Jméno:
Heslo:
Hodnocení: 10.00 / 10 (1 hlas)
Autor: Martin Bulín
Vloženo: 18. 02.2011
Otevřeno: 9010x
  Printer Friendly Page
Tisknout

Stáhnout

Hodnotit

Komentovat
 
Fyzika
Struktura a vlastnosti pevných látek
  • 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

Ideální krystalová mřížka

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

Deformace tlakem

  • deformace ohybem

Deformace ohybem

  • deformace smykem

Deformace smykem

  • deformace kroucením
  • dvojice sil

Deformace kroucením

Křivka deformaceKřivka 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 * ΔtTeplotní délková roztažnost
      • 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)
 
Powered by XOOPS 2.5 | 2008 - 2015 | © Kitt