Большая Советская Энциклопедия (МЕ)

Большая Советская Энциклопедия

Металлогра'фия (от металлы и ...графия ), наука о структуре металлов и сплавов; составная часть металловедения . М. изучает закономерности образования структуры, исследуя макроструктуру и микроструктуру металла (путём наблюдения невооруженным глазом либо с помощью светового и электронного микроскопов). а также изменения механических, электрических, магнитных, тепловых и др. физических свойств металла в зависимости от изменения его структуры. Для изучения микроструктуры используют, кроме того, рентгеновскую дифракционную микроскопию (см. Рентгеновский структурный анализ ). Исследование структуры необходимо для нахождения связи «структура — свойство», а установление закономерностей

образования структуры — для прогнозирования на основе этой связи свойств новых сплавов. Например, прочность однофазных сплавов связана с размером зерна; при наличии включений второй фазы расстояние между включениями влияет на прочность и температуру рекристаллизации сплава; от размера и количества включений второй фазы зависят магнитные свойства ферромагнитных материалов.

Макроструктура характеризуется формой и расположением крупных кристаллитов (зёрен), наличием и расположением различных дефектов металлов , распределением примесей (см. Ликвация ) и неметаллических включений. Микроструктура металлического материала определяется формой, размерами, относительным количеством и взаимным расположением кристаллов отдельных фаз или их совокупностей, имеющих однообразный вид. Под тонкой структурой (субструктурой) понимают строение отдельных зёрен, определяемое расположением дислокаций и др. дефектов кристаллической решётки.

Формирование и изменение внутреннего строения металла (структуры) происходит в результате фазовых превращений при нагреве или охлаждении металла, а также вследствие пластической деформации, облучения, отдыха, рекристаллизации, спекания и т.д. Структура литого металла, формирующаяся в результате возникновения и роста в расплаве центров кристаллизации, зависит от скорости охлаждения расплава, содержания примесей, направления отвода тепла (рис. 1 ) и др. факторов. Увеличение скорости охлаждения может, например, приводить к измельчению зерна. Размер зерна можно изменить, подвергнув металл пластической деформации и рекристаллизации (рис. 2 ). Микроструктура резко изменяется при протекании в твёрдом металле фазовых превращений, которые могут быть вызваны изменением температуры или всестороннего давления. И в этом случае структура зависит от условий, в которых проходит превращение, главным образом от температурного интервала и скорости охлаждения, а также от особенностей строения кристаллических решёток фаз, участвующих в превращении. Например, размеры выделений второй фазы и расстояние между ними уменьшаются, если превращение проходит при низких температурах или ускоренном охлаждении (рис. 3 ). Субструктура металла изменяется при фазовых превращениях, а также при пластической деформации и рекристаллизации. Например, после сильной деформации дислокации могут образовать скопления, разделяющие зёрна на отдельные фрагменты (рис. 4 ).

Помимо закономерностей образования структуры, М. изучает условия и причины возникновения при кристаллизации, пластической деформации и рекристаллизации текстуры металлов, которая обусловливает анизотропию свойств поликристаллического материала. (Историческую справку см. в ст. Металловедение . )

Лит.: Бочвар А. А., Металловедение, 5 изд., М., 1956; Юм-Розери В., Рейнор Г. В., Структура металлов и сплавов, пер. с англ., М., 1959; Лаборатория металлографии, 2 изд., М., 1965; Смолмен Р., Ашби К., Современная металлография, пер. с англ., М., 1970; Лившиц Б. Г., Металлография, 2 изд., М., 1971.

В. Ю. Новиков.

Рис. 3. Микроструктура сплава железа с хромом и никелем, наблюдаемая с помощью электронного микроскопа. Крупные тёмные выделения образовались при высокой температуре. Мелкие выделения, возникшие при низкой температуре, не видны, но обнаруживаются благодаря вызванным ими искажениям решётки (область искажений имеет вид кофейного зерна).

