Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Dr. Trampus Péter egyetemi tanár 06 20 9855970 ATOMREAKTOROK.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Dr. Trampus Péter egyetemi tanár 06 20 9855970 ATOMREAKTOROK."— Előadás másolata:

1 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Dr. Trampus Péter egyetemi tanár ATOMREAKTOROK ANYAGAI 2. előadás

2 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Anyagok viselkedése függ: Milyen atomok vannak bennük? Milyen kötőerők ébrednek az atomok között? Hogyan, milyen formában helyezkednek el egymáshoz képest az atomok? Milyenek a környezeti feltételek?

3 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Atomok kölcsönhatása Elsődleges (erős) kötésekElsődleges (erős) kötések –ionos kötés –kovalens kötés –fémes kötés Másodlagos (gyenge) kötésekMásodlagos (gyenge) kötések –Van der Waals kötés

4 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Ionos kötés r elektron A külső héjon +5,14 eV 1eV=1,6x J 17 elektron A külső héjon -4,02 eV F vonzerő Elektron leadás miatt +, KATION Elektron felvétel miatt -, ANION

5 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Cl Cs Na Atomsugarak: Cl =0,181 nm Cs =0,169 nm Na = 0,095 nm Ionos kötések jellegzetességei (3)

6 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Ionos kötések jellegzetességei (4) Az ionos kötésű vegyület képlete Kötési energia E (kJ/mol) Olvadáspont T ( o C) CsCl KCl NaCl BaO CaO MgO

7 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Kovalens kötések jellegzetességei (1) a legerősebb elsődleges kötés (gyémánt, kvarc, germánium), nagy rugalmassági modulus olyan elemek között jön létre, amelyek elektro- negativitása között csekély a különbség a kötésben két, vagy több atom vesz részt, olymódon, hogy a legkülső elektronhéjaikon lévő atomokat „megosztják”

8 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Kovalens kötések jellegzetességei (2)

9 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév A fémes kötés jellemzői (1) elsődleges, erős kötés: fémek, fémtermészetű elemek jellegzetes kötése a fém-ionok kitüntetett pontokban (az ún. rácspontokban helyhez kötöttek) a vegyérték-elektronok, mint szabad elektronok elektrongáz, elektronfelhő formájában viszonylag szabadon mozognak  ezzel magyarázható a jó hő- és villamos vezető- képesség  a fémek nagy szilárdsága és egyidejűleg viszonylag jó alakíthatósága

10 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév A fémes kötés jellemzői (2)

11 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév A fémes kötés jellemzői (3) Az elem vegyjele Kötési energia E(kJ/mol) Olvadáspont T ( o C) K9064 Zn Ca Ge Sc Ti V Cr Fe

12 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Az anyagok kristályos szerkezete a kristályos szilárd anyagok jellemzői hosszú távú atomos rendezettség szabályos térbeli ismétlődés kristálytani alapfogalmak a térrács fogalma a térrács kitüntetett pontjai, a rácspontok az elemi cella fogalma

13 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Kristályrendszerek jellemzése (1) Kristályrendszerek leírásának szükséges és elégséges feltételei: Három irány (x, y, z) beleértve az irányok által bezárt szögeket is A három irányban mért, az atomok periodicitását jel- lemző távolságok (a, b, c), a rácsparaméterek

14 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Kristályrendszerek jellemzése (2) Hosszú távú rendezettség

15 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Kristályrendszerek jellemzése (3) Bravais rácsok

16 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Köbös rácsok Primitív Térben középpontos Felületen középpontos

17 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Tetragonális rácsok Primitív Térben középpontos Felületen középpontos

18 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Hexagonális rácsok Primitív Tömött

19 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Ortorombos rácsok Primitív Térben középpontos Felületen középpontos Alaplapon középpontos

20 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Monoklin rácsok Primitív Alaplapon középpontos

21 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Egyéb primitív rácsok Romboéderes Triklin

22 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Kristálytani fogalmak, jellemzők  Rácselemhez tartozó atomok száma: N  Atomsugár és a rácsparaméter kapcsolata: a = a(r)  Térkitöltési tényező: T  Koordinációs szám: K  Irányok, síkok egyértelmű definiálása  Vonalmenti atomsűrűség  Térbeli atomsűrűség  Síkok távolsága  Síkok, irányok által bezárt szög  Beilleszthető gömb helye és mérete

23 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Köbös rácsok tulajdonságai

24 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Kristálytani síkok és irányok síkokirányokKristálytani számításokhoz a síkok és irányok jelölése SíkokSíkok jelölésére szolgálnak a Miller-indexek irányokAz irányok jelölésére a kristálytani irányvektorokat alkalmazzuk Az eltérő kristályszimmetria miatt a köbös és a hexagonális rendszer külön tárgyalása indokolt

25 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Miller indexek (1) Vektoros alak Tengelymetszetes alak

26 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Miller indexek (2) A sík önmagával párhuzamos eltolása olymódon, hogy a sík ne menjen át a KR kezdőpontján Az a, b, c tengelymetszetek meghatározása jelölésA reciprok értékek előállítása (h=1/a, k=1/b, l=1/c), jelölés: (h,k,l) A sík Miller-indexének kifejezése matematikai átalakítással a legkisebb egész számokká

27 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Síkcsalád egyenértékűA kristálytanilag egyenértékű síkokat síkcsaládnak nevezzük azonos számokA síkcsalád tagjait azonos számok (pl. 1,0,1 ) permutációival képezett Miller-indexek írják le Jelölése:{ h k l } { 1,0,1 } = (1,0,1); (1,1,0); (0,1,1);(-1,0,1);(1,0,-1);…

