background image

1.  Wymienić cztery podstawowe liczby kwantowe i  co określają w atomie? 

 

 

główna liczba kwantowa n = 1, 2, 3, ... - oznacza numer energii elektronu i przypisuje numer 
powłoce elektronowej, 

  poboczna liczba kwantowa l = 0, 1, ..., n-1 - oznacza numer podpowłoki, do której przypisany 

jest elektron; pozwala obliczyć wartość orbitalnego momentu, 

  magnetyczna  liczba  kwantowa  m  =  -l,  ...,  -1,  0,  1,  ...,  l  -  oznacza  numer  rzutu  orbitalnego 

momentu pędu na wybraną oś; pozwala obliczyć wartość rzutu momentu pędu 

  spinowa liczba kwantowa s - jest stałą liczbą dla danej cząstki; pozwala obliczyć wartość spin 

cząstki ze wzoru 

 ; w przypadku elektronu 

 , stąd 

 

2.  O  czym  mówi  zakaz  Pauliego,  ile  elektronów  może  być  maksymalnie  na  powłokach, 

począwszy od czwartej, na ostatniej i na przed ostatniej? 

 

Zakaz  Pauliego  -  obowiązuje  w  atomach  wieloelektronowych,  zgodnie  z  którym  w  atomie  żadne 
dwa elektrony nie mogą  znajdować się w stanie opisanym przez te same liczby  kwantowe. Dwa 
elektrony muszą różnić się wartością, co najmniej jednej liczby kwantowej. 
Maksymalną liczbę elektronów oblicza się ze wzoru: 

, na czwartej powłoce 32 elektronów, na 

ostatniej w zależności od grupy, w której znajduję się pierwiastek (nr grupy - liczba elektronów, nr 
grupy powyżej 10 - nr grupy-10), na przed ostatniej wyznaczamy odejmując liczbę elektronów z 
poprzednich powłok i z ostatniej powłoki od liczby atomowej. Powłoki oznacza się począwszy od 
litery K, kolejnymi literami alfabetu. 

 

3.  Rozpisać elektrony na powłokach np. dla l. at. 37, 85, itp. 

 

Rozpisywanie 

elektronów 

na 

powłokach 

rozpoczynamy 

od: 

a)  rozpisania  istniejących  powłok  (ilość  powłok  poznajemy  po  nr  okresu) 
b)  rozmieszczenia  elektronów  na  ostatniej  powłoce,  a  następnie  na  powłokach  najbardziej 
wewnętrznych,  poczynając  od  powłoki  K,  zgodnie  ze  wzorem:  liczba  elektronów=2n

2

.  

Na  ostatniej  powłoce,  zwanej  powłoką  walencyjną,  znajdują  się  elektrony  nazywane 
elektronami walencyjnymi. Liczba tych elektronów równa jest numerowi grupy dla grup od 
nr 1 do 2, oraz nr grupy-10, dla grup o numerze większym od 10. Pierwiastki z grup od 3 do 
12  są  pierwiastkami  grup  pobocznych.  Dla  tych  pierwiastków  (z  grup  od  3  do  10)  ilość 
elektronów na ostatniej  powłoce równa jest zawsze 2 (wyjątkiem są pierwiastki grupy 11, 
dla których ilość elektronów na ostatniej powłoce równa jest 1, ale one uwzględnione są w 
podanej wyżej regule. 
Dla  przykładu  rozpatrzmy  rozmieszczenie  elektronów  (konfigurację  elektronową)  na 
powłokach dla argonu 

18

Ar i 

25

Mn Argon leży w 3 okresie i 18 grupie, liczba atomowa 18. 

Ma więc 3 powłoki (3 okres) K, L, M. Na ostatniej powłoce ma 18-10=8 elektronów, a na 
pierwszej (K) 2 elektrony:  K

2

L

x

M

8

. Z rachunku wynika, że na powłoce L musi mieć 18-2-

8=8elektronów. 