Рис. 4б. Микроструктура сплава на основе молибдена, наблюдаемая с помощью электронного микроскопа: сильно деформированный сплав (видны фрагменты, разделённые плотными скоплениями дислокаций).

Рис. 2. Микроструктура алюминия после рекристаллизации, наблюдаемая с помощью светового микроскопа в поляризованном свете.

Рис. 1.

Макроструктура литого сплава на основе железа. Зёрна вытянуты в направлении отвода тепла при затвердевании.

Рис. 4а. Микроструктура сплава на основе молибдена, наблюдаемая с помощью электронного микроскопа: слабо деформированный сплав (видны дислокации в виде тёмных прерывистых линий).

Металлоиды

Металло'иды (от металлы и греч. 'eidos — вид, облик, образ),

1) устаревшее название неметаллических элементов, см. Неметаллы .

2) Иногда применяемое (в зарубежной и переводной литературе) общее название элементов В, Si, Ge, As, Sb, Te, Po, которые по свойствам занимают промежуточное положение между металлами и неметаллами.

Металлокерамические лампы

Металлокерами'ческие ла'мпы, электронные лампы (триоды и тетроды), вакуумплотная оболочка которых выполнена из металла и керамики. Применяются в радиотехнических устройствах для генерирования и усиления колебаний как в непрерывном, так и в импульсном режимах работы в дециметровом и сантиметровом диапазонах волн. М. л. разработаны в конце 30-х гг. 20 в. в Германии (фирма «Телефункен»). Оболочки М. л. изготавливают из форстеритовой керамики (2MgOxSiO₂ ) и титана, которые имеют одинаковые коэффициент теплового расширения, или из алюмооксидной керамики (Al₂ O₃ ) и металла (обычно медь, медно-никелевый сплав, ковар, титан). Электроды в М. л. (рис. 1 ) соединены металлическими дисками с металлическими цилиндрами, к которым подсоединяется съёмная часть колебательной системы из отрезков коаксиальных линий. Применение керамики вместо стекла повысило точность установки и жёсткость крепления электродов, что позволило сократить расстояния между электродами, например до 15—20 мкм между катодом и управляющей сеткой, и, как следствие, уменьшить время пролета электронов между электродами, увеличить предельное значение рабочей частоты. Большая термостойкость керамики и меньшие её диэлектрические потери на СВЧ по сравнению со стеклом, а также хороший отвод тепла от электродов через металлические диски, спаянные с керамикой, способствовали повышению мощности (рис. 2 ) и кпд М. л. Благодаря этим преимуществам металлокерамические оболочки с 50—60-х гг. применяются также и в др. электровакуумных приборах, например клистронах, магнетронах, тиратронах.

Лит.: Антипов Г. Я., Мартаков Г. М., Генераторные металлокерамическпе лампы СВЧ диапазона, М., 1969.

В. Ф. Коваленко.

Рис. 1. Металлокерамический триод типа ГС-4В: 1 — катод; 2 — управляющая сетка; 3 — анод; 4 — вывод анода; 5 — вывод управляющей сетки; 6 — вывод катода; 7 — вывод подогревателя катода. Габариты: высота 31 мм , диаметр 23 мм . Анодное напряжение 220 в , выходная мощность около 1 вт на частоте 4,2 Ггц .

Рис. 2. Зависимость предельных значений выходной мощности металлокерамических ламп от частоты в непрерывном режиме работы.

Металлометрическая съёмка

Металлометри'ческая съёмка, то же, что литохимическая съёмка .

Металлооптика

Металлоо'птика, раздел оптики , в котором изучается взаимодействие металлов с электромагнитными волнами. Основные оптические особенности металлов: большой коэффициент отражения R (например, у щелочных металлов R ~ 99%) в широком диапазоне длин волн и большой коэффициент поглощения (электромагнитная волна внутри металла затухает, пройдя слой толщиной d ~ 0,1,1x10^{– 5}см, см. Скин-эффект ). Эти особенности связаны с высокой концентрацией в металле электронов проводимости (см. Металлы ).