Земли.«Единственный раз, когда вы можете естественным образом увидеть это давление на поверхность Земли, — это действительно большое падение метеорита», — сказала Трейси.

    Высокое давление, по-видимому, вызывает трансформацию высокоэнтропийного сплава, который использовала команда, состоящего из марганца, кобальта, железа, никеля и хрома. «Представьте атомы как слой шариков для пинг-понга на столе, а затем добавьте еще несколько слоев сверху. Это может сформировать гранецентрированную кубическую структуру упаковки. Но если немного сдвинуть некоторые слои относительно первого, получится гексагональная плотноупакованная структура», — сказал Трейси.

    Ученые предположили, что причина того, что сплавы с высокой энтропией не подвергаются этому сдвигу естественным образом, заключается в том, что взаимодействующие магнитные силы между атомами металла препятствуют этому. Но высокое давление, кажется, нарушает магнитные взаимодействия.

    «Когда вы оказываете давление на материал, вы сближаете все атомы. Часто, когда вы что-то сжимаете, оно становится менее магнитным», — сказала Трейси. «Вот что здесь происходит: сжатие высокоэнтропийного сплава делает его немагнитным или близким к немагнитному, и внезапно становится возможной ГПУ-фаза.

    Стабильная конфигурация

    Интересно, что сплав сохраняет структуру ГПУ даже после снятия давления. «Большую часть времени, когда вы снимаете давление, атомы возвращаются к своей прежней конфигурации. Но здесь этого не происходит, и это действительно удивительно», — сказала соавтор исследования Венди Мао, доцент геологических наук Стэнфордской школы наук о Земле, энергетике и окружающей среде.

    Команда также обнаружила, что, медленно увеличивая давление, они могут увеличить количество гексагональной плотной структуры в своем сплаве.«Это говорит о том, что можно адаптировать материал, чтобы придать нам именно те механические свойства, которые мы хотим для конкретного применения», — сказал Трейси.

    Например, двигатели внутреннего сгорания и электростанции работают более эффективно при высоких температурах, но обычные сплавы, как правило, плохо работают в экстремальных условиях, потому что их атомы начинают двигаться и становятся более неупорядоченными.

    «Однако сплавы с высокой энтропией уже обладают высокой степенью беспорядка из-за их сильно перемешанной природы», — сказала Трейси.«В результате они обладают отличными механическими свойствами при низких температурах и остаются отличными при высоких температурах».

    В будущем ученые-материаловеды смогут еще более точно настроить свойства высокоэнтропийных сплавов, смешивая вместе различные металлы и элементы. «Есть огромная часть периодической таблицы и так много перестановок, которые нужно изучить», — сказал Мао.

    Другие соавторы исследования из Стэнфорда включают Родни Юинга, старшего научного сотрудника Стэнфордского института международных исследований имени Фримена Спогли и профессора геологических наук и наук об окружающей среде; и аспиранты Сулгие Пак и Дилан Риттман; и коллеги из Университета Теннесси и Окриджской национальной лаборатории.Финансирование было предоставлено Министерством энергетики США и Национальным научным фондом.

    Специальные легированные металлы – Изделия из легированных металлов

    TW Metals управляет международной дистрибьюторской системой, поставляющей трубы, трубы, прутки, прутки, проволоку, плиты, рулоны, листы, аэрокосмические экструзии и специальные продукты по всему миру. Эти специальные металлы включают нержавеющую сталь, алюминий, никель, титан и углеродистый сплав. Полный спектр вариантов обработки доступен в наших стратегически расположенных центрах передового опыта.

    TW Metals обладает одним из самых больших складских запасов в сфере производства специальных легированных металлов, поэтому вы можете выполнять свою работу на минимальном уровне. Мы отправляем тысячи товарных позиций в день, нарезанных по размеру и точно в срок. В число наших партнеров по поставкам входят лучшие в мире мельницы для каждой группы продуктов. Программа строгого контроля качества и контроля гарантирует полное соответствие всем аэрокосмическим и коммерческим требованиям.

    Таким образом, если вы ищете отдельный товар или комплексную программу поставок специальных металлов, вы можете рассчитывать на то, что TW Metals предоставит вам то, что вы хотите, когда вам это нужно.

    Часто задаваемые вопросы:

    1. Что такое сплав?

    • Сплав представляет собой смесь металлов или металл, полученный путем объединения двух или более металлических элементов. Сплавы обычно приводят к продукту с большей прочностью или устойчивостью к коррозии.

    2. Какие сплавы предлагает TW Metals?

    • Титан
    • Никель
    • Алюминий
    • Нержавеющая сталь
    • Углерод

    3.Какой металл является сплавом?

    • Титан
    • Никель
    • Алюминий
    • Нержавеющая сталь
    • Углерод

    4. Какие изделия изготавливаются из сплавов?

    • Бар
    • Трубка
    • Лист
    • Пластина
    • Профили
    • Труба

    5. Для чего используются сплавы металлов?

    • Металлические сплавы используются в самых разных областях.В TW Metals мы поставляем специальные металлические изделия для аэрокосмической и коммерческой промышленности.

    Что такое распространенные сплавы металлов?

    • Алюминий
    • Нержавеющая сталь

    6. Для чего используются сплавы металлов?

    • Металлические сплавы используются в самых разных областях. В TW Metals мы поставляем специальные металлические изделия для аэрокосмической и коммерческой промышленности.