Konfiguracja 

elektronowa 

argonu 

to 

K

2

L

8

M

8

Mangan  leży  w  4  okresie  i  7  grupie.  Ma  więc  4  powłoki:  K,  L,  M,  N,  a  na  ostatniej  2 
elektrony. Jego konfigurację możemy już zapisać w postaci: K

2

L

8

M

x

N

2

, co daje 2+8+2=12 

elektronów. Wszystkich elektronów posiada 25, czyli na powłoce M znajduje się 25-12=13 
elektronów. Konfiguracja elektronowa manganu to: K

2

L

8

M

13

N

2

 

4.  Wymienić i scharakteryzować rodzaje wiązań chemicznych. 

 

 

wiązanie  jonowe  -  Wiązanie  jonowe  powstaje  między  atomami,  które  znacznie  różnią 
się elektroujemnością  (różnica  elektroujemności  jest  większa  od 1,4).  Atomy  jednego 
pierwiastka  (określonego  jako  elektrododatni)  tracą  swoje  elektrony  walencyjne  na rzecz 
atomów  drugiego  z pierwiastków  (elektroujemnego).  Utworzone  w taki  sposób  jony, 
dodatni i ujemny, przyciągają się dzięki działaniu sił elektrostatycznych. 

background image

 

wiązanie atomowe, kowalencyjne - Wiązanie takie spotykane jest dosyć rzadko. Powstaje 
ono między  atomami  tego  samego  pierwiastka  i jest  wiązaniem  apolarnym.  Najczęściej 
spotykane  jest  w pierwiastkach  występujących  w stanie  gazowym,  np. Cl

2

,  O

2

,  N

2

  czy I

2

W takim  przypadku  atomy  uzyskują  konfigurację  gazu  szlachetnego  poprzez  utworzenie 
jednej  lub więcej  wspólnych  par elektronowych,  które  wchodzą  jednocześnie  w układy 
elektronowe  obu łączących  się atomów.  Każdy  z nich  dostarcza  tej samej  liczby 
elektronów. 

 

wiązanie  kowalencyjne  spolaryzowane  -  Wiązanie  to różni  się od  wiązania  atomowego 
tym, że tworzą je atomy różnych pierwiastków (których różnica elektroujemności nie jest 
duża; wynosi od 0,4 do 1,4). W tym przypadku para elektronowa, która łączy atomy, jest 
przesunięta  w kierunku  atomu  pierwiastka  o większej  elektroujemności.  W wyniku  tego 
przesunięcia tworzy się układ dipolowy i zatracona zostaje równowaga elektryczna. Jeden 
atom zyskuje ładunek δ

+

, natomiast drugi δ

-

. Jako całość cząsteczka jest nadal elektrycznie 

obojętna,  ale w  wyniku  tego  przesunięcia  niektóre  jej miejsca  są w  większym  stopniu 
podatne  na reakcje  chemiczne.  Miarą  przesunięcia  ładunku  elektrycznego  jest  moment 
dipolowy.  Jest  to iloczyn  wartości  bezwzględnej  ładunku  elektrycznego  zawartego 
w jednym  z biegunów  dipola,  oraz  odległości  między  biegunami.  W jednostkach 
SI moment dipolowy wyrażany jest w kulombometrach [C × m]. 

 

