Difuzija,Legure, Deformacije Flashcards

1
Q

Definiši difuziju.

A

Difuzija se može definisati kao mehanizam kojim se materija prenosi kroz materiju, a sama difuzija je kretanje atoma unutar kristalne rešetke, sa jednog na drugo mjesto.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Kako se koristi difuzija u preradi metala?

A

U preradi metala difuzija se primjenjuje u površinskom otvrdnjivanju čelika putem gasne cementacije i površinskom legiranju pločica silicijuma radi izrade integrisanih kola.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Faktori difuzije?

A

Difuzija atoma zavisi od: vrste mehanizma difuzije (difuzija će biti različita u zavisnosti da li je intersticijska (mali atomi u rešetci većih atoma) i supstitucijska(atomi slične veličine)), temperature (ima značajan uticaj), vrste kristalne strukture rešetke (različit FSA), vrste kristalnih grešaka i koncentracije vrste atoma koji vrše difuziju.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Rezultat difuzije?

A

Rezultat difuzije je ujednačavanje hemijskog sastava legure unutar prostora i ujednačena koncentracija svih hemijskih elemenata unutar određene zapremine.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Objasni difuziju u agregratnim stanjima?

A

Difuzija u okruženjima sa gasovitim agregatnim stanjem se odvija nesmetano i jako brzo (npr. širenje duhanskog dima), u tečnom okruženju difuzija je nešto sporija nego u gasovitom okruženju (npr. širenje boje unutar vode), u čvrstom okruženju difuzija atoma je jako ograničena zbog vezivanja za ravnotežne položaje.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Objasni intersticijiski mehanizam difuzije?

A

Intersticijski mehanizam difuzije atoma u kristalnim rešetkama nastaje kad se atomi kreću od jednog intersticijskog mjesta u drugo susjedno intesticijsko mjesto bez trajnog pomjeranja nekog od atoma u osnovnoj kristalnoj rešetki. U rešetki se mogu istovremeno nalaziti bilo zamjenom bilo popunom, dvije ili više vrsta dodatnih elemenata

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Objasni vrste difuzije

A

Stacionarna difuzija je difuzija pri kojoj ne postoji promjena u koncentraciji rastvorenih atoma u tačkama u smjeru difuzije. Opisana je prvim Fickovim zakonom.

Nestacionarna difuzija je difuzija pri kojoj se koncentracija rastvorenih atoma u nekoj tački u smjeru difuzije mijenja. Opisana je drugim Fickovim zakonom.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Kako se izražava fikov zakon difuzije( prvi zakon)?

A

Fickov zakon difuzije:

J = -D * (dc/dx)

J – fluks (rezultirajući protok atoma) – jedinica: atom (m2s)

D – koeficijent difuzije
– jedinica: m2/s dC/dx – gradijent koncentracije – jedinica za dC: atom/m3, jedinica za dx: m
Negativan znak se koristi zbog toga što se difuzija vrši od više prema nižoj koncentraciji tj. postoji
negativan gradijent.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Šta je legura?

A

Legura je sistem koji se sastoji od dva ili više elemenata (komponenti), od koji je barem jedna metal, a ostale mogu biti metali, nemetali ili prijelazni elementi (metaloidi).Metali nikad ne koriste u izvornom stanju već uvijek kao legure, mješavine osnovnog elemenata i jedne ili više komponenata zbog toga što su osobine čistih metala jako loše.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Kakva je struktura legura?

A

struktura je znatno složnija od strukturne građe čistog metala i zavisi od načina vezivanja komponenata koje učestvuju u leguri

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Kakve legure mogu biti po kristalnoj rešetki?

A

u obliku hemijskog spoja, čvrstog rastvora i mehaničke smjese.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Šta je eutektička struktura?

A

Eutektička struktura je struktura koja nastaje očvršćavanjem tečnog rastopa tačno određenog sastava pri stalnoj (eutektičkoj) temperaturi, a takve strukture imaju nižu tačku topljenja od samih komponenti koji ih čine.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Mehanička smjesa i njene odlike?

A

Mehaničke smjese su čvrste faze legura kod kojih zrna nisu rastvorena, tako da su formirala zasebne kristalne rešetke i ravnomjerno su raspoređena po čitavoj površini. Mehaničke smjese imaju eutektičku strukturu.

Kristaliziraju u tačno određenom temperaturnom rastopu.
Obilježavaju se sa A,B,C….

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Šta nastaje očvršćavanjem legura A+ B?

A

može nastati eutektikum ukoliko su A i B u tačno određenom omjeru potrebnom za nastanak eutektikuma. Ukoliko se temperature očvršćavanja pojedinih faza u leguri (A+B) znatno razlikuju, nastaje segregacija po težini (ona faza koja očvršćava na višim temperaturama se taloži).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Odlike legura čvrstih rastvora?