28 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Jellegzetes síkok (1) Metszés: a, ∞, ∞ Miller indexeka/a, a/∞, a/∞ Metszés: a, a, a Miller indexeka/a, a/a, a/a Metszés: -a, a, ∞ Miller indexek-a/a, a/a, a/ ∞

29 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév A képlékeny alakváltozás jellemzői az atomok rezgésközéppontjukat több száz, esetenként több ezer rácsállandónyi távolságba helyezik át  azaz az atomok kilépnek eredeti rácsukból  nem maradnak eredeti szomszédjaik környezetében a külső terhelés megszüntetése után nem tudnak visszatérni eredeti rácsukba  maradó alakváltozás marad vissza irreverzibilis  a képlékeny alakváltozás irreverzibilis folyamat

30 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév A képlékeny alakváltozás mechanizmusa Csúszási mechanizmusCsúszási mechanizmus Egyéb mechanizmusok –alakítási ikerképződés (hexagonális fémeknél, valamint tkk fémeknél alacsony hőmérsékleteken) –diffúziós kúszás (növelt hőmérsékleteken) –szemcsehatár elcsúszás –Szemcse rotáció (elfordulás) –Fázisátalakulás indukálta alakváltozás

31 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév A csúszósík és a csúszási irány fogalma csúszósíkA csúszósík az atomokkal legtömöttebb kristálytani sík –hexagonális rácsra: ( ) sík (1 db) –térközepes köbös rácsra: {1 1 0} síkcsalád (6 db) –lapközepes köbös rácsra: {1 1 1} síkcsalád (4 db) csúszási iránya csúszási irány az atomokkal legtömöttebb kristálytani irány –hexagonális rácsra: irány (3 db) –térközepes köbös rácsra: irány (2 db) –lapközepes köbös rácsra: irány (3 db)

32 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév A csúszási rendszer fogalma a csúszósíkok és csúszási irányok együttesen csúszási rendszert alkotnak a csúszási rendszerek száma = a csúszósíkok száma szorozva a csúszási irányok számával, azaz N cs.r. = N cs.sík x N cs.irány –hexagonális rácsra: N cs.r. = 1 x 3 = 3 –térközepes köbös rácsra: N cs.r. = 6 x 2 = 12 –lapközepes köbös rácsra: N cs.r. = 4 x 3 = 12

33 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Elméleti szilárdság  max =  id

34 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Elméleti szilárdság E 0

35 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Eltérés oka = kristályhibák (1) Pontszerű kristályhibák Vakancia Interszticiós Szubsztitúciós

36 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Eltérés oka = kristályhibák (2) Vonalszerű kristály hibák A csavardiszlokáció tengelye Éldiszlokáció Csavardiszlokáció

37 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Eltérés oka = kristályhibák (3) Összetett vonalszerű rácshibák

38 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Az alakváltozás nem így megy végbe!

39 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Hanem így, lépésekben!

40 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félévKristályosodásFogalmak –Termodinamikai rendszer –Komponensek (egy- vagy többkomponensű) –Fázisok (definíció) Homogén (színfém, ömledék)Homogén (színfém, ömledék) heterogénheterogén –Állapottényezők Hőmérséklet (T)Hőmérséklet (T) Nyomás (p)Nyomás (p) Koncentráció (c)Koncentráció (c) Térfogat (V)Térfogat (V) –Szabadságfok (szabadon változtatható állapottényezők)

41 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév A megszilárdulás folyamata (poliéderes) Kristály növekedése sebesség Kristályosodási sebesség Kristálycsira képesség Kristályosodási képesség Szemcse, szemcsehatár, szemcseméret

42 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Gibbs - féle fázisszabály F+SZ=2+K –F = a FÁZISOK száma –SZ = a szabadsági fokok száma –K = a komponensek száma ha: p= állandó (1 szabadságfok megkötve) akkor: F+SZ= 1+K

43 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Polimorfizmus és allotrópia PolimorfizmusPolimorfizmus fogalma kristályrendszer – különböző hőmérséklet-tartományokban más – más kristályrendszer szerinti kristályosodás  többalakúság AllotrópiaAllotrópia fémek polimorfizmusa –allotróp módosulatok –allotróp átalakulások

44 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév A vas allotróp átalakulása és módosulatai Felületen Felületen középpontos kocka Térben Térben középpontos kocka SZTK ÖMLEDÉK

45 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Fázisok és szövetelemek Ömledék Színfém Szilárd oldat Fémes vegyület Színfém Szilárd oldat Fémes vegyület Eutektikum Eutektoid

46 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félévVasötvözetek alap a vas (Fe), alapötvöző a szén (C), többalkotós ötvözetet jelent, mivel a gyártási eljárásból belekerülnek bizonyos elemek –mindaddig, amíg a *Si < 0,5 %, Mn < 0,7 %, S+P < 0,035 % feltétel teljesül, *egyensúlyi kristályosodásuk a Fe-C kétalkotós ötvözetrendszerben tanulmányozható.

47 Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Vasötvözetek Hein-Charpy féle ikerdiagramja


Letölteni ppt "Atomreaktorok anyagai Debreceni Egyetem, Műszaki Kar, 2009/2010. II. félév Dr. Trampus Péter egyetemi tanár 06 20 9855970 ATOMREAKTOROK."

Hasonló előadás


Google Hirdetések