wiązanie  wodorowe  -  Jeśli  w substancji  obecne  są atomy  wodoru  powiązane  z atomami 
pierwiastków silnie  elektroujemnych (np. fluor, azot  lub tlen) między cząsteczkami może 
się wytworzyć  specyficzne  wiązanie,  tzw.  wiązanie  wodorowe.  Oddziaływanie  to jest 
dosyć  słabe  i występuje  między  atomem  wodoru  przyłączonym  do atomu  pierwiastka 
o dużej  elektroujemności,  a elektroujemnym  atomem,  który  w swej  powłoce  walencyjnej 
posiada  elektrony,  nie biorące  udziału  w wiązaniu  (wolne  pary  elektronowe).  Atom 
wodoru  zajmuje  więc  pozycję  między  dwoma  elektroujemnymi  atomami,  które  należą 
do dwóch  różnych  cząsteczek.  Oddziaływanie  między  tymi  cząsteczkami  polega  przede 
wszystkim  na elektrostatycznym  przyciąganiu  dipoli,  których  dodatnim  biegunem  jest 
atom  wodoru,  a ujemnym  związany  z nim  atom  fluoru,  tlenu  lub azotu.  Wiązania  takie 
tworzą  się zarówno  między  cząsteczkami  nieorganicznymi  jak i  organicznymi  i pełnią 
ważną  rolę  w układach  biologicznych.  Łączenie  się pojedynczych  cząsteczek  związków 
chemicznych w większe zespoły to asocjacja. podatne są na nią przede wszystkim związki 
polarne, w których możliwe jest utworzenie wiązania wodorowego (woda, alkohole). 

 

wiązanie  koordynacyjne  -  Wiązanie  to zwane  jest  inaczej  wiązaniem  donorowo-
akceptorowym.  Polega  ono na  uwspólnieniu  elektronów,  jednak  w odróżnieniu 
od wiązania  kowalencyjnego,  elektrony  pochodzące  tylko  od jednego  atomu  (zwanego 
donorem) są wykorzystywane również przez drugi atom (akceptor). 

 

wiązanie metaliczne - Wiązanie metaliczne powstaje w wyniku przyciągania elektrycznego 
jąder atomowych i swobodnych elektronów, znajdujących się w zewnętrznych powłokach 
elektronowych  atomów.  Wiązanie  takie  spotyka  się w  przypadku  metali  czystych, 
ich stopów i związków międzymetalicznych. 

 

oddziaływania  van der  Waalsa  (międzycząsteczkowe)  -  Takie  słabe  oddziaływania, 
występują pomiędzy dwoma wzbudzonymi, albo jednym wzbudzonym i jednym trwałym 
dipolem.  Cząsteczki,  które  maja  trwały  moment  dipolowy,  mogą  powodować  powstanie 
momentu w cząsteczkach bez trwałego momentu dipolowego. 

 

5.  Co to jest uporządkowanie bliskiego i dalekiego zasięgu i jakich materiałów dotyczy, 

co to jest metamorfizm materiału, podać przykłady? 

 

Uporządkowanie dalekiego zasięgu – regularne uporządkowanie cząsteczek, atomów lub 
jonów w materiałach, występujące w obszarze, którego  rozmiar w najdłuższym  kierunku 
jest wielokrotnie większy od rozmiarów porządkujących się cząsteczek. Zwykle przyjmuje 

background image

się,  że  uporządkowanie  jest  dalekozasięgowe,  gdy  regularne  struktury  w  materiale 
występują  na  odległościach  nie  mniejszych  niż  100-200  nanometrów.  Tego  rodzaju 
uporządkowanie  jest  obserwowane  głównie  w  ciałach  stałych,  posiadających  dającą  się 
zidentyfikować (np. rentgenograficznie) strukturę krystaliczną. 

 

6.  W oparciu o model pasmowy przedstawić izolator, przewodnik i półprzewodnik. 

 

Izolatory  (dielektryki)  -  Poziom  Fermiego  w  izolatorach  znajduje  się  w  okolicy  granicy 
pasma walencyjnego, a pasmo wzbronione jest szerokie. Powoduje to, że elektrony nie mogą 
łatwo  zwiększać  swojej  energii  (ponieważ  najpierw  muszą  przeskoczyć  do  pasma 
przewodnictwa). 
Przewodniki  -  
W  przewodnikach  poziom  Fermiego  znajduje  się  w  obszarze  poziomu 
przewodnictwa,  dzięki  czemu  elektrony  przewodnictwa  mogą  swobodnie  poruszać  się  w 
obrębie materiału (ponieważ łatwo mogą przechodzić do wyższego poziomu energetycznego) 
Półprzewodniki  samoistne  -  W  półprzewodniku  poziom  Fermiego  położony  jest  podobnie 
jak w przypadku izolatorów, jednak przerwa energetyczna (szerokość pasma wzbronionego) 
jest  niewielka  (umownie  za  półprzewodnik  przyjmuje  się  ciało,  w  którym  szerokość  pasma 
wzbronionego jest mniejsza niż 2 eV

