Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

A rugalmassági modulus értelmezése Az eredőerő az iontávolsággal arányosan változik Hook –féle arányossági törvény (anyagminőség függő) A nyugalmi helyzethez.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "A rugalmassági modulus értelmezése Az eredőerő az iontávolsággal arányosan változik Hook –féle arányossági törvény (anyagminőség függő) A nyugalmi helyzethez."— Előadás másolata:

1 A rugalmassági modulus értelmezése Az eredőerő az iontávolsággal arányosan változik Hook –féle arányossági törvény (anyagminőség függő) A nyugalmi helyzethez húzott érintő iránytangense

2 Nyomóerő hatása a kristályrácsra A nyomóerők hatására az iontávolság csökken, a taszítóerő nő. Ennek hatására a terheletlen irányban Keresztirányú megnyúlás következik be. A tönkremenetel nem az összenyomódás, ε l, hanem a keresztirányú megnyúlás ε k következtében lép fel.

3 A nyomóerő hatására fellépő keresztirányú változás (anyagjellemző), nagyságának megadása Poisson-tényező Poisson-szám

4 A kristályok termikus tulajdonságairól A rácselemek (atomok) a rácsba elfoglalt helyük körül hőmozgást végeznek A mozgás amplitúdója nagyobb, ha a görbe meredeksége kisebb Kis rugalmassági modulusú anyagok Kis hőtágulási együttható Nagy olvadáspont Ha a mozgások amplitúdója eléri a ütközés értékét, bekövetkezik az olvadás (ugyanazon erőhöz nagyobb elmozdulás tartozik)

5 A ridegség, és a képlékenység értelmezése Tapasztalataink szerint A képlékeny alakváltozás a fémes kötések jellemzője Az ionkötések ridegen törnek

6 Feszültség alakváltozás görbe R 0 közelében a változás lineáris

7 Ha r eléri r k értékét törés, repedés történik A terhelés a hibamentes helyekre tevődik át A rácssíkok állandó iontávolság mellett mozdulnak el „képlékeny alakváltozás”

8

9 A képlékeny alakváltozási képesség annál nagyobb, minél kisebb a rácshibák száma „Mérethatás” Ugyanabból az anyagból készült nagyon vékony szálak [μm] szilárdsága megközelítheti az elméleti szilárdságot! A méret csökkentésével csökken a hibahelyek száma Porózus anyagok A pórus durva rácshibának tekinthető Repedések kiindulási helyei Lényegesen befolyásolják a szilárdsági tulajdonságokat

10 összefoglalva

11 Szilárd hallmazállapotú testek kristályos Nem kristályos (üvegszerű, amorf) A folyadék kristályos állapot Makromolekulás anyagok Kristályos anyagok: Az ásványok legnagyobb része A mesterséges anyagok jelentős hányada Szerves anyagok A legállandóbb állapotnak tekinthető de, átkristályosodás („ónpestis”) allotropia polimorfia módosulatai (Kalcit, aragonit) (grafit, gyémánt) (vegyületek esetén)

12 A rácselemek térbeli elhelyezkedésűek, térrácsot alkotnak Kijelölhető három rácselemsort alkotó egyenes Két pontsorból képezhetők a síkhálók A kötőerők a tér különböző irányaiba mások lehetnek Egy-, két-, és háromdimenziós jellegű kristályok Pl. azbeszt (az atomkapcsolat egyik irányban nagyon erős, „szálasítható) Pl. grafit („kenhető”) Pl. kősó, kvarc, fémek A rácsalkotók ismétlődése határozott rendben →térrács →kristályrács

13 A szilárd testek –gyakorlatban tapasztalt - anizotrópiája kristályállapotukkal függ össze Kristály az olyan anyag, melyben a kristályalkotók, a rácselemek (atomok, molekulák, ionok) határozott rendben helyezkednek el, térrácsot, kristályrácsot alkotva. A kristályszerkezet megismerése: A kristályok hasadásából Elemi paralelepipedonokből épülnek fel? =>A makroszkópikus tulajdonságok magyarázhatók

14 Bravais ( ) Legyenek a paralelepipedonok rácspontok úgy, hogy a rácspontok szorosan egymás mellé helyezett paralelepipedonok ( az elemi cellák) csúcspontjai. Így minden rácsponthoz egy elemi cella rendelhető, mivel a nyolc csúcs mindegyike további nyolc cellához tartozik hozzá. Ezek a elemi cellák. rácselemek A rácselemek távolsága egy-egy irányban azonos A tér másik két kitüntetet irányában a rácstávolság más lehet, rácsállandó

