11 11 2011 0

Zagadnienia na kolokwium 1 z ćwiczeń z Inżynierii Materiałowej w Energetyce

Wiązania chemiczne

1.    Opisać najważniejsze cechy wiązań jonowych, kowalencyjnych, metalicznych wodorowych i van der Waalsa. Wymienić przykłady materiałów, w których występują te typy wiązań chemicznych.

2.    Naszkicować przebieg energii odpychającej, przyciągającej i wypadkowej w funkcji odległości międzyatomowej dla dwóch atomów lub jonów. Na wykresie zaznaczyć energię wiązania i równowagową odległość międzyatomową.

3.    Podać przykładowe równania opisujące energię oddziaływania (np. potencjał Lennarda-Jonesa).

4.    Obliczyć energię spójności (kohezji) i stałą Madelunga w przypadku prostego kryształu jonowego.

Struktura krystaliczna

1.    Opisać jak struktury regularna płasko centrowana i heksagonalna gęstego upakowania są tworzone przez ułożenie gęsto upakowanych płaszczyzn.

2.    Narysować komórkę elementarną struktury regularnej płasko centrowanej, regularnej przestrzennie centrowanej i heksagonalnej gęstego upakowania.

3.    Wyprowadzić zależności pomiędzy długością boku komórki elementarnej a promieniem jonowym dla struktury FCC i BCC.

4.    Obliczyć gęstość teoretyczną metali o strukturze FCC i BCC na podstawie wielkości komórki elementarnej.

5.    Narysować kierunek w komórce elementarnej o podanych współczynnikach. Określić współczynniki podanej prostej.

6.    Określić współczynniki Millera dla narysowanej płaszczyzny. Narysować płaszczyznę o podanych współczynnikach Millera.

Defekty w kryształach

1.    Na przykładzie kryształu zawierającego wakancje wykazać, że w warunkach równowagi termodynamicznej w kryształach istnieje niezerowe stężenie defektów punktowych.

2.    Obliczyć równowagową liczbę i koncentrację wakancji w podanej temperaturze.

3.    Stosując notację Krógera-Vinka zapisać równania opisujące tworzenie w kryształach jonowych zdefektowania typu Frenkla, anty-Frenkla, Schottkyego i anty-Schottkyego. Zapisać dla tych zdefektowań wyrażenia na stałą równowagi tworzenia oraz warunek elektroobojętności.