Struktura a vlastnosti kovů II
Vlastnosti optické (odrazivost, barva...)
Vlastnosti tepelné (tepelná kapacita,
tepelná vodivost)
Vlastnosti korozní (korozní odolnost)
Vlastnosti chemické (katalýza reakcí)
Vlastnosti optické
Odrazivost ­ vyleštěné povrchové vrstvy
Al: 99% odrazivost 72%
99,99% ..... 84%
Barva ­ mřížková konstanta, elektronová struktura
Vlastnosti tepelné
Tepelná kapacita
Einsteinova a Debyeova teorie tepelné kapacity
Tepelná kapacita CV je konstantní pro T>> (Einsteinova resp.
Debyeova teplota)
Cp ­ CV = 2TV/ =  CV T
 = V/(CV) - Grüneisenova konstanta  f(T)
Za nízkých teplot ­ Fermiovo-Diracovo rozdělení, kvantované
kmity mřížky (soubor oscilátorů), kvantované energie elektronů
Elektronová tepelná kapacita (viz Statistická termodynamika)
Vlastnosti tepelné
Tepelná vodivost
vodivostní elektrony ­ interakce s fonony a příměsemi
- viz: modely elektrické vodivosti - opakování:
Wiedemannův-Franzův zákon: nad Debyeovou teplotou
je poměr tepelné a elektrické vodivosti u všech kovů
přibližně konstantní a úměrný absolutní teplotě
Pro T>> (Debyeova teplota):
elektronová tepelná vodivost = konstantní (Ke)
1/ Ke = 1/ Kem + 1/ Kep (m-mřížka, p-poruchy)
V závislosti (T/ Ke) = f (T) lze obě složky získat odděleně
Pro nízké teploty: tepelná vodivost  T-2
Vlastnosti korozní
Příčiny koroze
Termodynamické a kinetické podmínky koroze
Druhy koroze
Chemická koroze (v plynech a neelektrolytech)
Elektrochemická koroze (v elektrolytech), pasivita
Celková koroze a nerovnoměrné druhy napadení korozí
Pourbaixovy diagramy závislosti potenciál ­ pH
pro 25 C a vodní prostředí bez chloridů
Oblasti koroze jsou vyšrafovány
Oblast imunity a pasivity jsou mezi čarami a, b
(stabilita kovů(sloučenin) a vody) ­ tečkované čáry: 15 C
Celková koroze - hodnocení
Korozní rychlost Stupeň napadení Použitelnost
/mm za rok/
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
méně než 0,1 0 ocel vhodná pro použití
0,1 až 1,0 1 omezené použití, vyjímečně
více než 1,0 2 nevhodné k použití
Místní druhy koroze p (např.p0) výskyt bodové koroze
s (např.s0) výskyt praskání korozí pod napětím
Vlastnosti korozní
Korozní odolnost a druhy korozního
napadení:
Galvanická koroze
Bodová koroze ­ důlková (pitting)
Štěrbinová koroze (crevice)
Mezikrystalová a transkrystalová koroze
Koroze za napětí (stress induced)
Vibrační koroze (erosion)
Extrakční koroze ­ leptání (leaching)
Vodíková koroze (zkřehnutí ­ embrittlement)
---------------------------------------------------------
Biologická koroze
Vlastnosti korozní
Korozivzdorné materiály
Oceli (austenitické chromové a chromniklové)
Stabilizace ocelí (superaustenitické oceli)
Korozivzdorné povlaky
Chemicko-tepelné zpracování: cementace, nitridace
Table 1. Chemical composition of steels
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Element (mass%) Cr Ni Mn Mo Cu Si C N S P Fe
Material
NICROFER 3033 32.85 30.95 0.64 1.67 0.58 0.31 0.007 0.390 <0.004 0.010 bal.
AVESTA 254 SMO 19.9 17.6 0.50 6.06 0.69 0.38 0.011 0.204 <0.001 0.021 bal.
AVESTA 654 SMO 24.4 21.9 3.65 7.26 0.44 0.26 0.016 0.503 <0.001 0.017 bal.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Avesta 254, 700 C
0
2
4
6
8
10
12
14
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
Time, hours
Volumefraction,%
Laves
Sigma
Vlastnosti chemické
Katalýza reakcí ­ selektivní katalýza
Účinky katalyzátorů
Katalyzátor Účinek Příklady
------------------------------------------------------------------
Kovy Hydrogenace,Dehydrogenace Fe, Ni, Pt, Ag
Polovodiče Oxidace, Desulfurizace NiO, ZnO, MgO
(oxidy, sulfidy) Bi2O3/ MoO3
Oxidy ­ izolátory Dehydratace Al2O3, SiO2, MgO,
Anorg.kyseliny Izomerizace, Alkylace, H3PO4, H2SO4
Polymerizace, Krakování