Кристаллическое строение металлов

Общее свойство металлов и сплавов — их кристаллическое строение, характеризующееся определенным закономерным расположением атомов в пространстве. Для описания атомно-кристал­лической структуры используют понятие кристаллической решетки, являющейся воображаемой пространст­венной сеткой с ионами (атомами) в узлах.

Атомно-кристаллическая структура может быть представлена не ря­дом периодически повторяющихся объемов, а одной элементарной ячейкой. Так называется ячейка, повторяющаяся во всех трех измерениях. Трансля­цией этого наименьшего объема можно полностью воспроизвести структуру кристалла (рис. 1.1).

В кристалле элементарные частицы (атомы, ионы) сближены до соприкосновения. Для упрощения пространственное изображение принято заменять схемами, где центры тяжести частиц представлены точками. В точках пересечения прямых линий располагаются атомы; они называются узлами решетки. Расстояния a, b и c между центрами атомов, находящихся в соседних узлах решетки, называют параметрами, или периодами решетки. Величина их в металлах порядка 0,1–0,7 нм, размеры элементарных ячеек — 0,2–0,3 нм.

Для однозначного описания элементарной ячейки кристаллической решетки необходимо знание величин параметров a, b, c и углов между ними.

В 1848 г. французский ученый Бравэ показал, что изученные трансляционные структуры и элементы симметрии позволяют выделить 14 типов кристаллических решеток.

На рис. 1.2 показаны три типа элементарных ячеек кристаллических решеток, наиболее характерные для металлов: объемноцентрированная кубическая (ОЦК); гранецентрирован­ная кубическая (ГЦК) и гексагональная плотноупакованная (ГП), а также схемы упаковки в них атомов.

В кубической гранецентрированной решетке (ГЦК; А1) атомы расположены в вершинах куба и в центре каждой грани (рис. 1.2, б).

В кубической объемноцентрированной решетке (ОЦК; А2) атомы расположены в вершинах куба, а один атом — в центре его объема (рис. 1.2, а).

В гексагональной плотноупакованной решетке (ГП; А3) атомы расположены в вершинах и центре шестигранных оснований призмы, а три атома — в средней плоскости призмы (рис. 1.2, в).

Для характеристики кристаллических решеток вводят понятия координационного числа и коэффициента компактности. Координационным числом называется число атомов, находящихся на наиболее близком и равном расстоянии от данного атома. Для ОЦК решетки координационное число равно 8, для решеток ГЦК и ГП оно составляет 12. Из этого следует, что решетка ОЦК менее компактна, чем решетки ГЦК и ГП. В решетке ОЦК каждый атом имеет всего 8 ближайших соседей, а в решетках ГЦК и ГП их 12.

Рис. 1.2. Типы элементарных ячеек кристаллических решеток металлов и схемы упаковки в них атомов:
а) гранецентрированная кубическая (ГЦК);
б) объемноцентрированная кубическая (ОЦК);
в) гексагональная плотноупакованная (ГП) решетка

Литье металлов и сплавов.

Процесс литья.

1) Изготовление восковой детали зуба

2) Установка литниково-образующих штифтов и создание литниковой системы.

3) Покрытие восковых деталей огнеупорным облицовочным слоем.

4) Гипсование восковых деталей в муфель с помощью огнеупорного материала.

5) Сушка и обжиг формы (опоки)

6) Выплавка воска.

7) Плавка сплава

8) Литье сплава

9) Освобождение металлических деталей от огнеупорной массы в литниковой системе.

В литье важный процесс борьба с усадкой сплава. Ее компенсируют с помощью огнеупорных компенсационных масс, которые имеют двойной коэффициент расширения.

1) В процессе затвердевания 1 %

2) Тепловое расширение до 1 %

Вывод – чем больше удается уравновесить процент усадки смесей и сплавов расширением формовочных масс, тем точнее и качественнее литье. Для того, чтобы предотвратить усадочные раковины (глубокие поры) создают депо металлов (муфты) вне предела коронки. Литники изготавливают из специального профильного воска Восколита.

Методы литья

1) Литье под давления (сжатым воздухом)

2) Центробежное литье (в центрифуге)

3) Вакуумное литье (основано на создание отрицательного давления внутри формы)

Легкоплавкие металлы и сплавы для штампов и контрштампов.

Свойства

1) Низкая температура плавления

2) Малая усадка

3) Достаточная твердость

4) Не хрупкие, жидко-текучие.