[1]

). W półprzewodnikach samoistnych część elektronów 

przechodzi do pasma przewodnictwa dzięki energii termicznej lub np. wzbudzeń fotonowych. 
Przewodnictwo  w  półprzewodnikach  samoistnych  ma  charakter  pół  na  pół  elektronowo-
dziurowy. 

 

7.  Co to są parametry sieci ? 

 

Długości  krawędzi  komórki  elementarnej  (odległości  jednostkowe  na  osiach 
krystalograficznych), 
Kąty pomiędzy osiami. 
 

8.  Narysować komórki i podać współrzędne węzłów np. 0 -1 2, -1 0 1. 

 

 

9.  Podać symbole i narysować 4 podstawowe komórki sieci Bravais'a. 

 

Sposoby centrowania: 
P - prymitywne: 
C - w podstawach 
F - na wszystkich ścianach 
I - przestrzenne 

background image

 

10. Podać zasadę obliczania ilości atomów przypadających na komórkę, co to jest liczba 

koordynacyjna i stopień wypełnienia komórki sieciowej? 

 

Liczba atomów w komórce elementarnej obliczamy przyjmując: 
wewnątrz - 1, na ścianie - 1/2, na krawędzi - 1/4, w wierzchołku - 1/8. 
np. komórka regularna, wewnętrznie centrowana: 

 

Liczba  koordynacji  -  Jest  to  liczba  bezpośrednich  wiązań  σ  występujących  między 
centralnym atomem a ligandami do niego przyczepionymi. 
Stopień  wypełnienia  komórki  sieciowej  -  stosunek  objętości  atomu  do  objętości 
elektronów. 

 

11. Wymienić 7 układów i podać parametry komórek dla tych układów. 

 

regularny 

a = b = c 

α = β = γ = 90° 

tetragonalny 

a = b ≠ c 

α = β = γ = 90° 

rombowy 

a ≠ b ≠ c 

α = β = γ = 90° 

jednoskośny 

a ≠ b ≠ c ≠ a α = γ = 90°; β ≠ 90° 

trójskośny 

a ≠ b ≠ c ≠ a 

α ≠ β ≠ γ ≠ α 
α, β, γ ≠ 90° 

heksagonalny 

a = b ≠ c 

α = β = 90°; γ = 120° 

trygonalny 
(romboedryczny) 

a = b ≠ c 
(a = b = c) 

α = β = 90°; γ = 120° 
(α = β = γ ≠ 90°) 

 

12. Narysować kierunki krystalograficzne dla współrzędnych np. [01-1] i [00-2]. 

 

 

 

13. Podać zasadę wskaźnikowania płaszczyzn wskaźnikami Millera. 

 

Płaszczyzna  przecina  osie  kryształu  w  pewnych  punktach,  odcinając  odcinki  o  pewnej 
długości.  Stosunki  stałej  sieciowej  do  długości  tych  odcinków,  pomnożone  przez  stałą  dają 
wskaźniki  Millera  tej  płaszczyzny.  Stała  musi  być  tak  dobrana,  aby  wskaźniki  miały  jak 
najmniejszą wartość bezwzględną. W przypadku, gdy płaszczyzna jest równoległa do którejś 
z osi, to punkt przecięcia znajduje się w nieskończoności, co daje wskaźnik Millera równy 0. 
Wskaźniki Millera dla płaszczyzn umieszcza się w nawiasach okrągłych (). Umieszczenie ich 
w nawiasach klamrowych {} wskazuje, że opisywana płaszczyzna jest ścianą kryształu. 

