Прочность межатомной связи в металлах

Прочность межатомной связи в металлахПрочность межатомной связи в металлах определяется взаимодействием: 1) ионов с электронами проводимости; 2) электронов проводимости между собой и 3) ионов <между собой. Последнее осуществляется неспаренными электронами незаполненного d-слоя и поэтому должно играть значительную роль у переходных металлов и их сплавов и меньшую — у металлов, хотя и имеющих заполненный d-слой, но у которых электронная конфигурация неустойчива, например у меди, золота. В настоящее время еще нет данных, позволяющих оценить роль каждой составляющей в общей прочности связи. Можно все же считать, что роль взаимодействия ионов будет тем больше, чем больше число неспаренных d-электронов в атоме металла или сплава.

Вполне естественно ожидать, что каждая из составляющих металлической связи-должна по-разному влиять на различные свойства переходных металлов и их сплавов и на протекающие в них процессы. По - видимому, взаимодействие ионов, хотя оно обусловливает только какую - то долю от полной прочности связи, оказывает существенное влияние на свойства, связанные с тепловыми колебаниями атомов, а с энергетической точки зрения — на протекание процессов, связанных с относительно малыми и средними значениями энергии. Такими процессами могут быть, например, фазовые переходы в стали, в которых значительную роль играет превращение y-Fe a-Fe, и некоторые другие. Взаимодействие ионов должно значительно повышать сопротивление начальной пластической деформации, т. е. предел пропорциональности. Однако на этих процессах и свойствах мы остановимся более подробно дальше. Здесь же мы ограничимся сопоставлением в виде примера некоторых свойств, определяемых прочностью межатомной связи металлов переходной группы. Из сопоставления видно, что, если не считать марганца, являющегося во всех случаях исключением, очевидно, вследствие значительной доли ковалентных связей, температура плавления и характеристическая температура имеют максимальное, а коэффициент теплового расширения — минимальное значение у хрома, в атоме которого имеется 5, т. е. наибольшее возможное количество неспаренных rf-электронов (см. 3). Теплота же сублимации, характеризующая полную энергию связи, имеет наибольшее значение не у хрома, а у титана, затем у железа.

Интересно указать, что в работах Г. В. Курдюмова с сотрудниками было установлено, что средние квадратичные отклонения атомов при тепловых колебаниях также у хрома меньше, чем у железа. По-видимому, и эта характеристика определяется главным образом взаимодействием ионов между собой.

  • Читать все новости