Test z roku 2011
Wykład z Nauki o Materiałach
START
1. Kowalentne wiązanie między atomami w materiałach
Jeden jon przekazuje elektrony drugiemu jonowi. Jony dodatnio i ujemnie naładowane przyciągają się
Elektron przemieszcza się pomiędzy dwoma jądrami atomowymi
Jest silnie ukierunkowane w przestrzeni
Powoduje gęste upakowanie atomów w porównaniu z innymi rodzajami wiązań
2. Wiązania chemiczne
Wiązanie jonowe
Wiązanie kowalencyjne
Wiązanie wodorowe
Wiązanie Van der Waalsa
3. Metale to dobre przewodniki prądu gdyż
W doskonałej sieci krystalicznej elektrony mogą się swobodnie poruszać
Wibracje sieci wspomagają przeskoki elektronów od jednego atomu do drugiego
Elektrony tworzą „chmurę elektronową” która może się przemieszczać przy małym oporze ze strony jąder atomowych
Elektrony swobodnie przeskakują od atomu do atomu
4. Sieć krystaliczna.
Sieć regularna jest izotropowa
Sieć heksagonalna ma jeden wyróżniony kierunek
Dla sieci regularnej w 3 prostopadłych kierunkach układ atomów jest różny
W szkłach i metalach amorficznych ma periodyczny układ w każdym kierunku
5. Dyslokacje
To przemieszczenie atomu w sieci krystalicznej w wyniku dyfuzji
To defekty sieci krystalicznej polegające na przemieszczeniu się granic ziaren
To liniowe defekty sieci krystalicznej
Jeden z typów dyslokacji to krawędź przerwanej płaszczyzny atomów w sieci kryształu
6. Granice ziaren
To miejsce styku dwóch kryształów tej samej fazy
To miejsce szybkiej dyfuzji
Im więcej granic tym mniejsze naprężenie plastycznego płynięcia metalu
Migrują w celu zmniejszenia rozmiaru ziaren w materiale
7. Wakanse
To brak atomu w sieci krystalicznej
Umożliwiają ruch atomów w procesie dyfuzji
Są przestrzeniami pomiędzy atomami w sieci krystalicznej
W wysokich temperaturach przestają się przemieszczać co spowalnia dyfuzję
W wyniku drgań termicznych sieci krystalicznej przemieszczają się
8. Przemiany fazowe to
Zmiana sieci krystalicznej
Topienie
Rozrost ziarna w materiale
Proces dodawania domieszek do stopu
9. Stan metastabilny materiału to stan
Faza materiału, do której materiał dąży w danej temperaturze i ciśnieniu
Stan materiału, który ulegnie przemianie w inny z upływem dostatecznie długiego czasu
Jest spowodowany barierą energetyczną dla utworzenia zarodka nowej fazy
8. Granica plastyczność metali jest większa dla
Materiału o dużej gęstości dyslokacji
Materiału gruboziarnistego
Metali o wysokiej czystości
9. Odległość dyfuzji
Rośnie wykładniczo ze wzrostem temperatury
Im więcej defektów sieci, tym mniejsza
Rośnie logarytmicznie ze wzrostem temperatury (funkcja x = f(T) zawiera logarytm)
10. Skutki dyfuzji
Wzrost wydzieleń
Rozrost ziarna
Spiekanie materiałów
Topienie stopów
Rozdzielanie składników stopu
11. Dyfuzja
Zawsze wyrównuje skład chemiczny materiału
Przebiega zawsze w kierunku od większej koncentracji atomów danego pierwiastka do mniejszej koncentracji
Może przebiegać w kierunku zwiększenia koncentracji danego pierwiastka w pewnym obszarze
12. Energia aktywacji d dyfuzji
To energia wydzielana w czasie dyfuzji
To energia zużyta na spowodowanie dyfuzji
To współczynnik opisujący zależność współczynnika dyfuzji od odwrotności temperatury
13. Naprężenie odkształcania materiału
Naprężenie odkształcania materiału wyraża się w jednostkach:
Joul / m2
GPa/m2
Newton
Newton na m2
Megapaskale (MPa) lub Gpa
Kg/cm2
14. Granica plastyczności to:
naprężenie zerwania materiału
Naprężenie przy którym materiał odkształcił się trwale na 0,1%
naprężenie przy którym materiał zaczyna płynąć plastycznie
Naprężenie przy którym materiał odkształcił się trwale na 0,2%
15. Wysoki moduł Younga oznacza, że
Przy niskim naprężeniu materiał się silnie odkształca
Linia opisująca zależność odkształcenia od naprężenia jest stromo nachylona
Przejście ze stanu odkształcenia sprężystego do plastycznego następuje przy dużych naprężeniach