    Самый износостойкий металлический сплав в мире — ScienceDaily

    Если вам когда-нибудь не повезло, что у вас есть автомобиль с металлическими шинами, вы можете подумать о наборе, изготовленном из нового сплава, разработанного в Sandia National Laboratories.Вы можете скользить — не ехать, а скользить — вокруг земного экватора 500 раз, прежде чем изнашивается протектор.

    Команда по материаловедению Sandia разработала сплав платины и золота, который считается самым износостойким металлом в мире. Он в 100 раз прочнее высокопрочной стали, что делает его первым сплавом или комбинацией металлов того же класса, что и алмаз и сапфир, самые износостойкие природные материалы. Команда Сандии недавно сообщила о своих выводах в Advanced Materials .«Мы показали, что в некоторые сплавы можно внести фундаментальные изменения, которые придадут этому огромному увеличению производительности по сравнению с широким спектром реальных практических металлов», — сказал ученый-материаловед Ник Аргибей, автор статьи.

    Хотя металлы обычно считаются прочными, когда они многократно трутся о другие металлы, например, в двигателе, они изнашиваются, деформируются и подвергаются коррозии, если они не имеют защитного барьера, такого как присадки в моторном масле.

    В электронике подвижные металлические контакты получают аналогичную защиту с внешними слоями из золота или других сплавов драгоценных металлов.Но эти покрытия дорогие. И, в конце концов, они тоже изнашиваются, поскольку соединения нажимают и скользят друг по другу день за днем, год за годом, иногда миллионы, даже миллиарды раз. Эти эффекты усугубляются, чем меньше размер соединения, потому что чем меньше материала вы начинаете, тем меньший износ может выдержать соединение, прежде чем оно перестанет работать.

    С платино-золотым покрытием Sandia только один слой атомов будет потерян после километра буксования на гипотетических шинах.Сверхпрочное покрытие может сэкономить электронной промышленности более 100 миллионов долларов в год только на материалах, говорит Аргибай, и сделать электронику всех размеров и во многих отраслях более рентабельной, долговечной и надежной — от аэрокосмических систем и ветряных турбин до микроэлектроника для сотовых телефонов и радарных систем.

    «Эти износостойкие материалы потенциально могут обеспечить преимущества надежности для целого ряда исследованных нами устройств», — сказал Крис Нордквист, инженер Sandia, не участвовавший в исследовании.«Возможности для интеграции и улучшения будут зависеть от устройства, но этот материал предоставит еще один инструмент для устранения текущих ограничений надежности металлических микроэлектронных компонентов».

    Новый металл опровергает старую теорию

    Вам может быть интересно, как металлурги на протяжении тысячелетий как-то упускали это из виду. По правде говоря, сочетание 90 процентов платины с 10 процентами золота вовсе не ново.

    Но техника новая.Аргибай и соавтор Майкл Чандросс разработали дизайн и мудрость нового века 21 st , стоящую за ним. Здравый смысл гласит, что способность металла противостоять трению зависит от его твердости. Команда Sandia предложила новую теорию, в которой говорится, что износ связан с тем, как металлы реагируют на тепло, а не с их твердостью, и они вручную отобрали металлы, пропорции и процесс изготовления, которые могли бы подтвердить их теорию.

    «Многие традиционные сплавы были разработаны для повышения прочности материала за счет уменьшения размера зерен», — сказал Джон Карри, постдокторант Sandia и первый автор статьи.«Даже при экстремальных нагрузках и температурах многие сплавы укрупняются или размягчаются, особенно при усталости. Мы видели, что наш сплав платина-золото обладает превосходной механической и термической стабильностью, и мы не увидели больших изменений в микроструктуре. в течение чрезвычайно длительных периодов циклического напряжения во время скольжения».

    Теперь у них есть доказательства, которые они могут держать в руках. Он выглядит и ощущается как обычная платина, серебристо-белая и немного тяжелее чистого золота. Самое главное, он не тверже, чем другие сплавы платины и золота, но гораздо лучше сопротивляется нагреву и в сто раз более износостойкий.

    Команда использует современный подход, основанный на вычислительных инструментах. Теория Аргибея и Чандросса возникла в результате моделирования, в ходе которого рассчитывалось, как отдельные атомы влияют на крупномасштабные свойства материала, связь, которая редко очевидна только из наблюдений. Исследователи во многих научных областях используют вычислительные инструменты, чтобы исключить большую часть догадок из исследований и разработок.

    «Мы приступаем к фундаментальным атомным механизмам и микроструктуре и связываем все эти вещи вместе, чтобы понять, почему вы получаете хорошие характеристики или почему вы получаете плохие характеристики, а затем разрабатываем сплав, который дает вам хорошие характеристики», — сказал Чандросс.

    Приятный сюрприз

    Тем не менее, в науке всегда будут сюрпризы. В отдельной статье, опубликованной в Carbon, команда Sandia описывает результаты замечательной аварии. Однажды при измерении износа их платино-золотой поверхности неожиданно начала образовываться черная пленка. Они узнали его: алмазоподобный углерод, одно из лучших искусственных покрытий в мире, гладкое, как графит, и твердое, как алмаз. Их творение заключалось в том, чтобы производить собственную смазку, причем хорошую.

    Алмазоподобный углерод обычно требует особых условий для производства, и тем не менее сплав синтезировал его спонтанно.

    «Мы считаем, что стабильность и врожденная устойчивость к износу позволяют углеродсодержащим молекулам из окружающей среды прилипать и разрушаться во время скольжения, в конечном итоге образуя алмазоподобный углерод», — сказал Карри.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.