Внимание материаловедов давно привлекают так называемые аморфные металлы, или металлические стёкла. В этих соединениях, состоящих из металлических элементов – например, циркония, титана, меди, никеля – отсутствует какая-либо упорядоченная кристаллическая структура.
Каким образом можно металлический расплав заставить перейти в твёрдое, но не кристаллическое, а аморфное состояние, то есть получить металлическое стекло? Для этого надо расплав заставить затвердеть настолько быстро, чтобы атомы вещества остались «замороженными» в тех положениях, которые они занимали, будучи в жидком состоянии, и не успели перестроиться в кристаллическую решётку. Использование специальных методов позволяет достигать скорости охлаждения более 106 град/с и получать металл в стеклообразном аморфном состоянии. Следствием такой аморфной структуры являются необычные магнитные, механические, электрические свойства и коррозионная стойкость аморфных металлических сплавов.
Одним из промышленных способов получения аморфных металлических лент является охлаждение (закалка) тонкой струи жидкого металла на внешней поверхности охлаждаемого вращающегося барабана (рисунок 1) или прокатка расплава между холодными вращающимися валками. Различие состоит том, что при закалке на барабане расплав быстрее охлаждается со стороны, прилегающей к барабану. Метод прокатки расплава позволяет получить хорошее качество обеих поверхностей ленты.
Рисунок 1. Схема установки для получения аморфной металлической ленты
Аморфные сплавы находятся в неравновесном состоянии: при нагреве в них может проходить кристаллизация. Поэтому для стабильной работы изделий из аморфных сплавов необходимо, чтобы их рабочая температура не превышала некоторой заданной для каждого сплава максимальной температуры.
Задание №1
Металлические стёкла
1. имеют упорядоченную кристаллическую структуру и находятся в равновесном состоянии
2) имеют неупорядоченную аморфную структуру и находятся в равновесном состоянии
3)имеют упорядоченную кристаллическую структуру и находятся в неравновесном состоянии
4)имеют неупорядоченную аморфную структуру и находятся в неравновесном состоянии
Задание №2
При постепенном увеличении толщины струи расплава, подаваемой на вращающийся холодный барабан (см рис.1),
1) на прилегающей к барабану стороне ленты может начаться рост микрокристаллов
2)на внешней по отношению к барабану стороне ленты может начаться рост микрокристаллов
3)увеличивается скорость охлаждения металлической ленты
4)металлическая лента начинает накручиваться на барабан
Задание №3
На рисунке представлены графики зависимости температуры от времени для расплава, подаваемого на вращающийся барабан.
Образованию ленты в аморфном состоянии соответствует(-ют)
1) только график 1
2)только график 2
3)только график 3
4)графики 1 и 2
Занятие 6
Текст 12. Туман
При определенных условиях водяные пары, находящиеся в воздухе, частично конденсируются, в результате чего и возникают водяные капельки тумана. Капельки воды имеют диаметр от 0,5 мкм до 100 мкм.
Возьмем сосуд, наполовину заполним водой и закроем крышкой. Наиболее быстрые молекулы воды, преодолев притяжение со стороны других молекул, выскакивают из воды и образуют пар над поверхностью воды. Этот процесс называется испарением воды. С другой стороны, молекулы водяного пара, сталкиваясь друг с другом и с другими молекулами воздуха, случайным образом могут оказаться у поверхности воды и перейти обратно в жидкость. Это конденсация пара. В конце концов, при данной температуре процессы испарения и конденсации взаимно компенсируются, то есть устанавливается состояние термодинамического равновесия. Водяной пар, находящийся в этом случае над поверхностью жидкости, называется насыщенным.
Если температуру повысить, то скорость испарения увеличивается и равновесие устанавливается при большей плотности водяного пара. Таким образом, плотность насыщенного пара возрастает с увеличением температуры (см. рисунок). 
Рис. Зависимость плотности насыщенного водяного пара от температуры
Для возникновения тумана необходимо, чтобы пар стал не просто насыщенным, а пересыщенным. Водяной пар становится насыщенным (и пересыщенным) при достаточном охлаждении (процесс АВ) или в процессе дополнительного испарения воды (процесс АС). Соответственно, выпадающий туман называют туманом охлаждения и туманом испарения.