15 Bravais-rácsok

16

17

18 Kristályformák prizma piramis dipiramis romboéder diszfenoid trapezoeder szkalenoéder hexaéder rombododekaéder oktaéder

19 A kristályrácsok fajtái A kristályok felosztása a rácselemek között ható erők szempontjából ionkristályok atomkristályok molekulakristályok Ionok, elektrosztatikus erők ionrács Nem fémes elemek Kovalens kötés atomrács molekulák van der Waals, hidrogénhíd molekularács fémkristályok Rácselemei pozitív fémionok fémrács

20 ionkristályok Lapcentrált szabályos térrács A legtöbb só, oxid, szulfid, (pl. KCl, NaCl, KF, AgCl, MgO, CaO, PbS, CdS, NH 4 Cl, …) Nagy keménység Magas olvadáspont Kis illékonyság Jó szigetelőképesség Minden Na + iont hat Cl - veszi körül Az ún. koordinációs szám 6

21 atomkristályok Nagy keménységűek, magas olvadáspontúak Az elektromosságot általában nem vezetik A tetraéder csúcsain és középpontjában egy-egy szénatom van Hatszögletes rendszerű réteges rács

22 molekulakristályok Kevésbé kemények Illékonyabbak Alacsonyabb olvadáspont A legtöbb szerves vegyület NaCl típusú rács A jég is molekulakristályokat alkot Irányítatlan van der Waals erők irányított hidrogékötések A tetraéder középpontja „O” atom 2 hidrogénatom 1Angström-re 2 hidrogénatom 1,7 Angström-re

23 A molekula és az ionrács közötti átmenet ionrács molekularács A szilikát építőelemek, SiO 2, SiO 4, kötődésétől függően A szilícium – dioxid, (SiO 2 ) módosulatai szerint, (kvarc, krisztoballit, tridimit)

24 fémkristályok Fémek a legszorosabb illeszkedésű fémes rácsokban A fémek alakíthatóságát, képlékenységét a szoros gömbi illeszkedésű kristályszerkezet adja. Az ötvözetek szilárd oldatok, összetételük kémiailag nem kötött. Szubsztitúciós ötvözetek Intersztíciális ~ ( rácsközi, az ötvöző általában nemfémek ) (minden atomnak szabályos helye van)

25 Reális kristályok, rácshibák A tökéletes kristálytól való eltérés Ponthiba Vonalmenti hibák (diszlokációk) Síkhibák Térhibák

26 Ponthiba

27 Vonalmenti hibák (diszlokációk) Több rácselemhiba egy irányban

28 Reális kristályok, rácshibák A tökéletes kristálytól való eltérés Ponthiba Vonalmenti hibák (diszlokációk) Síkhibák Térhibák Pl. az anyag eltérő kristálymódosulatainak határán Hiányhelyek, pórusok, ideden anyagok zárványai

29 A kristályosodást befolyásoló külső tényezők A kristályosodás sebessége Idegen anyagok jelenléte A hőmérséklet Meghatározhatják a kristályok méretét, szövetszerkezetét: Gyors hűtés nagy kristályok, durva szövetszerkezet Szövetszerkezet megváltoztatása => „edzés” Pl. Alacsony hőmérséklet, a hosszúrostú kalcium-szilikát- hidrátok képződésének kedvez. ( Cement szilárdulása) Pl. kristálycsírák jelenléte, vagy hiánya

30 A nemkristályos ( amorf állapotú ) anyagok szerkezete Makroszkópikus tulajdonságaik iránytól függetlenek, izotrópok ( A szilárd testek kisebbik csoportja ! ) A legtöbb kristályos test krisztallitokból álló, polikristályos anyag ! Makroszkópikusan izotrópnak tekinthető (krisztallittulajdonság átlaga) Makroszkópikusan is anizotróp egy kristályból álló anyagi test Alkotórészei egyáltalán nem rendeződnek kristályrácsba ! „üvegszerű anyagok” Különféle üvegek gyanták Szerves műanyagok celulóz gyapjú

31 Üvegszerű anyagok Nincs éles olvadáspontjuk Túlhűtött, befagyasztott folyadékok Legjellemzőbb üvegyszerű állapot: SiO 2, B 2 O 3, alkáli- alkáliföldfémekkel, Pb stb. oxidjaival alkotott vegyületei. Az üvegképző oxidok Hálózatképző Átmeneti oxidok Módosító oxidok Önmagukban is üvegképzők (szilícium-dioxid, bór-trioxid ) Hálózatképző és módosítók ( Pb, Sn, Zr, Al, oxidjai)

