Шпаргалка по "Физике"

1билет

1)Трансляция- это параллельный перенос идентичных точек на вел. элементарных транс.

Пространственная решётка-это 3-ая гипоте. построение полностью отражающее закономерное упорядоченное расположение материальных частиц в структуре

 Элем. ячейка-некоторый мин объём (S)кот. Полностью отражает симметрию всего построения в целом следовательно что для описания крисс. достаточно иписать лишь элем. яч. Её харак. элем. яч. должна полсностью отражать симметрию пространст. решётки в целом ;должна иметь мин. объём или площадь; должна иметь прямые углы или равные углы или рёбра

2)типы кристалл. реш. Ме и их харак: Для большинства металлов характерны следующие типы кристаллических решеток: объемно-центрированная кубическая (ОЦК); гранецентрированная кубическая (ГЦК); гексагональная плотноупакованная (ГПУ).. В объемно-центрированной кубической решетке атомы расположены в углах и центре куба. Период решетки равен а, координационное число К= 8, базис решетки равен 2; 8 атомов расположены в углах куба, 1 атом в центре куба принадлежит только одной ячейке). Данный тип решетки имеют металлы К, Na, Li, Та, W, Mo, Fea, Cr, Nb и др.

В гранецентрированной кубической решетке атомы расположены в  углах куба и центрах его граней. Эта решетка характеризуется  периодом а, координационном числом К= 12, базисом, равным 4: (1/8) • 8 + ½ • 6 = 4; 8 атомов в углах куба и 6 атомов в центрах граней, каждый из которых  принадлежит двум элементарным ячейкам. Кубическую гранецентрированную решетку  имеют следующие металлы: Са, Pb, Ni, Ag, Au, Pt, FeY и др.

В гексагональной плотноупакованной  решетке атомы расположены в  вершинах и центрах шестигранных оснований призмы, кроме того, три  атома находятся в средней  плоскости призмы. Периоды решетки  — а и с, причем с/а > 1 (например, с/а = 1,633 для Ru, Cd и с/а > 1,633 для Mg, Zn), координационное число К= 12, базис  решетки равен 6.

2билет

1)Стено закон-закон постоянства углов кристаллов, утверждает, что во всех кристаллах данного вещества

 при данных температуре и  давлении двугранные углы между  соответствующими гранями кристаллов (вне зависимости от размеров  и формы граней) всегда одинаковы. Работа гониометра- Прибор для измерения углов между плоскими гранями твердых тел. Используется в кристаллографии, геодезии, метрологии и др.

Антропологический инструмент для  измерения угловых размеров лица и головы (черепа).

Гониометр-спектрометр — оптический прибор лабораторного типа, используемый для измерения показателя преломления  и дисперсии прозрачных твердых тел и для исследования

качества оптических систем. Для измерения различных оптических деталей и поверки угловых мер используются гониометры. Передача размера плоского угла от высшего разряда к низшему обеспечивается методом прямого измерения с помощью гониометров 1, 2 и 3 разряда.

2) Первичной кристаллизацией называется образование кристаллов в металлах (и сплавах) при переходе из жидкого состояния в твердое.

 При соответствующем понижении  температуры в жидком металле  начинают образовываться кристаллики  – центры кристаллизации или  зародыши. Для начала их роста  необходимо уменьшение свободной  энергии металла, в противном  случае зародыш растворяется.

гетерог. и гомог. зарожд.- Для того чтобы стала возможной гомогенная (самопроизвольная) кристаллизация переохлажденной жидкости, необходимо полностью удалить из нее твердые частицы при­меси, так как их наличие в самых ничтожных количествах, недоступных даже для качественного определения, может в корне изменить кинетику и характер зарождения ц.к. Проконтролировать это возможно лишь, зная особенности зарождения ц.к. на твердых поверхностях. 2) частицы дисперсоида служат местом гетерогенного зарождения зерен оксида, способствуя укорочению расстояния между зарождающимися зернами и ускорению образования сплошной пленки Сг2О3, которая, следовательно, отличается более мелким зерном . Возможность гетерогенного зарождения заметно активизирует фазовые превращения. Это неоднократно подтверждалось экспериментами. В частности, чем грязнее пар, тем быстрее при переохлаждении он прекратится в воду. Центры гетерогенного зарождения в случае некогерентных и когерентных выделений могут быть различными. В первом случае превалирующее значение имеет выигрыш в поверхностной энергии и подходящим местом для гетерогенного образования зародыша может явиться граница зерна или поверхность включений. Для когерентного выделения решающее значение будет иметь уменьшение энергии упругой деформации.

4билет

1)-

2)Слиток Чернова: Чернов первым в мире начал исследовать процессы кристаллизации расплавленного, жидкого металла при образовании стальных слитков.