Второе условие, необходимое для образования тумана — это наличие ядер (центров) конденсации. Роль ядер могут играть ионы, мельчайшие капельки воды, пылинки, частички сажи и другие мелкие загрязнения. Чем больше загрязненность воздуха, тем большей плотностью отличаются туманы.
Задание №1
Из графика на рисунке видно, что при температуре 20 °С плотность насыщенного водяного пара равна 17,3 г/м3. Это означает, что при 20 °С
1) масса насыщенных паров воды в 1м3 воздуха составляет 17,3 г
2)в 17,3 м3воздуха находится 1 г насыщенного водяного пара
3)относительная влажность воздуха равна 17,3%
4)плотность воздуха равна 17,3 г/м3
Задание №2
Какие утверждения справедливы?
А. Городские туманы, по сравнению с туманами в горных районах, отличаются более высокой плотностью.
Б. Туманы наблюдаются при резком возрастании температуры воздуха.
1)только А
2)только Б
3)и А, и Б
4) ни А, ни Б
Задание №3
При каком процессе, указанном на графике, можно наблюдать туман испарения?
1)только АB
2)только АС
3)АB и АС
4)ни АB, ни АС
Текст 13. Пересыщенный пар
Что произойдёт, если сосуд с некоторым количеством жидкости закрыть крышкой? Наиболее быстрые молекулы воды, преодолев притяжение со стороны других молекул, выскакивают из воды и образуют пар над водной поверхностью. Этот процесс называется испарением воды. С другой стороны, молекулы водяного пара, сталкиваясь друг с другом и с другими молекулами воздуха, случайным образом могут оказаться у поверхности воды и перейти обратно в жидкость. Это есть конденсация пара. В конце концов при данной температуре процессы испарения и конденсации взаимно компенсируются, то есть устанавливается состояние термодинамического равновесия. Водяной пар, находящийся в этом случае над поверхностью жидкости, называется насыщенным.
Давление насыщенного пара – наибольшее давление, которое может иметь пар при данной температуре. При увеличении температуры давление и плотность насыщенного пара увеличиваются (см. рисунок).
Зависимость плотности насыщенного водяного пара от температуры
Водяной пар становится насыщенным при достаточном охлаждении (процесс АВ) или в процессе дополнительного испарения воды (процесс АС). При достижении состояния насыщения начинается конденсация водяного пара в воздухе и на телах, с которыми он соприкасается. Роль центров конденсации могут играть ионы, мельчайшие капельки воды, пылинки, частички сажи и другие мелкие загрязнения. Если убрать центры конденсации, то можно получить пересыщенный пар.
На свойствах пересыщенного пара основано действие камеры Вильсона – прибора для регистрации заряженных частиц. След (трек) частицы, влетевшей в камеру с пересыщенным паром, виден на фотографии как линия, вдоль которой конденсируются капельки жидкости.
Длина трека частицы зависит от заряда, массы, начальной энергии частицы. Длина трека увеличивается с возрастанием начальной энергии частицы. Однако при одинаковой начальной энергии тяжёлые частицы обладают меньшими скоростями, чем лёгкие. Медленно движущиеся частицы взаимодействуют с атомами среды более эффективно и будут иметь меньшую длину пробега.
Задание №1
Плотность водяного пара в воздухе составляет 17,3 гм3. Температура воздуха составляет 22 °С. Образование тумана можно будет наблюдать, если при неизменной плотности водяного пара
1)температура повысится до 23 °С
2) температура повысится до 26 °С
3)температура понизится до 21 °С
4)температура понизится до 18 °С
Задание №2
Переходу водяного пара, первоначально находящегося в состоянии А (см. рисунок выше), в состояние насыщения
1)соответствует только процесс АВ
2)соответствует только процесс АС
3)соответствует только процесс АD
4)соответствуют все три указанных процесса: АВ, АС и АD
Задание №3
Насыщенный пар это- …
1) пар, не находящийся в термодинамическом равновесии со своей жидкостью
2)пар, находящийся в термодинамическом равновесии со своей жидкостью
3) пар, который образуется при кипении жидкости
4) пар, который испаряется с поверхности жидкости.
Дата: 2019-12-09, просмотров: 408.
