Реальный кристалл (окончание)

Повышению прочности материалов способствует введение в них примесей, которые препятствуют распространению дефектов. Такими примесями могут быть атомы углерода, кремния, бора, азота. Поэтому широкое распространение в технике получают сплавы, которые имеют бо́льшую прочность по сравнению с чистыми металлами, например различные стали (сплавы железа, углерода и других элементов), латунь (сплав меди и цинка), сплавы алюминия или магния с медью и другими элементами.

Помимо высокой прочности, сплавы обладают и другими свойствами, отличающими их от чистых металлов. Например, некоторые сплавы более термостойки, чем составляющие их металлы, другие, наоборот, плавятся при более низкой температуре. Так, олово плавится при температуре 232 °С, свинец — при 327 °С, а сплав олова со свинцом — при 170 °С. Температура плавления сплава карбида тантала с гафнием -4215 °С, поэтому его используют для изготовления тиглей для плавки металлов.

Существуют сплавы: обладающие очень высокой твёрдостью, упругие, лёгкие и прочные (дюрали), почти не расширяющиеся при нагревании, не подверженные окислению (нержавеющие стали), с большим электрическим сопротивлением (нихром), со специальными магнитными свойствами.

Причина, по которой сплав приобретает свойства, отличные от свойств его компонентов, заключается в том, что в расплавленном состоянии происходит активное перемещение частиц, поскольку они обладают высокой энергией теплового движения. Поэтому при кристаллизации образуется материал (сплав) с иным строением и с иными свойствами.

Вопросы для самопроверки

1. В каких случаях возникают дефекты кристаллической решётки?

2. Как влияют примеси на прочность материала? Ответ обоснуйте.

3. Почему железо и его сплавы являются основными материалами в современной технике?

Вопросы для дискуссии

Как вы считаете, дефекты кристаллической решётки полезны или вредны?

<<< К началу