M.A.A.H.R
21st September 2010, 10:07 PM
پیوند غیر فلزات غیر خطی اند و جهت الکترونها مشخص و محدود به چند اتم اند
فلزات دارای پیوند فلزی اند جهت حرک الکترون های پیوندی نا مشخص و الکترونها در 3بعد حرکت می کند ابن عامل است که باعث الکترونها ازاد حرکت کنند و هدایت حرارتی بالایی دارد
پیوند فلزی دارای الکترون ازاد است اما پیوند کووالانسی الکترون ازاد ندارد
نکته:غیر فلزات دارای دوم بعدند
در شرایط دمایی مختلف فلزات دارای شبکه های کریستالی مختلفی اند که به ان ها التروپی می گویند
در شرایط دمایی مختلف فلزات دارای شکل و ساختمان مختلفی اند که به ان ها(پلو مورف)می گویند
گرافیت نوعی فاز پایدار کربن است اما المس فاز پایدار کربن است
برای بدست اوردن شیشه های شفاف باید از سنگ های گوارتزی استفاده کرد
بر دارای نقطه ذوب بالایی در حدود2000درجه سانتیگراد بوده و بصورت الیاف در تقویت مواد تهیه مواد مختلط و کامپوزیت ها کاربرد دارد
ژرمانیم و سیلیسیم نیز در تهیه ی نیمه هادی ها کاربرد دارند.
فلزات جانشین هیدروژین در اسید می شود در تجزیه الکتریکی بار الکتریکی مثبت را شامل شده و بر روی قطب( -کاتد)و غیر فلزات بر عکس اند
پیوند یونی یا الکترووالانسی که به ان ها پیوند ظرفیتی گفته می شود در نتیجه جاذبه بین یونهای با بار مخالف بوجود می اید
پیوند کوواالانسی(اشتراکی)در نتیجه باشتراک گذاشتن الکترون های مجاور ونزدیک بیکدیگر می باشند وجذب الکترونهاشتراکی توسط هسته+انجام میگیرد
پیوندهای (واندرووالسی) ثانویه:در نتیجه نیروهای جاذبه بسار ضعیف اتم هایی بوجود می اید
در حالت همگنی بسیاری از الیاژها حفظ می گردد در نتیجه قابلیت انحلال انها نیز حفظ می شود پس قابلیت انحلال انها نیز حفظ می شود
فازهای جامدی که در انها نسبت اجزا می توانند بدون تخلف از یکنواختی تغییر کند را محلول جامد می گویند
حلالیت جانشینی:هرگاه اتم محلول جای چند اتم در شبکه کریستالی حلال را بگیرند این نوع حلالیت را حلالیت جانشینی می گویند
در حلالیت جانشینی شبکه کریستالی حلال حفظ می شود وشبکه کریستالی حل شونده از بین میرود واتم هاش بجای بعضی از اتمها در شبکه حلال قرار می گیرند
حلالیت جانشینی از انواع دیگر حلالیت بیشتر است
اگر ساختمان کریستالی حلال و حل شونده یکی باشد یا اگر انرژی زیاد تغییر نکند احتمال حلالیت نا محدود بیشتر می شود
هرچه اختلاف ظرفیت بین فلز اصلی و فلز حل شونده بیشتر باشد قدرت بوجود امدن کریستال مخلوط بیشتر است
فازهای جامدی که در انها نسبت اجزا می توانند بدون تخلف از یکنواختی تغییر می کنند را محلول جامد می نامند
حلالیت بین نشینی:در حلالیت بین نشینی شبکه کریستالی حل شونده متلاشی شده و اتم هایش در جاهای خالی بین اتم ها حلال جای بگیرد
محلول های جامد بین نشینی موقعی تشکیل می شود که قطر اتم حل شونده کوچک بوده و امکان تطبیق با فضای خالی شبکه کریستال حلال را داشته باشد(یعنی شعاع اتمی کوچکتر نسبت به اتم حلال)
یک محلول جامد بین نشینی همیشه ثابت کریستالی شبکه را افزایش می دهد
اگر شبکه ای با دو نوع پیوند بوجود اید ان را کریستال مخلوط گویند
حلالیت نفوذی بیشتر شبیه بین نشینی است اما بین نشینی در مذاب اما نفوذی در حالت جامد رخ می دهد
مقدار حلالیت در شبکهFCCبیشتر است بدلیل دهانه نفوذ فضاهای بین نشینی و بزرگتر FCC
بدلیل عدم تغییر درصد اتمهای حل شونده در تشکیل فاز میانی به این فاز فاز منظم می گویند