 

background image

14.  Narysować płaszczyzny np. (120) i (1-10) (10-10). 

 

 

 

15. Narysować luki tetraedryczne i oktaerdyczne dla sieci A1 i A2. 

 

 

 

16. Co to jest monokryształ a co polikryształ? 

 

Monokryształ  –  materiał  będący  w  całości  jednym  kryształem  (np.  kryształ  cukru,  soli, 
półprzewodnika).  Monokryształ  może  zawierać  w  całej  swej  objętości  niewielką  ilość 
defektów  tejże  struktury,  a  jego  zewnętrzna  forma  nie  musi  odzwierciedlać  struktury 
krystalicznej. 
Polikryształ  -  ciało  stałe,  będące  zlepkiem  wielu  monokryształów,  zwanych  w  tym 
przypadku  domenami  krystalicznymi  lub  ziarnami.  Domeny  w  polikrysztale  mają  zwykle 
orientację  statystyczną,  choć  w  pewnych,  szczególnych  warunkach  można  także  uzyskać 

background image

polikryształy  o  bardzo  regularnym  układzie  domen.  Określony  układ  domen  tworzy  tzw. 
mikrostrukturę polikryształu. 

 

17. Dokonać podziału defektów struktury kryształów. 

 

1)  Punktowe:  

a)  wakanse, luki – wolne miejsca w sieci krystalicznej, 
b)  wyjście atomu na powierzchnie kryształu, 
c)  atomy międzywęzłowe – opuszczające węzły np. wskutek drgań cieplnych, 

2)  Liniowe – inaczej dyslokacje:  

a)  krawędziowe – poprzez wprowadzenie ekstrapłaszczyzny między nieco rozsunięte 

płaszczyzny sieciowe, miarą dyslokacji jest wektor Burgersa, wyznaczony poprzez 
kontur Burgersa i prostopadły do linii dyslokacji krawędziowej, 

b)  śrubowe – powstają w wyniku przesunięcia płaszczyzn atomowych, wektor Burgersa 

równoległy do linii dyslokacji śrubowej, 

c)  mieszane – śrubowa i krawędziowa występujące w strukturach rzeczywistych, 

3)  Powierzchniowe:  

a)  granice ziaren – wąska strefa materiału,w której atomy są ułożone w sposób 

chaotyczny. Gdy kąt między dwoma sąsiednimi kierunkami krystalograficznymi jest:  
i)  większy od 15° to szerokokątowa granica, 
ii)  mniejszy – wąskokątowa, 

b)  granice międzyfazowe:  

i)  koherentne – atomy granicy ziarna są wspólnymi atomami obydwóch ziarn, 
ii)  półkoherentne, 
iii) zerwanie koherentności - największe umocnienie, 

c)  błąd ułożenia – wskutek dyslokacji krawędziowej, EBU – energia błędu ułożenia, 

 

18. Wymienić i wyjaśnić, na czym polegają defekty punktowe w kryształach. 

 

Patrz pytanie 17. 

 

19. Wymienić i wyjaśnić na czym polegają defekty liniowe w kryształach. 

 

Patrz pytanie 17. 

 

20. Jak defekty wpływają na właściwości mechaniczne i elektryczne materiałów (metali). 

 

Wpływ defektów na właściwości mechaniczne: 
Defekty punktowe ułatwiają dyfuzję atomów, 
Defekty liniowe (dyslokacje) ułatwiają odkształcanie metali (obróbkę plastyczną), 
Defekty powierzchniowe (granice  ziaren) umacniają materiał. 
Wpływ defektów na właściwości elektryczne: 

 

Mogą zmniejszać przewodnictwo elektryczne (zwiększać jego opór), 

 

Mogą zwiększać przewodnictwo, 

 

Mogą zwiększać przewodnictwo elektronowe (w półprzewodnikach czyli 
materiałach kowalencyjnych), 

 

Mogą zwiększać przewodnictwo jonowe (w materiałach jonowy). 

 

21. Wymienić i wyjaśnić, na czym polegają wtrącenia koherentne, niekoherentne i 

półkoherentne w kryształach. 

