I VEZE MEU ATOMIMA

1. PRIMARNE VEZE-Tu pripadaju metalna, kovalentna i jonska veza.

-Metalna veza-Glavna karakteristika metala je metalna veza.Pri vezivanju atoma u prostoru, njihovi valentni atomi postaju zajedniki i nisu vie lokalizovani oko pojedinanih jezgara.Kod metala, meuatomske sile u prostoru deluju jednako u svim pravcima.

-Kovalentna veza-Elementi sa najveim modulima imaju istu kovalentnu vezu (C, Si, Ge). Materijali sa dominantnom kovalentnom vezom su silikatna keramika, jedinjenja cementa, kamen.Javlja se i kod nekih metala(W,Mo, Ta)Prisutna je i kod polimera.

-Jonska veza-Jonska veza je veza koja rezultira iz elektronske interakcije suprotno naelektrisanih jona.Javlja se kod jedinjenja nastalih od metala i nemetala.Jonska veza nije usmerena vezaJednaka je u svim pravcima sa naizmenicnim pravilnim rasporedom jona.

2. SEKUNDARNE VEZESekundarne veze su slabe veze po intenzitetu, meutim po zraenju su veoma vane jer bez sekundarnih veza ivot na zemlji ne bi postojao.Tu spadaju Van der Valsova i Vodonikova veza.

Van der Valsova veza je prisutna kod internih gasova i izmeu molekula sa kovalentnom vezom. To je polarizovana veza.

Vodonikovom vezom se smatraju veze koje sudejstvuju izmeu molekula koji imaju vodonik kao jedan konstituent. Hemijsko vezivanje atoma i jona moe da obuhvati vie nego jednu vrstu primarne veze.Pri primarnom vezivanju mogu postojati kombinacije meovitih veza.1)Jonsko-kovalentna 2)Metalno-kovaletna 3)Metalno-jonska 4)Jonsko-kovalentno-metalna.

II KRISTALOGRAFIJA

HEKSAGONALNO GUSTO SLOENA

A (0001) ; B(11-21) ; C[-2113] ; D[-1100]

6. ANIZOTROPIJAAnizotropija je osobina nekih tela da u razliitim pravcima imaju razliite fizike i mehanike osobine. Anizotropi na telu su obino kristali.

7. POLIMORFIJA, ALOTROPSKA MODIFIKACIJAPolimorfija je sposobnost supstance da kristalie u vie od jedne kristalne strukture. Polimorfija se kod hemijskog elementa naziva alotropija.Alotropska modifikacija su 2 ili vie oblika istog hemijskog elementa koja se meusobno razlikuju po nainu meusobnog vezivanja atoma.

8. ISPITIVANJE KRISTALA RENDGENSKOM DIFRAKCIJOMDebaj arer-ova metoda je metoda praha gde upadno monohromatsko rengensko zraenje pada na uzorak od finog kristalnog praha stavljenog u rapilarnu cev od posebnog stakla ili na pokristalni uzorak ice prenika d, d

III GREKE U KRISTALNOJ REETKI1. TAKASTE GREKE

Takastim grekama se naziva naruena periodinost kristala, ije su dimenzije reda veliine atoma.Predstavljaju centre lokalne deformacije kristalne reetke.Postoje: Hemijske i fizike greke.Hemijske takaste greke nastaju pri obrazovanju vrstih rastvora.Kada atome osnovnog metala zamene atomi rastvorenog metala dobija se supstitucijski , a kada se atomi rastvorenog metala smeste izmeu atoma osnovnog metala intersticijski vrst rastvor.Prave takaste greke su fizike otkijeva greka(praznina) i Frenkelov par(praznina i intersticijal)Praznine nastaju tako to atom usled termikog kretanja izae na povrinu kristala, pa jedno vorno mesto reetke ostaje prazno, i tako se obrazuje praznina.

Atom je potisnut iz vora reetke i prelazi iz ravnotenog poloaja u meuvorni prostor, stvara se praznina i atom pomeren iz ravnotenog poloaja, tzv. Frenkelov par. Za stvaranje frenkelovog para je neophodna jako velika energija.

n-broj praznina u kristalua-broj atoma u kristaluE-energija potrebna da se premesti atom sa vornog mesta na povrinu kristalak-Bolcmanova konstantaT-Temperatura(K)

Ravnotena koncentracija praznina se poveava veoma brzo sa porastom temperature, pri emu je ta zavisnost eksponencijalna. Pri niim temperaturama se moe dostii vea koncentracija praznina od ravnotene.