اگر در محلول دو عنصر در ساختار کریستالی ان ها یا در پیوند ان ها هیچ تغییر التروپی حاصل نشود محلول را محلول جامد منظم می گویند مانندFE3AL CU3SN
محلول های جامد منظم فاز واسطه ای هستند بین محلول های جامد و ترکیب شیمیایی
فرق محلول های جامد و ترکیب شیمیایی در محلول های جامد شبکه کریستالی حلال ثابت می ماند اما در شیمیایی ساختمان عنصر پایه
ترکیب والانسی یا ظرفیتی جز گروه چهارم و پنجم جدول تناوبی اند دارای انعطاف پذیری پایین و هدایت الکتیکی ضعیف و ساختار کریستالی پیچیده ای دارند و بندرت در الیاژهای فلزات یافت می شود
ترکیبات الکترونی به هرم تاری معروفند و نسبت الکترونی معینی دارد انهایی که دارای تعداد اتم در ترکیب
2/3هستند دارای شبکه کریستالی مرکز دارندFEAL ,NIAL,CU5SN .CU3AL , CUZN اونایی که نسبت الکترونی 13/21دارای شبکه مکعبی کمپلکس دار هستند مانندCU5ZN8 CU31SN8اونایی که دارای نسبت الکترونی 4/7هستند شبکه کریستالی هگزاگونال متراکم می باشند AG5 AL3 CU3SN CU3SI
عده ای از فلزات انتقالی که دارای شعاع اتمی کوچکی هستند )مانند هیدروژن ئنیتروژن و کربن و بر)تشکیل ترکیب شیمیایی می دهند که به این ترکیب بین شبکه ای گویند و در صورتی که شعاع اتمی غیر فلز از شعاع اتمی فلز کوچکتر و یا مساوی59درصد عنصر پایه باشد این ترکیب بوجود می اید
فلزات انتقالی:v ti ,w,momcr,fe
در ترکیب بین نشینی (شبکه ای)شبه فلزات موقعیت های خالی در شبکه کریستالی را اشغال کنند
از ترکیبات بین نشینی در سخت کردهن فولادها یا ابزار برش استفاده می گردد
اهن و سرب تقریبا نامحلولند
در نمودار تعادلی اعداد ثابت شبکه کریستالی ماکزیمم 14درصد هستند و باید خواص شیمیایی یکسانی بیاشند
دامنه انجماد:فاصله حرارتی بین اولین نقطه انجحاد و اخرین نطفه جامد در هر الیاي را فاصله یا دامنه انجماد می گویند تغییرات فاصله انجماد نسبت بزمان را شیب حرارتی انجماد یا ذوب می گویند
فاصله بین دو خط انجماد را فاصله انجماد و منطقه بین این خط را منطقه خمیری می گویند
نمودار تعادلی الیاژهای دوتایی وقتی که دو عنصر در حالت مذاب انحلال کامل دارند اما در حالت انجماد انحلالی ندارند
انجماد الیاژبه درصد خلوص هریک از اجزا در ترکیب الیاژ بستگی دا
رد
هرگاه مذاب ما خالص باشد در نقطه ذوب خود شروع به انجماد می کند
هرچه ناخالصی در تشکیل الیاژ بیشترشود نقطه ذوب پایین تر می اید
علت انحلال محدود نقره و پلاتین یکسان نبودن شبکه کریستالی ونیز اختلاف زیاد شعاع اتمی انها می باشد
گاهی در الیاژسازی دو عنصر در حالت مذاب در هم حل نمی شوند ولی در حین سرد شدن در یک درجه حرارت و غلضت خاصی یکی در دیگری حل شده و تشکیل ساختمان تک فاز جامد را می دهند به چنین تحولی تحول سینیتکتیک گویند در این دو نحول دو فاز مذاب غیر محلول تشکیل یک فاز جامد کامل می دهند
ص56خط وسط
اهن با فلزات اطراف خود در جدول منندلیف بصورت محلول یا پیوند فلزی با فلزات و یا غیر فلزات غیر همسایه خود بیشتر بصورت ترکیب شیمیایی و محلول بین نشینی الیاژ می شود
نوع انحلال و ترکیب شیمیایی با تغییر درجه حرارت و نحوه سرد نمودن می تواند تغییر کند
کربن مهمترین عنصر سازنده الیاژهای اهنی است
در درجه حرارت محیط اهن دارای ساختمان کریستالی bccمی باشد
در درجه حرارت بالای 910درجه ساختمانbccبهfccتبدیل می شود و تا 1400 درجه حفظ می گردد
ساختمان کریستالی bccکه در بالای 1400 درجه رخ می دهد با bccکه در دمای محیط است فرق میکند از جمله فرق در ثابت شبکه کریستالی
اهن تا درجه حرارت 768داریا خاصیت مغناطیسی است اما بالاتر از ان نه .