 

background image

Granice  międzyfazowe  dzielimy  na  koherentne,  niekoherentne  i  półkoherentne.  Koherentne 
powstają w początkowych stadiach wydzielania nowej fazy (np. przy starzeniu). W dążeniu 
do  zmniejszenia  energii  nowo  powstałej  granicy  obie  fazy  przyjmują  względem  siebie  taką 
orientację, aby atomy w granicy należały jednocześnie do obydwóch sieci, przy minimalnym 
ich zniekształceniu. Taki stan może jednak istnieć tylko wówczas, gdy wydzielone cząstki są 
małe i mają płaskie granice. Wówczas energia granicy jest mała, ale w miarę wzrostu cząstek 
zwiększa  się  sprężyste  odkształcenie  sieci,  gdyż  nigdy  odległości  międzyatomowe  w 
obydwóch  fazach  nie  są  idealnie  zgodne.  Przy  pewnym  poziomie  tych  naprężeń  powstają 
dyslokacje, które zmniejszają naprężenia, ale zwiększają energię granicy i mamy wówczas do 
czynienia  z  granicą  częściowo  koherentną.  Przy  dalszym  wzroście  cząstek  nowej  fazy  i 
przyjęciu przez nie kształtu kulistego (sferoidyzacji) sprzężenie między fazami znika zupełnie 
i  granica  staje  się  niekoherentna.  Energia  niekoherentnych  granic  międzyfazowych  jest 
zbliżona do energii granic ziaren dużego kąta. 

 

22. Co to jest faza? Co to jest stop? Podać regułę Gibbsa dla faz. 

 

Faza  jest  to  jednorodna  część  stopu,  oddzielona  od  pozostałej  jego  części  granicą 
międzyfazową.  Zbiór  faz  znajdujący  się  w  stanie  równowagi  termodynamicznej  nazywamy 
układem. 
Stop – tworzywo składające się z metalu stanowiącego osnowę, do którego wprowadzono, co 
najmniej jeden pierwiastek (metal lub niemetal) w celu zmiany jego właściwości w żądanym 
kierunku. 
Reguła faz Gibbsa – zależność obowiązująca dla każdego układu będącego w równowadze 
termodynamicznej, 
łącząca liczbę faz w układzie, liczbę składników niezależnych oraz liczbę 
stopni swobody

[1]

: 

 

gdzie: 

 

–  liczba  stopni  swobody,  czyli  liczba  zmiennych  intensywnych,  które  można 

zmieniać bez jakościowej zmiany układu (bez zmiany liczby faz w równowadze) 

 

–  liczba  niezależnych  składników,  a  więc  takich,  które  nie  dają  się  określić  za 

pomocą zależności chemicznych poprzez stężenia innych składników (niezależnych). 

 

– liczba faz, a więc postaci materii jednorodnej chemicznie i fizycznie (np. roztwór, 

faza gazowa, kryształy o określonym składzie) 

 

23. Co to jest roztwór stały, różnowęzłowy, pustowęzłowy i międzywęzłowy. 

 

Różnowęzłowy  -  atom  drugiego  pierwiastka  zajmuje  położenie  węzłowe  w  miejscu  atomu 
pierwszego piewrwiastk, 
pustowęzłowy - brak atomu w węźle, 
międzywęzłowy  -  atom  drugiego  pierwiastka  zajmuje  położenie  międzywęzłowe,  pomiędzy 
atomami pierwszego pierwiastka. 

 

24. W  oparciu  o  schemat,  wyjaśnić  rozpuszczalność  ograniczoną  i  nieograniczoną 

roztworów stałych. 