A

Čvrsti rastvor je čvrsta faza sistema legure kod koju su atomi komponenti rastvoreni, i oni su formirali zajedničku kristalnu strukturu. Rastvoreni atomi su raspoređeni u zajedničke rešetke na dva načina.
Zajednička rešetka je obično od najrasrostranjenije komponente, ili ista ako su rešetke komponenti identične.
Atom komponente može zamjeniti (substituirati) atom osnovnog metala, ako zadovoljava uvjete.
Također, rastvoreni atomi komponenti mogu se naći u intersticijskim mjestima unutar zajedničke rešetke, tako da ne diraju osnovni metal.
Komponenta koje ima najviše ili osnovni materijal zove se rastvarač, a ostale se zovu rastvorene komponente i ovakvi kristali se zovu mješanci.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Šta je substitucijski čvrsti rastvor?

A

Supstitucijski rastvor je rastvor koji obrazuju dva elementa, koji mogu zamijeniti (supstituirati) atome osnove rastvarača u kristalnoj rešetki.
Uslovi :
prečnici atoma elemenata se ne smiju razlikovati više od oko 15%,
kristalne strukture dva elementa moraju biti iste,
ne treba da postoji primjetna razlika u elektronegativnostima (da ne bi došlo do nastanka jedinjenja) i da dva elementa treba da imaju istu valentnost.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Šta je intersticijski čvrsti rastvor?

A

Intersticijski čvrsti rastvor može se obrazovati kad je jedan atom mnogo veći od drugog. Sam intersticijski čvrsti rastvor se smješta u prostore između atoma rastvarača ili osnove, a ti prostori se nazivaju intersticije.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Definiši rastvaranje.

A

Rastvaranje je pojava pretvaranja tečnog rastopa u čvrsti rastvor. U višekomponentnim legurama, mogu nastati miješani rastvori popune i zamjene.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Definiši hemijsko jedinjenje.

A

Hemijska jedinjenja su čvrste faze sistema legure koju čine njene komponente.

Stvaraju neku kirstalnu rešetku hemijskog spoja između tih elemenata.
Kristaliziraju na stalnoj temperaturi kristalizacije
Odlikuju se određenim hemijskim sastavom
Djele se na jedinjenja metala sa nemetalima i metala sa metalima.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Kad koja vrsta legure kristalizira?

A

Čisti metali, mehaničke smjese i hemijska jedinjenja kristaliziraju pri konstantnoj temperaturi, a čvrsti rastvori kristaliziraju u određenom temperaturnom rasponu.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Kako obilježavamo vrste legura?

A

Čvrste rastvore obilježavamo sa grčkim slovima, (alfa, beta, gama)
mehaničke smjese velikim slovima latinice, ( A, B, C)
dok komponente (čiste hemijske elemente) i hemijske spojeve obilježavamo njihovim simbolima i formulama. (Fe2C,itd)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Šta je elastična deformacija?

A

Elastična deformacija je sposobnost materijala da nakon prestanka djelovanja spoljnih sila materijal vraća svoj izvorni oblik, strukturu i osobine. Oblast elastičnih deformacija je raspon djelovanja sila u kojem ne dolazi do plastičnih deformacija.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Definiši Hookov zakon?

A

Hookov zakon opisuje elastičnu deformaciju tijela određenog poprečnog presjeka prilikom djelovanja sile na njega (ukoliko sila nije dovoljno jaka da izazove plastičnu deformaciju).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Kako glasni formula Hookovog Zakona?

A

ΔL = (FL0) / (A0E)

ΔL → izduženje, promjena dužine → jedinica: mm
l0 → početna dužina → jedinica: mm
A0 → površina (početnog) poprečnog presjeka → jedinica: mm2
E → Jangov modul elastičnosti → jedinica: N/mm2
F → spoljašnje opterećenje (sila koja isteže ili pritišće) → jedinica: N

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Q

Definiši E ( Modul elastičnosti)

A

Modul elastičnosti je odnos normalnog napona σ (grčko slovo sigma) i jedinične deformacije ε (grčko slovo epsilon) u oblasti elastičnih deformacija:
E = σ/ε
Modul elastičnosti je i mjera krutosti tijela.

26
Q

Definiši G ( Modul klizanja)

A

odnos između napona smicanja τ (grčko slovo tau) i ugla smicanja γ (grčko slovo gama) u oblasti elastičnih deformacija: G = τ/γ.

27
Q

Veza između modula elastičnosti i modula klizanja?

A

Veza između ova dva modula je data izrazom:

E = 2G(1+ν) ν

28
Q

Šta je Poasonov koef.?

A

Posaonov koeficijent „ν“ je negativna vrijednost odnosa deformacije okomite na pravac djelovanja sile εy (epsilon y) i deformacije u pravcu djelovanja sile εx (epsilon x):

ν = - εy/εx

29
Q

Šta je jedinična deformacija (ε)?