درجه حرارت هایی که در اهن تغییز شبکه کمریستالی رخ می دهد به درجه حرارتهای بحرانی معروف اند
تغییر شبکه کریستالی در اثر تغییر درجه حرارت را تغییرات الوتروپی می نامند
تعداد تغییرات الوتروپی را مدیفیکاشن می گویند
768درجه را درجه حرارت یا نقطه کوری می گویند
کربن خالص درالیاژ اهن کربن بنام گرافیت است
حداکثر انحلال در درجه حرارت 1150درجه اتفاق می افتد
انحلال کربن در اهن درجه حرارت های پایین در اهن الفا یا فریت انجام میگیرد ساختمان این گونه اهن bcc است
هرگاه مقدار کربن در درجه حرارتهای پایین ،از حدود 0.025 بیشتر باشد بقیه کربن بصورت ترکیب با اهن درالیاژخود نمایی می کند نام این ترکیب سمنتیت یا کاربید اهن می باشد و ساخمان کریستالی ان بصورت ارترومبیک می باشد
در صد کربن سمنتیت 6.67می باشد و نقطه ذوب ان حدود 1250درجه می باشد
وجود سمنتیت در الیاژهای اهنی باعث سخت شدن وشکننده شدن ان می شود
در درجه حرارت های بالا 723شاهد تغییر ساختمان کریستالی اهن هستیم و فاز جدیدی بنام اهنyیا اسنتیت است که دارای شبکه کریستالfcc می باشد
در درجه حرارت های بالاتر از 1401درجه کمتر از 0.1%شبکه ازy (fcc)بهbccتبدیل می شود
به درصد کربن و درجهخ حرارتهایی که این تغییرات در ان انجام می شود نقاط بحرانی گفته می شود
فلزات دارای پیوند فلزی اند جهت حرک الکترون های پیوندی نا مشخص و الکترونها در 3بعد حرکت می کند ابن عامل است که باعث الکترونها ازاد حرکت کنند و هدایت حرارتی بالایی دارد
پیوند فلزی دارای الکترون ازاد است اما پیوند کووالانسی الکترون ازاد ندارد
نکته:غیر فلزات دارای دوم بعدند
در شرایط دمایی مختلف فلزات دارای شبکه های کریستالی مختلفی اند که به ان ها التروپی می گویند
در شرایط دمایی مختلف فلزات دارای شکل و ساختمان مختلفی اند که به ان ها(پلو مورف)می گویند
گرافیت نوعی فاز پایدار کربن است اما المس فاز پایدار کربن است
برای بدست اوردن شیشه های شفاف باید از سنگ های گوارتزی استفاده کرد
بر دارای نقطه ذوب بالایی در حدود2000درجه سانتیگراد بوده و بصورت الیاف در تقویت مواد تهیه مواد مختلط و کامپوزیت ها کاربرد دارد
ژرمانیم و سیلیسیم نیز در تهیه ی نیمه هادی ها کاربرد دارند.