32 Módosító oxidok K, Na oxidjai Olvasztó hatásúak Ca, Mg oxidjai szerkezetstabilizálás Na 2 CO 3 +CaCO 3 +6SiO 2 → Na 2 ∙ CaO ∙ 6SiO 2 + 2CO – C - on A „közönséges üveg” „hálózatképző” „módosítók” Olvadékban végbemenő reakcióval:

33 Szerves polimerek Szervetlen polimerek kvarcüveg A rendezettség nem terjed ki az egész testre Az üvegszerű állapot metastabilis „Átkristályosodás” Kvarc kristály

34 Ortoszilikát ion Térbeli szerkezete : alapvetően a tetraéderes szimmetria jellemzi A tetraéder csúcsain oxigénatomok A középpontjában szilícium atom

35 A tetraéderek, oxigénatomok közvetítésével összekapcsolódhatnak, láncot alkothatnak, nyílt láncú poliszilikátion Az Si – atomok egy részét más fématomok, (pl. Al ) helyettesíthetik, így jönnek létre az alumínium-szilikátok [SiO 4 ] 4-, [AlO 4 ] 5-,

36 A kvarc síkbeli szerkezete:

37 „réteges szerkezetű szilikátok” Magnézium és vízmolekulák a szilikátrétegek között A víz részben felvehető, ( agyagásványok duzzadása! ) Leadható, Zeolitszerkezet, zeolitok

38 Egy- vagy kétértékű fématomok [SiO 4 ] 4-, [AlO 4 ] 5-, Ionok által alkotott, negatív töltésű térbeli háló A negatív töltéssel ekvivalens, pozitív töltésű Laza kötésű víz Általános képletük:

39 Ha a kation alkálifém, (K +, Na +, ) Ca 2+, Mg 2+, ionra cserélhető. A szerkezet összeomlása nélkül eltávolítható, a kötött méretekkel rendelkező szilikátváz megmarad „Molekulasziták”

40 Makromolekulás szilárd testek A kovalens kötésű atomok száma nagy (10 3 – 10 6 nagyságrend) monomerek polimerek Kis molekulák „minőségében új” szerkezet! Mesterséges ~ Természetes ~

41 n.A →(A) n n (A-x)+n(B-y)+….→ (AB…) n +n. x. y nA + mB → (AB) n+m Polimerizáció: Polikondenzáció: Poliaddíció: ( Etilén → polietilén ) C 6 H 10 O 5 → C 6 H 10 O 5 + n.H 2 O ( Poliészterek, Poliamidok, Fenoplasztok, aminoplasztok…) (poliuretánok, epoxigyanták)

42 A makromolekulák felépülése Szerves polimerek csoportosítása: alak hatóerők Térhálós szerkezet „ritka keresztkötésekkel”, (kaucsuk, gumi, vulkanizálással) Gyakori keresztkötésekkel (gyanták) Hőálló polimerek Oldhatók, rugalmasak, nagy szakítószilárdság. De, nem oldódó, nem olvaszható bomlás nálkül, nagy szilárdság, kis alakváltoztató képesség

43 Szerves polimerek csoportosítása: hatóerők A szekunder (van der Waals-erőtől függő tulajdonságok Ha nagyok, krisztallitok is keletkezhetnek < 8KJ/mol> 8KJ/mol (kaucsuk) Szálképző anyagok plasztomerek A szekunder erők összege nagyobb is lehet, mint a primer, Olvadás nélküli bomlás (pl. PVC

44 Amorf polimer termotechnikai görbéje, a szerkezeti műanyagok jellemzésére Terhelés-tehermentesítés-alakváltozás fáziskéséssel- amorf polimereknél az alakváltozás mindig hőmérséklet függvénye

45 Három, jól megkülönböztethető állapot elasztikus Az átalakulások tartománya dermedési folyási

46 A polimerek tulajdonságai a hőmérséklet függvényében Minél nagyobb a polimerizációs fok annál nagyobb az elasztikus szakasz Kis polimerizációfok, vagy csak üvegszerű, vagy csak viszkózusan folyós


Letölteni ppt "A rugalmassági modulus értelmezése Az eredőerő az iontávolsággal arányosan változik Hook –féle arányossági törvény (anyagminőség függő) A nyugalmi helyzethez."

Hasonló előadás


Google Hirdetések