 

25. Czynniki sprzyjające tworzeniu się roztworów stałych nieograniczonych. 

 

Roztwory  stałe  nieograniczone  mogą  tworzyć  ze  sobą  tylko  te  pierwiastki,  które  mają 
jednakowy  typ  sieci  krystalicznej,  zbliżone  wielkości  średnic  atomowych  (różniące  się  nie 
więcej  jak  o  10-15%),  jednakową  wartościowość  i  są  do  siebie  podobne  pod  względem 
charakteru elektrochemicznego. 

background image

 
26. Co tą są fazy między metaliczne? 

 

Faza międzymetaliczna – to faza stała, której sieć krystaliczna i właściwości są pośrednie 
między roztworem stałym i związkiem chemicznym. 
Cechy charakterystyczne

[1]

: 

 

struktura fazy międzymetalicznej różni się od struktury każdego z jej składników 

 

atomy każdego ze składników są rozmieszczone równomiernie, uporządkowane w 
skali międzyatomowej (np. Fe

3

C) 

 

występuje przewaga wiązania metalicznego 

 

wzajemne ilości składników nie wynikają z wartościowości chemicznej 

 

27.  Podać regułę dźwigni dla faz. 

 

Reguła  dźwigni  –  zasada  interpretacji  wykresów  fazowych,  umożliwiająca  określanie 
udziałów  dwóch  faz  znajdujących  się  w  stanie  równowagi  w  obszarach  współistnienia. 
Użycie  pojęcia  "dźwignia"  wskazuje  analogię  do  klasycznej  dźwigni  –  podstawowej 
maszyny  prostej,  która  znajduje  się  w  równowadze  mechanicznej,  gdy  są  sobie  równe 
iloczyny siły (F) przez długość ramienia (r). 

 

Jak widać, aby określić skład chemiczny współistniejących faz w danej temperaturze ty, należy dla tej 
temperatury  przeprowadzić  linię  równoległą  do  osi  składów.  Rzuty  punktów  przecięcia  tej  linii  z 
krzywymi ograniczającymi obszar dwufazowy na oś składów, określają skład faz. Na rysunku przez x 
oznaczono skład stopu, przez x1 — skład fazy stałej α, a przez x2- skład fazy ciekłej. 

 

28. Co to jest mieszanina eutektyczna i eutektoidalna? 

 

Eutektyka  (eutektyk,  mieszanina  eutektyczna)  –  mieszanina  dwóch  lub  więcej  faz  
określonym  składzie,  która wydziela  się  z  roztworów  ciekłych  w  pewnej  temperaturze, 
zwanej  temperaturą  eutektyczną.  Mieszanina  ta  jest produktem  przemiany  eutektycznej. 
Nazwa wywodzi się z greckiego słowa eutektos, co znaczy „łatwo topliwy”. 
Eutektoid  (eutektoida, mieszanina eutektoidalna)  -  drobnokrystaliczna mieszanina dwóch 
lub więcej faz przypominająca budową mieszaninę eutektyczną, ale powstała w stanie stałym. 

 

29. Wymienić  odmiany  alotropowe  żelaza,  podać  zakresy  temperatur  i  parametry 

komórek. 

 

 

żelazo alfa (α), temp. poniżej 911 °C, sieć RPC 

 

żelazo beta (β), temp. od 768 °C do 911 °C, sieć RPC 

 

żelazo gamma (γ), od 911 °C do 1392 °C, sieć RSC 

background image

 

żelazo delta (δ), temp. od 1392 °C do temperatury topnienia, sieć RPC 

 

30. W jakiej postaci może występować węgiel w stopie żelazem? 

 

  W postaci węgla czystego - grafitu, roztworu stałego w sieci krystalicznej ferrytu lub 

austenitu, 

  Jako węglik żelaza, np. Fe

3

C, zwanego cementytem.  