A

Jedinična deformacija ε (epsilon) je omjer izduženja (Δl) i početne dužine (l0).

30
Q

Šta je napon smicanja (τ)?

A

Napon smicanja τ ( tau) je omjer spoljašnjeg opterećenja F i površine poprečnog presjeka A0.

31
Q

Definiši plastičnu deformaciju?

A

Plastična deformacija je deformacija pri kojoj se izmijenjene dimenzije, po prestanku djelovanja opterećenja, neće u potpunosti vratiti na prvobitne vrijednosti, a nastaje kada prekoračimo granice elastičnosti određenog materijala i to klizanjem ili dvojnikovanjem.

32
Q

Šta je ono klizanje?

A

Klizanje je deformacija jednog dijela kristala u odnosu na drugi dio pri kome kristalna građa oba dijela kristala ostaje neizmijenjena

33
Q

A šta je dvojnikovanje?

A

Dvojnikovanje je poseban slučaj kada se atomi pomjeraju kao u ogledalu u odnosu na jednu izabranu kristalografsku ravan, koja do deformacije nije bila ravan simetrije.

34
Q

Šta je topla plastična deformacij/topla obrada?

A

Obrada deformacijom koja se radi pri temperaturama od 0.3 do 0.6 Ttopljenja. Cilj je postizanje metala/legure sa nižom otpornošću i povećanom plastičnošću.
Ponašanje materijala zavisi od faza u rekristalizaciji, ima ih tri.

Prednost je to što je pri ovim temperaturama otpornosti materijala (čvrstoća, napon tečenja, tvrdoća) znatno padaju, pa su za deformisanje potrebne znatno manje sile i momenti, a samim tim, čitav proces zahtijeva mnogo manje energije.

35
Q

Objasni hladnu obradu!

A

Obuhvata postupke oblikovanja deformisanjem, pri temperaturama do temperature kristalizacije. Cilj hladne obrad eje dobijanje metala/legure sa većom otpornošću i smanjenom plastičnošću. Radi se na temperaturi do 0.3Ttopljenja, odnosno do granice početka rekristalizacije.

Struktura metala/legura i konstatne rešetke se mijenjaju, jer je povećan njen energetski nivo zbog potrebe da se elementarna ćelija deformiše. Deformiše se klizanjima i dvojnikovanjem.

Prednost hladne obrade je to što dobijamo čišće i ravnije površine (jer nema oksidacije), i precnije dimenzije (nema termičkih skupljanja i širenja).

36
Q

Kako nastaje deformacija polikristalnih materijala?

A

nastaje klizanjem svakog posebnog metalnog zrna, ali kako su zrna različito orijentisana, deformacija se ne izvodi istovremeno i jednako po cijeloj zapremini.

37
Q

Šta je oporavljanje?

A

Oporavljanje je promjena kroz koju prolazi materijal prilikom rekristalizacije. Unutarnji naponi nestaju, a zatim se uklanjaju i greške u kristalnoj strukturi, te se tvrdoća postepeno smanjuje.

38
Q

Šta je rekristalizacija?

A

Rekristalizacija je proces u kojem dolazi do formiranje stabilne strukture poligonalnih metalnih zrna čvrstog tijela, drugačijih od onih zrna kakva su postojala nakon njegove deformacije. Odvija se u tri faze, u temperaturnom rasponu od 0.3 do 0.6 tačke topljenja metala.

39
Q

Kako se provodi rekristalizacija?

A

Provodi se u tri faze, u zavisnosti od temperature i vremena na kojoj se metal/legura drži.

Od 0.2 do 0.3 tačke topljenja, materijal ide kroz fazu oporavka, gdje se smanjuju unutrašnji naponi, uz povećavanje plastičnosti. Također, nestaju kristalne greške, i kreće poligonizacija.

Od 0.4 do 0.5, materijal ide kroz fazu poligonizacije, u kojoj se formira stabilna struktura poligonalnih metalnih zrna, drugačijih od onih ranije deformisanih.

Od. 0.5 do 0.6, materijal ide kroz fazu rasta novih zrna, dok ne dostignu odgovarajuću strukturu

40
Q

Utjecaj na veličinu zrna tokom rekristalizacije?

A

Na veličinu zrna nakon rekristalizacije utiču temperatura zagrijavanja, stepen prethodne hladne deformacije, veličina zrna prije deformacije, stepen čistoće metala ili legure, vrijeme držanja na temperaturi rekristalizacije.

41
Q

Šta je kritični stepen deformacije?

A

Pojava gdje zbog stepena hladne deformacije i tokom rekristalizacije nastaje veliko metalno zrno.

42
Q

Šta je deformaciono ojačavanje?