فلزات جانشین هیدروژین در اسید می شود در تجزیه الکتریکی بار الکتریکی مثبت را شامل شده و بر روی قطب( -کاتد)و غیر فلزات بر عکس اند
پیوند یونی یا الکترووالانسی که به ان ها پیوند ظرفیتی گفته می شود در نتیجه جاذبه بین یونهای با بار مخالف بوجود می اید
پیوند کوواالانسی(اشتراکی)در نتیجه باشتراک گذاشتن الکترون های مجاور ونزدیک بیکدیگر می باشند وجذب الکترونهاشتراکی توسط هسته+انجام میگیرد
پیوندهای (واندرووالسی) ثانویه:در نتیجه نیروهای جاذبه بسار ضعیف اتم هایی بوجود می اید
در حالت همگنی بسیاری از الیاژها حفظ می گردد در نتیجه قابلیت انحلال انها نیز حفظ می شود پس قابلیت انحلال انها نیز حفظ می شود
فازهای جامدی که در انها نسبت اجزا می توانند بدون تخلف از یکنواختی تغییر کند را محلول جامد می گویند
حلالیت جانشینی:هرگاه اتم محلول جای چند اتم در شبکه کریستالی حلال را بگیرند این نوع حلالیت را حلالیت جانشینی می گویند
در حلالیت جانشینی شبکه کریستالی حلال حفظ می شود وشبکه کریستالی حل شونده از بین میرود واتم هاش بجای بعضی از اتمها در شبکه حلال قرار می گیرند
حلالیت جانشینی از انواع دیگر حلالیت بیشتر است
اگر ساختمان کریستالی حلال و حل شونده یکی باشد یا اگر انرژی زیاد تغییر نکند احتمال حلالیت نا محدود بیشتر می شود
هرچه اختلاف ظرفیت بین فلز اصلی و فلز حل شونده بیشتر باشد قدرت بوجود امدن کریستال مخلوط بیشتر است
فازهای جامدی که در انها نسبت اجزا می توانند بدون تخلف از یکنواختی تغییر می کنند را محلول جامد می نامند
حلالیت بین نشینی:در حلالیت بین نشینی شبکه کریستالی حل شونده متلاشی شده و اتم هایش در جاهای خالی بین اتم ها حلال جای بگیرد
محلول های جامد بین نشینی موقعی تشکیل می شود که قطر اتم حل شونده کوچک بوده و امکان تطبیق با فضای خالی شبکه کریستال حلال را داشته باشد(یعنی شعاع اتمی کوچکتر نسبت به اتم حلال)
یک محلول جامد بین نشینی همیشه ثابت کریستالی شبکه را افزایش می دهد
اگر شبکه ای با دو نوع پیوند بوجود اید ان را کریستال مخلوط گویند
حلالیت نفوذی بیشتر شبیه بین نشینی است اما بین نشینی در مذاب اما نفوذی در حالت جامد رخ می دهد
مقدار حلالیت در شبکهFCCبیشتر است بدلیل دهانه نفوذ فضاهای بین نشینی و بزرگتر FCC
بدلیل عدم تغییر درصد اتمهای حل شونده در تشکیل فاز میانی به این فاز فاز منظم می گویند
اگر در محلول دو عنصر در ساختار کریستالی ان ها یا در پیوند ان ها هیچ تغییر التروپی حاصل نشود محلول را محلول جامد منظم می گویند مانندFE3AL CU3SN
محلول های جامد منظم فاز واسطه ای هستند بین محلول های جامد و ترکیب شیمیایی
فرق محلول های جامد و ترکیب شیمیایی در محلول های جامد شبکه کریستالی حلال ثابت می ماند اما در شیمیایی ساختمان عنصر پایه
ترکیب والانسی یا ظرفیتی جز گروه چهارم و پنجم جدول تناوبی اند دارای انعطاف پذیری پایین و هدایت الکتیکی ضعیف و ساختار کریستالی پیچیده ای دارند و بندرت در الیاژهای فلزات یافت می شود
ترکیبات الکترونی به هرم تاری معروفند و نسبت الکترونی معینی دارد انهایی که دارای تعداد اتم در ترکیب
2/3هستند دارای شبکه کریستالی مرکز دارندFEAL ,NIAL,CU5SN .CU3AL , CUZN اونایی که نسبت الکترونی 13/21دارای شبکه مکعبی کمپلکس دار هستند مانندCU5ZN8 CU31SN8اونایی که دارای نسبت الکترونی 4/7هستند شبکه کریستالی هگزاگونال متراکم می باشند AG5 AL3 CU3SN CU3SI
عده ای از فلزات انتقالی که دارای شعاع اتمی کوچکی هستند )مانند هیدروژن ئنیتروژن و کربن و بر)تشکیل ترکیب شیمیایی می دهند که به این ترکیب بین شبکه ای گویند و در صورتی که شعاع اتمی غیر فلز از شعاع اتمی فلز کوچکتر و یا مساوی59درصد عنصر پایه باشد این ترکیب بوجود می اید
