Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 33. 14 aug. 1943 - Metallernas hållfasthet, av Lawrence Bragg
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
TekniskTidskrift
Fig. 1. Glidning
i en enk rist all
(Ändrade),a
molybden, b
kadmium.
diska systemets atomer äro kol, syre och kväve
de som ha det största begäret efter elektroner.
Tillsammans med den alltid användbara,
dimen-sionslösa protonen, väteatomkärnan, bygga de
upp den stora mängden organiska föreningar,
och naturen själv har tagit dem i sin tjänst för
uppbyggandet av de molekyler av mycket
invecklad struktur som utgöra förutsättningen för
allt liv.
Den tredje gruppen slutligen omfattar
föreningar av elektropositiva atomer, och det är
dessa föreningar som bilda vad vi kalla metaller.
Dessa föreningar ha sin speciella, egenartade kemi
och särpräglade fysikaliska egenskaper. Ett
metalliskt ämne kan betraktas som en förening av
positiva joner med en allt genomträngande
atmosfär av elektroner, gemensam för hela strukturen.
Denna bild är dock givetvis mycket grov och får
naturligtvis ej tas bokstavligt, då de interatomära
krafternas transcendentala natur ej tillåter
mekaniska analogier. Man kan dock ha en viss nytta
av bilden. Långt ifrån att atomerna binda
varandra, repellera tvärtom de positiva jonerna
varandra. De hållas tillsammans endast av den
negativa elektronatmosfär, i vilken de befinna sig. Vi
få här genast en förklaring till en metalls
egendomliga förmåga att återta sitt tillstånd, då den
deformeras. Inga bindningar brytas; atomerna
kunna utan hinder ordna sig i nya jämviktslägen
och bilda en struktur av samma styrka som den
ursprungliga. En metall är på sätt och vis ej en
verkligt fast kropp utan liknar snarare en
kristallinisk vätska, i vilken rörelsen kan begränsas,
och det av skäl, som skola beröras i det
följande.
Då vi komma till de tyngre elementen i det
periodiska systemet, blir den positiva karaktären
allt allmännare. Atomer med mera invecklad
struktur avskilja lättare elektroner, de dela med
sig av sitt överflöd — "smulorna som falla från
den rike mannens bord". De starkt negativa
atomerna återfinnas bland de lättaste elementen.
Atomskiktens glidning i metaller
Med vad rätt kan man påstå, att en metall icke
är vad man vanligen menar med en fast kropp?
En enskild, fullkomligt ren metallkristalls
beteende ger stöd för detta tämligen sensationella
påstående. Fulländade kristaller äro ytterst veka.
En stav bestående av en enda kristall kan med
mycket liten kraft tänjas ut till en längd många
gånger större än den ursprungliga. Denna
förlängning sker på ett egendomligt sätt, vilket
påvisades första gången av Polanyi och Ändrade.
Metallen glider längs vissa ytor, kallade glidplan,
som om den vore byggd som en kortlek. Fig. 1 a
och 1 b, enligt Ändrade, visa detta fenomen. Fig.
1 a visar glidplanen i en molybdenkristall. Staven
i fig. 1 b består av en enda kristall av kadmium.
Kadmiumkristallen är hexagonal och har ett enda
slags glidplan, basplanet. Fastän i detta speciella
fall glidplanet råkar ligga nästan vinkelrätt mot
stavens längdriktning, har glidning ändock skett
i denna ogynnsamma riktning, då den försiggår
så mycket lättare längs basplanet. Glidningen
sker alltid i den riktning, som svarar mot de
kortaste interatomära avstånden i kristallgittret.
Detta är glidningens mest fundamentala
egenskap. Glidplanet hos en viss metall kan växla
med temperaturen, men glidningen sker alltid i
den riktning i vilken atomerna ligga tätast.
Glidningen synes försiggå så, att rader eller skivor
av atomer glida förbi varandra, varvid varje
atom intar sin framförstående grannes plats,
liksom när människor förflytta sig stegvis i
en kö.
Men metallen är mjuk endast när den är en
enkristall. Deformeras den till en mosaik av
kristaller med varierande strukturell orientering, blir
den hårdare. Kraftig hamring eller valsning ger
metallen dess välkända hårdhet och styrka.
Genom uppvärmning kan den utglödgas; kristallerna
bli större och bättre utbildade, och metallen blir
åter mjukare. Ett enkelt experiment, som
grafiskt klargör detta, kan göras genom att en väl
utglödgad kopparstav i ena änden fastgöres
horisontellt. Det behövs en förvånansvärt liten
vikt upphängd i den andra änden av staven för
att böja denna. Böjer man därefter staven
tillbaka i horisontalläget, motstår den sedan utan
svårighet viktbelastningen, därför att den
kall-bearbetas. En tyngre vikt böjer den åter,
men då den böjts tillbaka ett par gånger, är
den tillräckligt styv för att uppbära en vikt
många gånger tyngre än den, som först kom den
att böjas.
Av detta framgår, att styrkan hos en metall på
ett eller annat sätt är en följd av oordning i dess
struktur. Detta står i utpräglad motsats till vad
fallet är med en i vanlig bemärkelse fast kropp.
En väl utbildad kvartskristall t.ex. är lika stark
eller t.o.m. starkare än en ofullständigt utbildad
sådan kristall.
404
14 aug. 1943
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