2. LINIJSKE GREKE(DISLOKACIJE)

Linijske greke su one koje u jednoj dimenziji ne prelaze nekoliko rastojanja, a u drugoj mogu dostii dimenzije monokristala.Dislokacije predstavljaju specijalan raspored atoma.

Kombinovane-meovite dislokacijeDislokacija ne mora da doe do kraja u kristalu, ako su kombinovane, odnosno ako se sastoje iz ivinog i zavojnog dela. Za kombinovanu zakrivljenu dislokaciju karakteristino je da veina segmenata nije postavljena ni paralelno ni normalno prema Burgersovom vektoru.

IV MEHANIZMI OJAAVANJA METALA I LEGURA1. DEFORMACIONO OJAAVANJE

Pri deformisanju metala u hladnom stanju, poveava se tvrdoa i vrstoa, a smanjujeplastinost. Deformaciono ojaavanje je poveanje otpora deformaciji sa rastom stepenadeformacije. Potrebna energija i reim deformisanja pri oblikovanju metala umnogome zavise odbrzine deformacionog ojaavanja materijala koji se obrauje.Deformacione karakteristike mogu se opisati izrazom:

0= k n

0 stvarni napon, k koeficient vrstoe, - stvarna deformacija ; n index deformacionog ojaavanja.

2. OJAAVANJE GRANICAMA ZRNA, HAL-PEOVA JEDNAINA

Re = 0 + k0 d-1/2

Re napon koji treba primeniti da se savlada trenje reetke i izazove klizanje u unutranjosti zrna0 konstanta materijalak0 Hal-Peov faktord- prenik zrna.

3. RASTVARAJUE OJAAVANJE

4. OJAAVANJE SEKUNDARNIM FAZAMA

V PLASTINOST KRISTALA1. KLIZANJE, SISTEM KLIZANJA ZA PCK, ZCK, GSH

Klizanje u kristalima se odvija pod dejstvom smicajnog napona, kada se gornji deo kristala pomera u odnosu na donji deo kristala po odreenoj ravni, koja se naziva ravan klizanja, u odreenom pravcu koji se naziva pravac klizanja.Jedan ravan i jedan pravac daju sistem klizanjaAtomi se pomeraju za ceo broj translacionih reetke, tako da je na kraju raspored atoma isti kao i pre klizanja.

Sistem klizanja je jedna ravan i jedan pravac.U povrinski centriranoj kubnoj reetki PCK sistem klizanja ine 4 ravni iz familije {111} sa po 3 pravca iz familije

{111} 4 x 3 = 12 sistema klizanja

U zapreminski centriranoj kubnoj reetki ZCK je ravan klizanja{110} 6 x 2 = 12 sistema klizanja

U gusto sloeno heksagonalnoj reetki GSH ravan klizanja je{0001} 6 x 2 = 12 sistema klizanja

2. RAZLOENO SMICAJNO NAPREZANJEDelovi maina i konstrukcija, kao i metali pri plastinoj preradi su izloeni veoma sloenim naprezanjima, koje moe da se razloi na smicajnu i normalnu komponentu naprezanja.

S0-Povrina poprenog preseka kristala.Povrina klizne ravniS=S0/cos ugao izmeu ose kristala i normale na kliznu ravan, N.

3. TEORIJSKO KRITINO SMICAJNO NAPREZANJETeorijsko kritino smicajno naprezanje ili teorijska smicajna vrstoa moe se izraunati prema modelu koji polazi od predpostavki da su kristali savreno graeni i da se klizanje odigrava smicanjem celih kristalografskih ravni. Teorijsko smicajna vrstoa je napon koji treba primeniti da se svi atomi koji pripadaju jednoj ravni istovremeno pomere smicanjem po ravni klizanja u pravcu klizanja za jedan translacioni vektor reetke, tj. jedno meuatomsko rastojanje.

U ravnotenim poloajima naprezanje je jednako nuli, a izmeu ovih poloaja razliito od nule, tj. menja se po periodinom zakonu u funkciji od rastojanja x.

t=G/2pi=0,16G Ovaj teorijski izraunati napon je 100 do 1000 puta vei od stvarne vrednosti smicajnog naprezanja koje je neophodno primeniti da bi zapoela plastina deformacija realnih kristala. Osnovni razlog za to je prisustvo dislokacija u kristalima, jer se plastina deformacija ne odigrava pomeranjem svih atoma odjedanput po ravni klizanja, nego samo lokalno u okolini dislokacija se prekidaju i ponovo uspostavljaju veze meu atomima.