Сталь, застывая, образует сложную  систему кристаллов. В своем докладе  Чернов совершенно определенно указал, что кристаллы стали – результат  совместной кристаллизации железа и  углерода. При таком процессе образуются кристаллы переменного состава. Они представляют, по современной  терминологии, "твердые растворы углерода в железе". Затвердевание  начинается с появления так называемых центров кристаллизации, из которых  затем выбрасываются оси будущих  кристаллов. Первыми появляются кристаллы  в местах, где металл соприкасается  с охлаждающими его стенками изложницы.

Занимаясь разработкой теории и  строения стального слитка, Дмитрий  Константинович собирал коллекцию  железных кристаллов. Лишь редкие кристаллы, найденные им в слитках, достигали 5 мм по наибольшему измерению. Но наиболее ценным в этой коллекции был знаменитый «кристалл Д. К. Чернова», описанный  во многих учебниках по металловедению. Кристалл был обнаружен одним  из учеников Дмитрия Константиновича, и подарен ему. Вес кристалла  составил 3.45 кг, длина 39 см. Отросток этого  кристалла, разрезанный на несколько  частей, был всесторонне исследован не только самим Д. К. Черновым, но и  другими металловедами

5билет

1) Брэгга — Вульфа условие условие, определяющее положение интерференционных максимумов рентгеновских лучей, рассеянных кристаллом без изменения длины волны. Б.— В. у. установлено в 1913 независимо друг от друга английским учёным У. Л. Брэггом и русским учёным Г. В. Вульфом вскоре после открытия немецким учёным М. Лауэ и его сотрудниками дифракции рентгеновских лучей. Согласно теории Брэгга — Вульфа, максимумы возникают при отражении рентгеновских лучей от системы параллельных кристаллографических плоскостей, когда лучи, отражённые разными плоскостями этой системы, имеют разность хода, равную целому числу длин волн. Б. — В. у. можно записать в следующем виде:

2dsinJ = ml,

где d — межплоскостное расстояние, J — угол скольжения, т. е. угол между  отражающей плоскостью и падающим лучом, l — длина волны рентгеновского излучения и m — так называемый, порядок отражения, т. е. положительное  целое число

ЗПУ: Кристаллы одного и того же вещества могут иметь весьма разнообразную форму. Форма кристалла, как указывалось выше, зависит от условий кристаллизации. Цвет также не является характерным признаком кристаллов данного вещества, так как он очень сильно зависит от примесей. Известно, например, что кристаллы плавикового шпата могут быть бесцветными, розовыми, чёрными, фиолетовыми, тёмно-вишнёвыми и золотистыми. Казалось бы, что установление принадлежности двух кристаллов (отличающихся друг от друга и формой и цветом)  одному веществу нельзя произвести иначе, как определив их химический состав. Однако кристаллографы установили на первый взгляд в высшей степени поразительный факт: в кристаллах одного вещества углы между соответственными гранями всегда одинаковы (закон постоянства углов). Закон постоянства углов утверждает, что двугранный угол, образованный гранями a и b (рис.2) в различных кристаллах данного вещества, будет один и тот же. Соответственно во всех кристаллах данного вещества будут равны между собой и двугранные углы, образованные гранями a и c, b и c.

2) Правило фаз Гиббса и правило отрезков.

Состояние сплава зависит от внешних  условий (температуры и давления) и характеризуется числом и концентрацией  образовавшихся фаз. Закономерность изменения  числа фаз в гетерогенных системах определяется правилом Гиббса. Правило  фаз устанавливает зависимость  между числом степени свободы, числом компонентов и числом фаз. С = К + 2 – Ф, где к – число компонентов, с – число степеней свободы, ф  –число фаз, 2 – внешние факторы, т.е. изменяющаяся температура и  давление, для сплавов принята  несколько иная форма зависимости  с = к -ф + 1 при условии постоянства  давления. Под числом степени свободы  понимают зависимость изменения  температуры, давления и концентрации без изменения числа фаз, находящихся в равновесии.

Если С =0, то система безвариантна, то, очевидно, нельзя изменять внешние  и внутренние факторы системы  без того, чтобы это не вызвало  изменения числа фаз. Если С = 1 –  моновариантная система, то возможны изменения  одного из перечисленного фактора (давления или темп), и это не вызовет  изменения числа фаз. При С = 2 система  бивариантная. Имея диаграмму состояния, можно проследить за фазовым превращением любого состава и указать состав и конечное соотношение фаз при  любой температуре при помощи двух простых правил:

1) правило определения состава:

Через данную точку проводим горизонтальную линию до пересечения с линиями, ограничивающими данную область. Проекции точек пересечения на горизонтальную ось диаграммы покажут состав жидкой фазы и твердой фазы.

