• látky krystalické a amorfní
• ideální krystalická mřížka, poruchy krystalické mřížky
• deformace, druhy deformací, křivka deformace, Hookův zákon
• teplotní délková a objemová roztažnost pevných látek

• zachovávají tvar a objem
• základní rozdělení: krystalické, amorfní

Krystalické pevné látky

• pravidelné uspořádání částic
• dalekodosahové uspořádání
• monokrystaly jsou anizotropní (= závisí na směru vzhledem ke stavbě)
• polykrystaly jsou tvořeny ze zrn a jsou izotropní (= ve všech směrech mají stejné vlastnosti)
• mezi polykrystaly patří všechny kovy

Amorfní pevné látky

• částice jsou na krátkou vzdálenost od sebe → krátkodosahové uspořádání
• sklo, pryskyřice, vosk, asfalt, mnohé plasty, saze, polymery (pryž, kaučuk, bavlna, celofán)
• izotropní

Krystalová mřížka

• model uspořádání částic v krystalu, soustava pravidelně rozložených částic pevné látky
• základ: elementární buňka (rovnoběžnostěn – nejjednodušší: krychle)
• body jen vrcholy krychle (8)
• 3 typy:
  • PROSTÁ (primitivní)
    • na jednu buňku připadá jeden atom (každý vrchol buňky je společný osmi buňkám)
    • např. polonium alfa
  • PLOŠNĚ CENTROVANÁ
    • vrcholy krychle a středy stěn (14)
    • na jednu buňku připadají 4 atomy (každý vrchol buňky je společný osmi buňkám, každá stěna dvěma buňkám)
    • např. Al, Cu, N, Au
  • PROSTOROVĚ CENTROVANÁ
    • vrcholy krychle a střed krychle (9)
    • na jednu buňku připadají dva atomy (každý vrchol buňky je společný osmi buňkám, „prostřední“ atom náleží pouze k dané buňce)
    • např. Li, Na, K, Cr, Si, diamant
• délka hrany základní buňky (krychle) = mřížkový parametr a

Poruchy krystalové mřížky

• bodové poruchy
  • vakance (neobsazení rovnovážné polohy, chybí částice → kmitání částic)
  • intersticiální porucha (stejná částice mimo krystalovou mřížku)
  • příměs (částice navíc)
  • v daném místě (bodě) je „něco“ navíc nebo tam „něco“ chybí. Na základě těchto poruch lze vysvětlit vlastnosti polovodičů (i když u polovodičů se nejedná o poruchu, ale o záměr) - např. změna elektrického odporu, …
• čárové (dislokace)
  • porušení pravidelnosti podél jedné čáry (linie). Tyto poruchy mají vliv na mechanické vlastnosti - elastická a plastická deformace, …
• objemové
  • v krystalu je „něco“ jiného - špína, neroztavený kus jiného krystalu, …

Deformace

• změna tvaru, objemu, rozměrů tělesa
• pružná deformace = dočasná – gumový míček, houbička
• tvárná deformace = trvalá – modelína, plech
• tahem, tlakem, kroucením, smykem, ohybem

Druhy deformací

• deformace tahem
• lano jeřábu, výtahu, pružina siloměru
• lis, pilíře
• deformace tlakem

• deformace ohybem

• deformace smykem

• deformace kroucením
• dvojice sil

Křivka deformace

• graf závislosti normálového napětí na relativním prodloužení
  • A … mez úměrnosti (platí Hookův zákon)
  • B … mez pružnosti (pružná deformace)
  • C … mez kluzu (průtažnosti)
  • D … mez zpevnění
  • E … mez pevnosti
• křivka deformace je různá pro různé látky a podle jejího tvaru je možno vybrat nejvhodnější materiál (pevný, křehký, …) pro daný účel (stavba, konstrukce)

Normálové napětí

• Fp, síly pružnosti, vznikají při deformaci tahem v libovolném průřezu tělesa
• normálové napětí Gn … charakterizuje stav napjatosti tělesa
• Gn = Fp / S [Pa]
• Gp … mez pevnosti – po překročení je těleso trvale deformováno
• Ge … mez pružnosti – do meze pružnosti je deformace dočasná

Relativní prodloužení

• ε = Δl / l₁ * 100%
• l₁ … počáteční délka
• Δl … změna délky

Hookův zákon

• „Při pružné deformaci tahem je normálové napětí přímo úměrné relativnímu prodloužení.“
  • Gn = E * ε
    • E … model pružnosti v tahu, E = 220 GPa
• Hookův zákon platí i pro deformaci tlakem
• ocel: meze pružnosti a pevnosti daleko od sebe
• sklo: meze pružnosti a pevnosti blízko u sebe

Teplotní délková a objemová roztažnost pevných látek

• Délková
  • prodloužení tělesa je přímo úměrné změně teploty a počáteční délce
  • Δl = α * l₀ * Δt
    • α … součinitel teplotní délkové roztažnosti [ K^-1 ]
  • l = l₀ (1 + α * Δt)
• Objemová
  • ΔV = V₀ * Δt * β
    • β … součinitel teplotní objemové roztažnosti
    • β = 3α
  • V = V₀  (1 + β * Δt)