4. DVOJNIKOVANJE

Deformaciono dvojnikovanje nastaje pod uticajem smiueg napona, slino kao klizanje. Dvojnikovanje je proces u kome se jedan deo kristala deformie tako da formira sebi simetrian deo u odnosu na nedeformisan deo kristala. Kristalografska ravan simetrije izmeu deformisanog i nedeformisanog dela kristala naziva se ravan dvojnikovanja.Pri dvojnikovanju veliina pomeranja atoma nije za jedan ili vie translacionih vektora reetke, kao pri klizanju, ve je proporcionalna udaljenosti od ravni dvojnikovanja.Na sobnoj temperaturu se dvojnikovanje pojavljuje kod metala sa heksagonalnom reetkom.Pri dvojnikovanju mala je smicajna deformacija, pa je zato klizanje mnogo vaniji mehanizam od dvojnikovanja.

VI LOM1. KRTI LOM

-Nema plastinih deformacija-Povrina loma je ravna-Povrina reflektuje svetlost-Normalna na dejstvo sile-Vide se zrna

KRTI LOM SIVI LIV(CuZn42;AlSi12)

2. DUKTILNI LOM-Ima plastine deformacije-Povrina loma je u vidu ae ili kupe-Ne vide se zrna-Povrina je jamiasta i vlaknasta-Ne reflektuje svetlost

Al99,5 Lom u taki.

VI ISPITIVANJE MEHANIKIH OSOBINA

1. ISPITIVANJE ZATEZANJEMEpruvete su standardizovani prema JUS-u, poto se mehanike osobine menjaju prema dimenzijama epruvete. Vrste epruveta: standardni i tehnikiImamo:Epruvete za ipke i ice > 4mmEpruvete za ipke i ice < 4mmEpruvete od limova i traka < 3mmEpruvete za limove i trake < 3mmEpruvete za ceviMaine za ispitivanje nazivaju se kidalice.Osnovni delovi su: -Deo za ostvarivanje pogonske sile-Deo za prihvatanje uzoraka(eljusti)-Deo za merenje sile-Deo za prikaz rezultataUreaj koji proizvodi silu je ili na mehaniki ili na hidraulini pogon.Odreivanje svojstava otpornosti i deformacijeEpruveta poprenog preseka S0 postavlja se na kidalicu i optereuje silama. Usled toga u epruveti se

javlja normalni napon: = F/ S0Napon TeenjaPosle dostizanja napona teenja nastaju velike plastine deformacije uz mali porast napona:ReH pri kome nastaje prvi prevoj krive napon izduenjeReL donji napon teenja je napon na kome se ustali za vreme primetnog izduenja.Zatezna vrstoaZatezna vrstoa je najvei napon koji materijal moe da izdri pri zatezanju Rm . Zatezna vrstoa je statika vrstoa pri ispitivanju zatezanjem. Odreuje se:

Rm=Fm/S0 [M Pa]Fm maksimalna izmerena sila ; So Povrina poprenog presekaIzduenjea) Procentualno izduenje=L-Lo/Lo x 100 [%]b) Procentualno izduenje posle prekida:A=Lu-Lo/Lo x 100 [%]SuenjeKod epruveta krunog poprenog preseka meri se prenik na najuem delu merne duine u 2 meusobno normalna pravca.Z=(So-Su)/So x 100 [%]

Odreivanje napona teenja Rp0,2%-Je napon pri kome se javlja plastina deformacija od 0,2%.-Uzorak se optereti odreenom silom i dilatometrom se izmeri izduenje. Ukoliko je deformacija nakon rastereenja manja ili jednaka od 0,2% - postupak se ponavlja veom silom sve dok se ne dobije plastina deformacija od 0,2%. Ako se ta vrednost prekorai, crta se dijagram i koristi grafika metoda.

Rp0,2% = Fp0,2%/So [MPa]Odreivanje modula elastinostiModul elastinosti je otpor materijala prema plastinoj deformaciji.

= E x - normalni napon,E modul elastinosti i - relativno izduenje.

E=F/L x Lo/So