Все легкоплавкие металлы состоят из висмута, кадмия, сурьмы, свинца, олова, цинка, медь. Цвет серо-белый, не окисляется, механическая смесь, не прочный. Выпускается в виде блоков по 40-60 грамм. Сплавы типа мелот.

Примерный состав: олово 5 частей, свинец 3 части, висмут 8 частей. Плавление 63 градуса, при заливке в гипсовую форму, гипс должен быть сухой. Перегревать легкоплавкий сплав нельзя.

Металлы

Свинец – сине-серый цвет, Плотность 11.4 г/см^2, плавление 327 градусов, мягкий металл.

Висмут – серебристо-белый, плотность 9.8 г/см^2 плавление 271 градус, хрупкий металл.

Кадмий – серебристый цвет с синевой, плотность 8.6 г/см^2 плавление 320 градусов, пары ядовиты, кипение 778 градусов.

Магний – бледно-серый плотность 1.7 г/см^2 плавление 650 градусов

Олово – серебристо-белый цвет, плотность 7.3 г /см ^2 плавление 230 градусов.

Цинка – сине-серый цвет, плотность 7.2 г/см ^2 плавление 419 градусов

Алюминий – серебристо-синий плотность 2.7 г/см ^2 плавление 658 градусов

Легкоплавкие сплавы –

Алюминиевая бронза медь + алюминий, соломенно-желтый 1030 плавление

Дюралюминий – алюминий + магний + марганец + медь серо-белый цвет, плавление 605 градусов, твердый металл

Латунь – медь + цинк, соломенно-желтый плавление 1050 градусов

Припой для золота – золото + серебро + медь + кадмий, желтый с блеском цвет, плавление от 750 до 810 градусов.

Припой серебряный для нержавеющей стали – серебро + медь + цинк + кадмий + магний + марганец + никель. Серый цвет с желтизной, плавление от 710 до 860 градусов.

Легкоплавкий сплав типа мелота – олово + свинец + висмут серо-белый цвет, плавление 63 градуса.

Изоляционные разделительные материалы. Для изоляции двух порций гипса используют воду, слабый раствор силикатного канцелярского клея, масла.

При наличии костных выступов, торуса на модели, используют лейкопластырь, свинцовую фольгу. Для изоляции пластмассового теста от гипса, используют клей изокол на основе альгината натрия, воды, формалина.

Для изоляции серого цвета нержавеющей стали или золотых сплавов используются покровные лаки, для нанесения в дальнейшем пластмассы. Покровные лаки используют для маскировки каркаса из металла. Лак ЭДА из порошка и двух жидкостей.

Прочие вспомогательные материалы

Асбест – природный материал, огнеупорный, волокнистое строение, огнеупорный, низкая электропроводность. Асбест используется в тиглях для отжига гильз.

Бензин – бесцветная жидкость, резкий запах, замерзает при -60 градусов.

Кислоты

Азотная – бесцветная тяжелая жидкость, плотность 1.56 г/см^2 на воздухе дымит, технически концентрированная кислота 70%.

Серная кислота – бесцветная, маслянистая жидкость, плотность 1.84 г/см ^ 2 соединяясь с водой образует большое количества тепла, поглощает влагу из воздуха при смешивании с водой, для изготовления отбела вливается в воду постепенно.

Соляная кислота – бесцветная жидкость, резкий хлорный запах, плотность 1.1 г/см ^2 дымит на воздухе, техническая кислота 40%.

Мольдин – глина белая + глицерин, жирная на ощупь, используется техниками при изготовления комбинированных моделей.

Метиловый спирт – денатурат, подкрашен серый цветом, используется как горючее вещество в спиртовках, легко воспламеняется, с воздухом может давать взрывоопасную смесь.

Минерал

Тальк – кремний + магнезид, используется как изоляционный материал для легкоплавких сплавов, при создании системы штамп – контрштамп.

Сплавы ртути – ртуть блестящий белый металл, жидкий и летучий, плавление ртути 38.8 градусов, кипение 357 градусов, применяют ртуть для амольгаммы на основе серебра и золота.\

Цементы используют для фиксации мостовидных протезов, но не являются идеальным материалом, так как растворяются.

Цемент – цинк-фосфатный состоит из порошка окиси цинка от 70 до 90 %, 10 % окиси магния, жидкость - водный раствор ортофосфорной кислоты.

Все цементы делятся на:

1) Цинк-фосфатные цементы

2) Силикатные цементы

3) Бактерицидные цементы

4) Цинк-евгенольные цементы

5) Стекло-иономерные цементы

6) Полимерные цементы затвердевают под действием галогеновой лампы химической реакции.ццц

Дата добавления: 2015-09-06