فلزات انتقالی:v ti ,w,momcr,fe
در ترکیب بین نشینی (شبکه ای)شبه فلزات موقعیت های خالی در شبکه کریستالی را اشغال کنند
از ترکیبات بین نشینی در سخت کردهن فولادها یا ابزار برش استفاده می گردد
اهن و سرب تقریبا نامحلولند
در نمودار تعادلی اعداد ثابت شبکه کریستالی ماکزیمم 14درصد هستند و باید خواص شیمیایی یکسانی بیاشند
دامنه انجماد:فاصله حرارتی بین اولین نقطه انجحاد و اخرین نطفه جامد در هر الیاي را فاصله یا دامنه انجماد می گویند تغییرات فاصله انجماد نسبت بزمان را شیب حرارتی انجماد یا ذوب می گویند
فاصله بین دو خط انجماد را فاصله انجماد و منطقه بین این خط را منطقه خمیری می گویند
نمودار تعادلی الیاژهای دوتایی وقتی که دو عنصر در حالت مذاب انحلال کامل دارند اما در حالت انجماد انحلالی ندارند
انجماد الیاژبه درصد خلوص هریک از اجزا در ترکیب الیاژ بستگی دا
رد
هرگاه مذاب ما خالص باشد در نقطه ذوب خود شروع به انجماد می کند
هرچه ناخالصی در تشکیل الیاژ بیشترشود نقطه ذوب پایین تر می اید
علت انحلال محدود نقره و پلاتین یکسان نبودن شبکه کریستالی ونیز اختلاف زیاد شعاع اتمی انها می باشد
گاهی در الیاژسازی دو عنصر در حالت مذاب در هم حل نمی شوند ولی در حین سرد شدن در یک درجه حرارت و غلضت خاصی یکی در دیگری حل شده و تشکیل ساختمان تک فاز جامد را می دهند به چنین تحولی تحول سینیتکتیک گویند در این دو نحول دو فاز مذاب غیر محلول تشکیل یک فاز جامد کامل می دهند
ص56خط وسط
اهن با فلزات اطراف خود در جدول منندلیف بصورت محلول یا پیوند فلزی با فلزات و یا غیر فلزات غیر همسایه خود بیشتر بصورت ترکیب شیمیایی و محلول بین نشینی الیاژ می شود
نوع انحلال و ترکیب شیمیایی با تغییر درجه حرارت و نحوه سرد نمودن می تواند تغییر کند
کربن مهمترین عنصر سازنده الیاژهای اهنی است
در درجه حرارت محیط اهن دارای ساختمان کریستالی bccمی باشد
در درجه حرارت بالای 910درجه ساختمانbccبهfccتبدیل می شود و تا 1400 درجه حفظ می گردد
ساختمان کریستالی bccکه در بالای 1400 درجه رخ می دهد با bccکه در دمای محیط است فرق میکند از جمله فرق در ثابت شبکه کریستالی
اهن تا درجه حرارت 768داریا خاصیت مغناطیسی است اما بالاتر از ان نه .
درجه حرارت هایی که در اهن تغییز شبکه کمریستالی رخ می دهد به درجه حرارتهای بحرانی معروف اند
تغییر شبکه کریستالی در اثر تغییر درجه حرارت را تغییرات الوتروپی می نامند
تعداد تغییرات الوتروپی را مدیفیکاشن می گویند
768درجه را درجه حرارت یا نقطه کوری می گویند
کربن خالص درالیاژ اهن کربن بنام گرافیت است
حداکثر انحلال در درجه حرارت 1150درجه اتفاق می افتد
انحلال کربن در اهن درجه حرارت های پایین در اهن الفا یا فریت انجام میگیرد ساختمان این گونه اهن bcc است
هرگاه مقدار کربن در درجه حرارتهای پایین ،از حدود 0.025 بیشتر باشد بقیه کربن بصورت ترکیب با اهن درالیاژخود نمایی می کند نام این ترکیب سمنتیت یا کاربید اهن می باشد و ساخمان کریستالی ان بصورت ارترومبیک می باشد
در صد کربن سمنتیت 6.67می باشد و نقطه ذوب ان حدود 1250درجه می باشد
وجود سمنتیت در الیاژهای اهنی باعث سخت شدن وشکننده شدن ان می شود
در درجه حرارت های بالا 723شاهد تغییر ساختمان کریستالی اهن هستیم و فاز جدیدی بنام اهنyیا اسنتیت است که دارای شبکه کریستالfcc می باشد
در درجه حرارت های بالاتر از 1401درجه کمتر از 0.1%شبکه ازy (fcc)بهbccتبدیل می شود
به درصد کربن و درجهخ حرارتهایی که این تغییرات در ان انجام می شود نقاط بحرانی گفته می شود