 

31. Co to są diamagnetyki, paramagnetyki i ferromagnetyki? 

 

Diamagnetyki  –  substancje  wykazujące  zjawisko  diamagnetyzmu,  polegające  na  indukcji 
w  ciele  znajdującym  się  w  zewnętrznym  polu  magnetycznym  pola  przeciwnego, 
osłabiającego  działanie  zewnętrznego  pola.  są  to  gazy,  ciecze  oraz  ciała  stałe  złożone  z 
atomów  (cząsteczek)  nie  mających  stałego  momentu  magnetycznego  (spin  całkowity 
równa  się  zeru).  Ciała  o  przenikalności  magnetycznej  mniejszej  niż  przenikalność 
magnetycznej próżni i ujemnej podatności magnetycznej. 
Paramagnetyki  –  substancje  wykazujące  zjawisko  paramagnetyzmu,  polegające  na 
magnesowaniu  się  makroskopowego  ciała  w  zewnętrznym  polu  magnetycznym  w 
kierunku  zgodnym  z  kierunkiem  pola  zewnętrznego,  jest  on  przyciągany  przez  magnes, 
jednak znacznie słabiej niż ferromagnetyk. 
Ferromagnetyk  –  ciało,  które  wykazuje  własności  ferromagnetyczne.  Znajdują  się  w  nim 
obszary stałego namagnesowania (tzw. domeny magnetyczne), wytwarzające wokół siebie 
pole magnetyczne (jak małe magnesy). Do ferromagnetyków należą m.in.  żelazo, kobalt, 
nikiel i niektóre stopy oraz metale przejściowe z grupy żelaza i metale ziem rzadkich. 

 

32. Wymienić wielkości opisujące pętlę histerezy magnetycznej. 

 

Na  pętli  histerezy  magnetycznej  wyróżnia  się  trzy  punkty:  a-  określa  on  stan  nasycenia, 
dalszy  wzrost  wartości  pola  magnesującego  nie  powoduje  wzrostu  namagnesowania;  b  - 
namagnesowanie  szczątkowe  (resztkowe),  czyli  namagnesowanie,  jakie  zachowuje 
ferromagnetyk  po  usunięciu  pola  magnesującego,  i  c  -  tzw.  pole  koercji,  tj.  pole 
magnesujące, jakie trzeba przyłożyć w przeciwnym kierunku, aby usunąć namagnesowanie 
resztkowe. 

 

33. Narysować układ żelazo-cementyt, scharakteryzować poszczególne fazy Fe-C. 

 

 

background image

34. Podać kryteria podziału stali. 

 

 

ze względu na skład chemiczny (rodzaj i udział składników stopowych) 

 

ze względu na procentową zawartość węgla i strukturę wewnętrzną:  

stal podeutektoidalna 

stal eutektoidalna 

stal nadeutektoidalna 

 

ze względu na stopień czystości:  

 

ze względu na zastosowanie:  

 

35. Jak dzielą się stale ze względu na skład chemiczny? 

 

 

ze względu na skład chemiczny (rodzaj i udział składników stopowych):  

stal węglowa (niestopowa)  

 

niskowęglowa 

 

średniowęglowa 

 

wysokowęglowa 

stal stopowa  

 

niskostopowa 

 

średniostopowa 

 

wysokostopowa 

 

36. Jak dzielą się stale stopowe ze względu na składniki? 

 

 

ze względu na stopień czystości:  

zwykłej jakości 

wyższej jakości 

najwyższej jakości 

 

37. Jak dzielą się stale ze względu na przeznaczenie? 

 

 

ze względu na zastosowanie:  

stal konstrukcyjna  

 

ogólnego przeznaczenia 

 

niskostopowa 

 

wyższej jakości 

 

automatowa 

 

łożyskowa 

 

sprężynowa 

 

do azotowania 

 

do ulepszania cieplnego 

stal narzędziowa:  

 

węglowa 

 

stopowa:  

 

do pracy na zimno 

 

do pracy na gorąco 

 

szybkotnąca. 

stal specjalna  

 

nierdzewna  

 

chirurgiczna 

 

kwasoodporna 

 

magnetyczna 

background image

 

odporna na zużycie  

 

Stal Hadfielda 

 

transformatorowa 

 

zaworowa 

 

żaroodporna 

 

stal maraging 

 

żarowytrzymała 

 

38. Ogólna klasyfikacja stali odpornych na korozję. 

 

 

Stale trudno rdzewiejące 

 

Stale odporne na korozję