PMT kolokwium 1

Różnica między nauką o materiałach, a inżynierią materiałową

Nauka o materiałach koncentruje się na badaniu właściwości i struktury materiałów, podczas gdy inżynieria materiałowa dotyczy aplikacji tych materiałów do zastosowań praktycznych.

Geneza nauki o materiałach

Nauka o materiałach to spadkobierca metaloznastwa, która powstała w latach 50. XX w.

Synteza i przetwórstwo materiałów

Celem jest ułożenie atomów w wymaganej konfiguracji

Skład chemiczny i mikrostruktura

Skupia się na ocenie wpływu mikrostruktury na zachowanie mateiałów

Definicja materiału

Ciało stałe o własnościach umożliwiających wykorzystanie przez człowieka 

Materiał naturalny

Materiał występujący w przyrodzie, wymagający jedynie nadania kształtu, aby być użytecznym no. drewno, niektóre skały i minerały

Materiał inżynierski

Materiał nie występujący naturalnie, powstały w wyniku zaawansowanych procesów technologicznych

Rodzaj dominującego wiązania w Metalach i ich stopach

Wiązania metaliczne.

Charakterystyka Polimerów (wiązania)

Wiązania kowalencyjne (wewnątrz łańcuchów) i słabe siły van der Waalsa (między łańcuchami).

Charakterystyka Materiałów ceramicznych (wiązania)

Wiązania jonowe i kowalencyjne.

Kompozyt – Definicja

Połączenie dwóch lub więcej odrębnych i nierozpuszczających się w sobie materiałów inżynierskich (faz) w monolityczną całość.

Komórka elementarna – Definicja

Najmniejszy, powtarzalny element (równoległościan) sieci przestrzennej, który poprzez translację w trzech kierunkach odtwarza całą sieć.

Geometryczne parametry komórki elementarnej

Trzy periody identyczności (a, b, c) i trzy kąty międzyosiowe (alpha, beta, gamma).

Węzły sieci – Czym są?

Punkty przecięcia prostych sieciowych, odpowiadające położeniu środków ciężkości atomów w sieciach prymitywnych.

Liczba układów krystalograficznych i sieci Bravais'go

7 układów krystalograficznych i 14 typów sieci przestrzennych Bravais'go.

Sieć A1 – Pełna nazwa i symbol

Regularna ściennie centrowana (FCC – Face Centered Cubic).

Liczba atomów w komórce A1 (FCC)

4 całe atomy.

Liczba koordynacyjna A1 (FCC)

12.

Przykłady metali o strukturze A1 (FCC)

Miedź (Cu), Aluminium (Al), Złoto (Au), Srebro (Ag), Żelazo-gamma

Sieć A2 – Pełna nazwa i symbol

Regularna przestrzennie centrowana (BCC – Body Centered Cubic).

Liczba atomów w komórce A2 (BCC)

2 całe atomy.

Sieć A3 – Pełna nazwa i symbol

Heksagonalna zwarta (HCP – Hexagonal Close Packed).

Wskaźniki Millera – Czym oznaczamy płaszczyzny sieciowe?

Wskaźnikami w nawiasach okrągłych, np. (hkl).

Definicja Polimorfizmu (Alotropii)

Zdolność tej samej substancji chemicznej do występowania w różnych odmianach krystalicznych w zależności od temperatury i ciśnienia.

Struktura żelaza (Fe) w temperaturze pokojowej

Żelazo $\alpha$ o strukturze A2 (BCC).

Temperaturowy współczynnik rezystywności metali

Dodatni – ich opór elektryczny wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.

Wakanse – Co to jest?

Puste miejsca w węzłach sieci, gdzie brakuje atomu. Jest to wada równowagowa, kluczowa dla procesu dyfuzji.

Najważniejszy rodzaj wad z punktu widzenia mechaniki metali

Wady liniowe – **Dyslokacje**, których ruch umożliwia plastyczność metali.

Wektor Burgersa (b)

Fundamentalna wielkość charakteryzująca dyslokację, opisująca wielkość i kierunek przesunięcia sieci.

Granice ziaren – Czym są?

Strefy przejściowe rozdzielające ziarna o różnej orientacji krystalograficznej

Definicja Stopu metali

Substancja wieloskładnikowa (co najmniej dwa pierwiastki), która makroskopowo zachowuje własności metaliczne, z metalem jako głównym składnikiem.

Roztwór stały międzywęzłowy

Powstaje, gdy małe atomy (np. C, N, H) wchodzą w luki międzywęzłowe sieci metalu (np. węgiel w żelazie tworzy stal).

Umacnianie roztworowe – Mechanizm

Atomy domieszek wywołują lokalne naprężenia, które „kotwiczą” dyslokacje, utrudniając im poślizg.

Mechanizm umacniający, który zwiększa jednocześnie wytrzymałość i udarność

Umacnianie przez rozdrobnienie ziarna (Zależność Halla-Petcha).

Stal – Skład chemiczny

Stop żelaza z węglem o zawartości C < 2%( zazwyczaj do 1,2%) oraz innymi pierwiastkami.