Асиеттердің жүйеленуі.

ДƏРІС. Қорытпалардың синтезінің ұстанымдары. Негізгі түсініктер мен анықтамалар. Қорытпалардың синтезінің редукциялық тапсырмалары. Химиялық элементтердің жіктелуі.

Материалдарды сынау мен зерттеудің дұрыс әдістерін жинақтау, сонымен қатар оларды алу технологиясы мен өңдеу, материалтанудың негізгі тапсырмасы болатын – талап етілген құрылым мен қасиеттерге ие материалдарды дайындаудағы шешімнің дұрыстығын қамтамасыз етеді. Механикалық және тасымалдау қасиеттерінің көп факторларға тәуелділігіне байланысты материалтанудағы негізгі әдістер эмпирикалық және эксперименттік болып бөлінеді. Оларға металографиялық, электронды- графикалық және рентгенқұрылымды анализдер, термография, механикалық сынау, сапа мен қасиетті физикалық бақылау әдістері және олардың түрлері жатады.

Материалтанудың тәжірибе мен жартылай тасымалдау теорияларын қосып алатын жартылайэмпирикалық әдістеріне ХХ ғасырдың 70- жылдарында құрылған «қорытпалар синтезі» деп аталатын оңтайлы қасиеттерге ие қорытпалар жүйесі жатады. Жүйенің негізгі құралдарына: физика-химиялық анализ (күй диаграммасы), Д.И.Менделеевтің периодтық элементтер жүйесі, технико-экономикалық бағалар,жобаланған тәжірибелер және олардың оңтайландырудың негізінде қорытпаның математикалық модельін құру жатады. Жүйе жаңа қорытпалардың алгоритімі болып қана емес, бар қорытпалар туралы мәліметтер жиынтығы болып табылады.

Негізгі түсініктер мен анықтамалар.

Ұстаным (принцип, лат. тілінен – бастама, негіз) - қандайда бір теорияның, оқудың, ғылымның, көзқарастың және т.б. бастыпқы негізгі түрі.

1) Қорытпа – біреуі міндетті түрде металл болатын, МЕСТ-ке немесе техникалық шартқа сәйкес қос қорытпаны балқыту (Pb-Sn, Al-Cu, Al-Mg, Al-Zn ) немесе еріту (Fe-C, Al-Si) жолымен алынған екі немесе одан да көп элементтердің қосылысы. Қорытпаны құрайтындар компоненттер, ал басымы – негізгі деп аталады.

2) Легірлеуші компоненттер – қорытпаның құрылымы мен қасиетін басқару мақсатында арнайы қосылатын элементтер (қоспалар). Екі негізгі түрге бөлінеді – тасымалдау және технологиялық қасиеттерін жақсарту үшін. Шоғырлануына байланысты макролегірлеуші (0,1-ден 10%-дан және жоғары) және микролегірлеуші (0,001-ден 0,1%).

3) Қоспалар – қорытпаға рудадан, отыннан, флюстен келетін компоненттер. Олар келесідей болып бөлінеді:

– зиянды, талап етілген тасымалдау және технологиялық қасиеттерінің деңгейін төмендететін; қорытпадағы олардың мөлшерін бақылауға және зиянсыз шекке дейін шектеуге болады;

– қалдық – қорытпаларға қалдықтарды балқытумен келетін легірлеуші элементтердің аздаған мөлшері; олардың да мөлшерін шихталық материалдың тиімді қолданысы мен экономикалық жағынан шектеуге болады;

– кішігірім – қорытпаның қасиетіне елеулі әсер етпейтін қоспа элементтері; олар бақыланбайды және шектелмейді;

4) Күй диаграммалары (тепе - теңдік, балқыту, фазалық диаграмма) - ішкі (химиялық құрам) және сыртқы (температура, қысым) факторлардың әсеріне тәуелді қорытпалардың фазалық құрамының графикалық сипаттамасы. Тепе - теңдік айналулар - эвтектикалық, эвтектоидтық, перитектикалық, перитектоидтық, монотектикалық, монотектоидтық, полиморфтық және т.б. айналулардың температуралық - концентрациясының даму шартын көрсетеді. Осыған байланысты тепе - теңсіз, бейниттік және мартенситтік метатұрақты айналулар болмайды.

5) Қасиет (орыс тілінен - өзімдікі) – заттың басқа заттармен ұқсастығы мен айырмашылығын объективті түрде көрсететін, бірақ өзіне ғана тән жағы бар. Жаңа қорытпаларды «берілген қасиеттерге» сай қазіргі кезде дайындау тапсырмасы көптеген шектеулерге байланысты шешілмегендіктен, оны «оңтайлы қасиетті» қорытпаларға қайта тұжырымдаған.

асиеттердің жүйеленуі.

Екі негізгі топқа бөлінеді:

– пайдалану (жұмыстық) - беріктік, ыстыққа беріктік, жемірілуге қарсы тұрақтылық, электрөткізгіштік және т.б.

– технологиялық - балқыту температурасы, сұйық аққыштық, илемділік, шөгу, пісірілгіштік және т.б.

Қарапайым заттардың қасиеттерін жүйелеу үшін және оларды анықтайтын факторларды тұжырымдау үшін Д.И.Менделеевтің периодтық жүйесінің «қасиет- элемент реті» тәуелділігі пайдаланылады. Оларды өзгеру түріне қарай периодтық және периодтық емес деп бөлуге болады. Периодтты өзгеретінге жататындар:

– сызықты – әр периодта қасиеттер – илемділік, валенттілік, иондалу потенциалы, кристалдану кезінде көлемдік өзгерістер «ара» тәрізді сызық ережесімен өзгереді;

– тангенциальды – бір периодтағы бірден үшке дейінгі тангенсиальды формадағы қасиеттер (электрөткізгіштік, беріктік, жылжыпсырғымалық, жемірілуге қарсы тұрақтылық, химиялық қосылыс құру жылуы, бір элементте ерігіштігі) экстремум жүйесін құрайды;

– синусоидалы – периодта қасиеттер жазықтық максимумдарымен синусоид жүйесін құрайды (тығыздығы, балқу және қайнау температуралары, серпімділік және қозғалыс модульдері, сығылуы, атомдық және иондық көлем, тұтқырлығы, беттік керілуі, электронның шығу жұмысы, шағылу қасиеті, жылулық ұлғаю коэффиценті). Периодты емеске жататындар:

– тұрақты емес, топтағыағы орналасуына емес, атомдық кезегіне тәуелді қасиеттердің жекелей кенеттен өзгерісін құрайтындар (магниттік қабылдағыштық, жоғары өткізгіштік, полиморфизм, тор түрі, түсі);

– күрделі – тұрақты емеске жатады, бірақ өлшемдердің қатты шашыранқылығымен ерекшелінеді (жер бетіндегі таралуы, минералдағы көлемі, өндірістік көлемі);

– тұрақты – түзу сызық, гипербола немесе қисық экстермум түрінде атомдық кезек пен қасиеттер арасындағы байланыспен сипатталады (жылусыйымдылық, атомдық салмақ, космоста таралуы, рентгендік сәуле толқындарының ұзындығы);