2) правило определения количества фаз ( правило отрезков) :

 для того чтобы определить  количество фаз через заданную  точку проводят горизонтальную  линию до пересечения с линией, ограничивающей эту область. Отрезки  между заданной точкой и точками  с соответствующим составом фаз  обратно пропорциональны их количеству.

3) поверхностные дефекты – границы  зерен, межфазовые границы, дефекты упаковки;

 Если под микроскопом наблюдать  микроструктуру металла, то видно,  что металл состоит из отдельных  зерен, т.е. имеет место зеренное  строение. Наиболее дефектные участки  в структуре – границы зерен,  т.е. места стыка зерен. По  границе, помимо примесей, концентрируются  и дефекты кристаллической решетки:  вакансии и дислокации. Однако  зерно само по себе не является  совершенным. Оно состоит как  бы из мозаики отдельных блоков 10-5…10-6 см. Это так называемые  блоки мозаики.

 Граница стыков между блоками  так же являются дефектными  участками в структуре. Блоки  можно наблюдать только с помощью  электронного микроскопа, увеличивающего в десятки тысяч раз.

 Блоки разориентированы друг  относительно друга на угол  в несколько минут. Блоки могут  объединяться в более крупные  образования, которые получили  названия фрагменты.

Компоненты – вещества, входящие в состав сплава. В качестве компонентов могут быть как чистые элементы, так и химические соединения. Компоненты, находящиеся в состоянии физико-химического взаимодействия образуют термодинамическую систему, при этом в системе возникают как жидкие, так и твердые фазы. Фаза – однородная часть термодинамической системы, одинаковая по всем свойствам, независящим от массы. Фазы отделены друг от друга поверхностью раздела, при переходе через которую состав и свойства меняются скачкообразно.

6билет

1)-

2) Диаграмма состояния сплава с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии.

Диаграммы состояния  показывают изменения фазового состояния  сплавов при изменении их состава  и температуры, а также позволяют  предсказывать свойства сплавов. Связь  между составом сплава и его свойствами для различных типов диаграмм состояния впервые была установлена  Н. С. Курнаковым и получила название закономерностей Курнакова.

При изоморфности кристаллических решеток, близости строения валентных электронных  оболочек атомов и малой разнице  в размерах атомов в твердом состоянии  элементы образуют неограниченные твердые  растворы.

 

Диаграммы состояния и зависимость  свойств от состава для случаев:

а), б) неограниченной растворимости компонентов в твердом состоянии;

в), г) отсутствия растворимости компонентов  в твердом состоянии;

д), е) ограниченной растворимости  компонентов в твердом состоянии.

Верхняя линия на диаграмме состояния  представляет собой геометрическое место точек начала кристаллизации или конца плавления - линию ликвидус. Выше этой линии все сплавы находятся в однофазном - жидком состоянии. Нижняя линия является геометрическим местом точек конца кристаллизации или начала плавления - линия солидус. Ниже этой линии все сплавы также в однофазном - твердом состоянии.

Когда компоненты полностью не растворяются друг в друге в твердом состоянии  и растворимы в жидком состоянии, показана на рис. в). В данном случае линия ликвидус выглядит в виде ломаной, причем при некотором составе, называемом эвтектическим (от греческого слова  эвтектикос - легкоплавкий), линия ликвидус касается линии солидус. Линия солидус  представляет собой горизонтальную линию. Ниже линии солидус в сплава имеется две твердые фазы, являющиеся чистыми компонентами сплава. Поскольку  компоненты не растворимы друг в друге, то свойства линейно меняются при  изменении состава в соответствии с тем, как меняется количество фаз. Однако вблизи эвтектического состава  наблюдается отклонение от линейного  закона. Это связано с тем, что  при кристаллизации эвтектических  сплавов из жидкости одновременно выпадают две твердые фазы, и формируется  мелкозернистая структура. Измельчение  зерен ведет за собой увеличение электрического сопротивления и  прочности эвтектических сплавов.

7билет

1)СФ-след пересечения напрвления, проходящего через цент сферы произвольного радиуса с поверхностью сферы. Сферич проекция оси симметрии-2 диаметрально противо-ые точки на сфере –следы пересечения оси симметрии, проходящей через центр сферы произвольного радиуса с поверхностью сферы. Сферич проекция горизонтальной грани - изображ. большим горизон-ым кругом –экватором сферы прокции, точкой на одном из полюсов сферы проекций(северном или южном)  Сферич проекция вертикальной грани-изобр. Большим вертикальным кругом-меридиональным сечением сферы проекций, точкой на экваторе. Сфера проекций делится на 2 полусферы-верхнию и нижнюю