A

Deformaciono ojačavanje je proces porasta otpornosti materijala: zatezne čvrstoće, napona tečenja i tvrdoće nekog materijala prilikom njegovog plastičnog oblikovanja.

Objašnjava se povećavanjem broja grešaka kristalne rešetke.

Ono zavisi od (stanja) materijala nad kojim se vrši deformacija (granice zrna, postojećeg broja grešaka kristalne rešetke), ali i od stepena, brzine, broja deformacija i sl.

43
Q

Šta je entalpija?

A

Termodinamička mjera za unutrašnju toplotnu energiju.

44
Q

Šta je entropija?

A

Entropija je težnja sistema da pređe u stanje veće neuređenosti.

45
Q

Šta su direktne posljedice kristalne rešetke?

A

Izotropnost i mehaničke osobine materijala.

46
Q

Šta su posljedice hladne plastične deformacije?

A

Preciznije i tačnije dimnezije i oblik materijala (jer nema termičkih skupljenja i širenja), i čišće i ravnije površine ( jer nema oksidacije).

47
Q

Šta je mikrostruktura kr. rešetke legure i od čega zavise?

A

Je struktura koju čine komponente sistema u leguri, i zavisi od njihovog načina vezivanja. Imamo mehaničke smjese, čvrste rastvore i hemijska jedinjenja.

48
Q

Nabroj tačkaste greške!

A

Vakansije, Intersticije, Šotkijeva greška, Frenkelova Greška.

49
Q

Šta je samodifuzija?

A

Kretanje atoma unutar sopstvene rešetke.

50
Q

Nacrtaj substitucijski čvrsti rastvor, komponenti A i B

A
51
Q

Objasni :
TAČKASTI NIZ:
KRISTALOGRAFSKU RAVAN:
PROSTORNU REŠETKU

A

TAČKASTI NIZ: niz složenih atoma u jednom pravcu
KRISTALOGRAFSKU RAVAN: prostorna ravan u kristografiji, definisane su Milerovim indeksom umjesto prostornih kordinata
PROSTORNU REŠETKU: Tačno određen/ sistematičan i gust način slaganja atoma u prostoru

52
Q

Pregled energetskih struktura metala i nemetala?

A

Spoljna ljuska :3 ILI MANJE(METALI), 3 ILI VIŠE (NEMETALI)
Vrsta jona: KATIONE( METALI), ANIONE (NEMETALI)
Elektronegativnost: NISKA EL.N.( METALI), VISOKA EL.N (NEMETALI)

53
Q

Tri primjera za :
Neželjezne metale:
Legure željeza:
Prirodne materijale :

A

Neželjezne metale: ALuminij, Srebro, Olovo
Legure željeza: Drvo,staklo, kamen
Prirodne materijale : Brzorezni čelik, sivo gvožđe, bijelo gvožđe

54
Q

Kako povećanje stepena pothlađenja ujteče na :
Broj centara:
Brzinu rasta zrna:
Veličinu zrna :

A

Broj centara: se povećava
Brzinu rasta zrna: se povećava
Veličinu zrna : se smanjuje

55
Q

Dimenzije i faktori u prvom fikovom zakonu!

A

J( fluks) ( atomi/m”2”s),
D (koeficijent difuzije)(m”2”/s)
C’ po x (negativni gradijent koncentracije)(atomi /m”4”)

56
Q

Osnovne karakteristike metalne veze?

A

Velika toplotna i električna provodljivost.

57
Q

Šta je temperatura rekristalizacije?

A

Temperatura na kojoj se odigrava primarna rekristalizacija, na njoj se pojavljuju nova zrna i metal/legura vraća mehanička svojstva prije hladne deformacije.

58
Q

Kako nastaju vakansije i dislokacije u kr. gr. metala?

A

Vakansije i dislokacije nastaju u procesu očvršćavanja kirstalno čvrstih tijela.

Vakansije usljed lokalnih poremećaja u rastu kristala ili preraspodjelom atoma u kristalu.

Dislokacije usljed djelovanja neke spoljne sile.

59
Q

Šta čini kristalnu građu legura?

A

Čine je kristali svih komponenenti u sistemu legure, obično puno složeniju od građe čistog metala, i zavisi od načina koje učestvuju u leguri.

60
Q

Kako utječe temperatura na : FSA, PARAMETAR RŠ, ATOMSKE VEZE

A

FSA : ne utiče!
PARAMETAR: RASTE SA TEMPERATUROM
ATOMSKE VEZE: dolazi do širenja i pucanja atomskih veza i rešetki

61
Q

Šta je latentna toplota?

A

Toplota koja se dovodi ili odvodi pri zagrijavanju i hlađenju.

62
Q

Šta je Kirijeva tačka (Curie temperature)?

A

Temperatura na kojoj elementi gube magnetičnost.