16. Granica plastyczności
To naprężenie zerwania materiału
Rośnie gdy rośnie wielkość ziarna
Maleje w wyniku wygrzewania
Rośnie gdy rośnie gęstość defektów
17. Granica plastyczności metali
Maleje w stopach w porównaniu z czystym metalem
Maleje gdy maleje wielkość ziarna
Rośnie gdy rośnie ruchliwość dyslokacji
18. Zależność Halla-Petcha
Granica plastyczności rośnie proporcjonalnie do wielkości ziarna
Granica plastyczności rośnie proporcjonalnie do pierwiastka z temperatury
Granica plastyczności rośnie jak odrotność pierwiastka z wielkości ziarna
Granica plastyczności rośnie jak pierwiastek z czasu
19. Wytrzymałość zmęczeniowa
To naprężenie pękania lub zerwania materiału po obciążeniu 1000 cykli
To naprężenie pękania lub zerwania materiału po obciążeniu ponad 10 000 000 cykli
Rośnie wraz ze wzrostem liczby cykli obciążenia
Krzywa Wellera przewiduje ilość cykli do zerwania próbki materiału
20. Diagramy fazowe
21. Diagram fazowy pozwala przewidywać
Granicę rozpuszczalności pierwiastków w osnowie
Temperaturę rozpuszczania jednego pierwiastka w drugim w fazie stałej
Wytrzymałość mechaniczną stopu
Temperaturę topienia w zależności od zawartości domieszki w stopie
22. Do badania wielkości ziarna w materiałach służy
Skaningowy Mikroskop Elektronowy SEM
Transmisyjny Mikroskop Elektronowy TEM
Mikroanaliza rentgenowska EDS
Mikroskop optyczny
23. Do obserwacji atomów w kryształach:
Transmisyjny Mikroskop Elektronowy TEM
Mikroanaliza rentgenowska EDS
Dyfraktometr Rentgenowski XRD
Skaningowy Mikroskop Elektronowy SEM
24. Wiązka elektronów w mikroskopie elektronowym pobudza w materiale emisję:
Elektronów wtórnych
Promieniowania X
Protonów
Atomów pierwiastka analizowanego
25. Do badania składu chemicznego powierzchni materiałów potrzebny jest
Dyfraktometr Rentgenowski XRD
Skaningowy Mikroskop Elektronowy SEM +Mikroanalizator rentgenowski EDS
Transmisyjny Mikroskop Elektronowy TEM
26. Dyfraktometr rentgenowski pozwala identyfikować materiały poprzez
Określanie odstępów płaszczyzn atomowych
Badanie pochłaniania promieniowania X
Wzbudzanie emisji elektronów
Obserwację kąta pod jakim obserwowane jest emitowane przez próbkę promieniowanie X
27. W elektronowym mikroskopie skaningowym
Obserwujemy kontrast spowodowany różną intensywnością emisji elektronów z próbki z powodu zmian nachylenia powierzchni
Emisja elektronów wtórnych silnie zależy od składu chemicznego w danym miejscu
Elektrony padające z dużą prędkością na powierzchnię materiału wybijają z niego elektrony wtórne
28. Prawo Bragga
Im większa długość fali promieniowania oświetlającego próbkę, tym większa rozdzielczość w określaniu odstępu płaszczyzn atomowych
Kąt pod jakim fala jest odbijana od sieci atomów zależy od długości fali padającej
29. Falowy i cząsteczkowy charakter materii
Im większa energia cząsteczki tym dłuższa fala ją reprezentuje gdy zachowuje się jak fala
Energia mierzona w elektronowoltach jest odwrotnie proporcjonalna do długości fali
Elektrony charakteryzują się znacznie mniejsza długością fali niż fotony
Dyfrakcja elektronów wykorzystywana jest w dyfraktometrze rentgenowskim
30. Nanotechnologia
Atom ma rozmiar 1 nm
Wykorzystanie nowych właściwości materiału które pojawiają się gdy jego rozmiar jest poniżej 100 nm
To technologia kształtowania struktur materiałów z dokładnością < 100 nm
31. Stany metastabilne
Powstają gdy rzeczywista faza jest inna niż ta która wynika z diagramu fazowego.
Powstają gdy:
Zarodki nowej fazy nie mogą powstać z powodu bariery energetycznej
Zbyt niskiego współczynnika dyfuzji
Napięcia powierzchniowego na granicy faz
32. Do tworzenia „map” rozmieszczenia pierwiastków najbardziej przydatny jest
Skaningowy Mikroskop Elektronowy SEM+C
Transmisyjny Mikroskop Elektronowy TEM+C
Mikroanaliza rentgenowska EDS
Dyfraktometr Rentgenowski XRD
Koniec testu