Материаловедение в машиностроении

Между атомами может быть четыре типа связи. Рассмотрим особенности каждой из этих типов связи. Металлический тип связи характерен для большей части металлов. В металлическом кристалле валентные энергетические зоны атомов перекрываются, образуя общую зону со свободными подуровнями. Это дает возможность валентным электронам свободно перемещаться в пределах этой зоны от атома к атому. Происходит обобществление валентных электронов в объеме всего кристалла в отличие от ковалентных кристаллов, в которых такое обобществление ограничено одной группой атомов (например, для алмаза - это 5 атомов). Металлическая связь в отличие от остальных типов связи ненаправленная, поэтому каждый атом стремится притянуть к себе как можно больше соседних атомов (рисунок 1.1). Следствием этого является высокое координационное число и большая компактность кристаллических структур металлов. Все наиболее характерные свойства металлов объясняются наличием в них легкоподвижных коллективизированных электронов проводимости, так высокая электропроводность и теплопроводность металлов объясняется присутствием в них свободных электронов, которые перемещаются в потенциальном поле решетки, а высокая пластичность металлов объясняется периодичностью их атомной структуры и отсутствием направленности металлической связи. В процессе пластической деформации (ковка, прокатка и т.д.) связь между атомами не нарушается. Металлы не только непрозрачны для электромагнитных волн от самых низких частот до середины ультрафиолетовой области спектра, но и хорошо отражают излучение, т.е. обладают блеском. О прочности образовавшихся связей при соединении различных одноименных металлов можно судить по свойствам, говорящих о разрушении этих связей. Такими свойствами являются теплота сублимации, теплота плавления, модуль упругости, характеристическая температура, коэффициент теплового расширения. 10