* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

161 МЕТАЛЛЫ 162 в чистом М. составляют переходную з о н у толщиной в несколько атомных слоев с сильно искаженной р е ­ шеткой. В связи с этим границы зерен обладают из­ бытком свободной энергии. Это обстоятельство приво­ дит к резкому повышению химич. активности границ, что при наличии коррозионной среды вызывает межкристаллитную коррозию М. Вместе с тем высокая активность границ используется в металлографии для травления шлифов и выявления микроструктуры М., т. е. для определения размеров отдельных кри­ сталлов, составляющих поликристаллический М. Сами кристаллы имеют мозаичную структуру, т. е. состоят из отдельных блоков (размеры 10~ — 10" см), неско­ лько отличающихся по ориентировке (на доли углового градуса). Блоки мозаики хорошо различимы в элект­ ронном микроскопе при увеличении в 30 000 и более раз. В настоящее время образование блоков мозаики связывают с дислокационными скоплениями. Тепловые свойства. Тепловые колебания атомов в М. не могут происходить независимо друг от друга из-за наличия сильной связи, и потому колебания распространяются в виде системы упругих (тепловых) волн. Спектр частот этих волн зависит от типа решет­ ки, от скорости распространения колебании (скорости звука) в разных направлениях и т. д. Спектр тепловых колебаний можно изучать опытным путем, используя явление дифракции рентгеновских лучей на тепловых волнах. Д л я идеальной кристаллич. решетки отраже­ ние монохроматич. рентгеновских лучей происходит лишь при строго определенных положениях кристал­ ла. При наличии теплового движения рассеяние про­ исходит также и вблизи положений правильного от­ ражения. Интенсивность этого рассеяния (диффузного фона) связана с распределением амплитуды колебаний по направлениям и частотам тепловых волн. При помощи подобных опытов можно определить скорости распространения тепловых волн в кристалле и вычис­ лять упругие свойства решетки. Как правило, к о э ф ф и ц и е н т термиче­ с к о г о р а с ш и р е н и я больше у легкоплавких металлов, что соответствует эмпирически установлен­ ному правилу (правило Грюнейзена): относительное увеличение объема от 0° К до темп-ры плавления для всех металлов приблизительно постоянно и равно 0,06. Анизотропия теплового расширения для некубич. М. (Zn, Cd и др.) может быть довольно значительной. Практически она играет существенную роль, вызывая у многих М. в поликристаллич. состоянии при изме­ нении темп-ры значительные внутренние напряже­ ния. Сравнение т е п л о т ы п л а в л е н и я и теп­ лоты сублимации показывает, что при плавлении прочность связей между атомами меняется лишь нез­ начительно (приблизительно на 2—5% от общей энер­ гии связи). Т е п л о п р о в о д н о с т ь составляется из пере­ дачи тепла: 1) за счет колебаний атомной решетки и 2) электронами М. Главную роль в М. играет элект­ ронная теплопроводность, обусловленная наличием свободных электронов. При средних темп-pax тепло­ проводность мало зависит от темп-ры, при низких — она возрастает приблизительно обратно пропорцио­ нально 3-й степени абсолютной темп-ры. Электрические и магнитные свойства. Хорошо из­ вестным свойством М. является малое значение у д . электросопротивления. Однако еще более характерно возрастание электросопротивления металлич. провод­ ников с темп-рой (положительный температурный коэфф. сопротивления). Это свойство тесно связано с тем, что электрич. ток в М. переносится свободными электронами. Д л я прохождения электронов правиль­ ная кристаллич. решетка не представляет сопротив­ ления. Последнее возникает тогда, когда вследствие неравномерности теплового движения образуются 5 6 местные сгущения, флюктуации плотности, на к-рых рассеиваются электронные волны. Аналогичное дей­ ствие оказывают всякого рода неоднородности в струк­ туре М.: наличие чужеродных атомов, границы з е р е н , дефекты структуры, внутренние н а п р я ж е н и я , вызван­ ные деформацией М,, и т . п. Большое значение для выяснения природы М. име­ ют разнообразные гальваномагнитные и термоэлектрич. явления. К этим явлениям относятся эффект Холла — возникновение поперечного электрич. поля в металлич. пластинке, вдоль к-рой течет электрич. ток при наличии перпендикулярного к направлению тока магнитного поля; эффект Зеебека — появление электродвижущей силы в цепи, состоящей из разно­ родных М., если темп-pa спаев этих М. различна; эффект Пельтье — поглощение или выделение тепла на стыке двух М. при прохождении электрич. тока, и т. д. Все эти явления указывают, что как в случае электрического, так и в случае теплового тока носи­ телями тока являются электроны. Это подтверждается также существующей для всех М. закономерной связью м е ж д у коэфф. электропроводности а и тепло­ проводности х (закон Видемана — Франца): аЫТ = const ^ 2 , 2 - l O " 8 эрг-см~ -град~ 1 г Э л е к т р о с о п р о т и в л е н и е чистых М. при приближении к 0° К стремится к н у л ю , как Т Д л я нек-рых М., напр. Hg, Pb и д р . , о н о , о д н а к о , при нескольких градусах абсолютной шкалы внезапно падает до исчезающе малых значений ( с в е р х п р о ­ в о д и м о с т ь ) . Д л я твердых р-ров или для М., содержащих малые загрязнения, электросопротивле­ ние стремится не к н у л ю , а к нек-рому конечному зна­ чению. Это остаточное сопротивление связано с не­ правильностями кристаллич. решетки. То ж е самое наблюдается и в чистых М. при наличии в н и х оста­ точных напряжений (следы прошедшей пластич. де­ формации, наклепа и пр.). Измерение электросопро­ тивления при низких темп-pax — весьма чувствитель­ ное средство для о б н а р у ж е н и я этих искажений. Мно­ гие металлич. соединения (напр., S n S b , A u P b , P b T I и д р . ) , подобно чистым М., являются сверхпровод­ никами. Т е р м о э л е к т р о н н а я э м и с с и я — ха­ рактерная для М. способность испускать электроны при высокой темп-ре. Плотность тока насыщения, возникающего при термоэлектронной эмиссии, опре­ деляется формулой Ричардсона: i = ВТ ехр (—Ц)/кТ), где В — постоянная, Т — абс. темп-pa, ср — работа выхода и А — постоянная Больцмана. Т. к. ср равно : нескольким электронвольтам (2—5 эв), а кТ при ком­ натной темп-ре составляет 0,03 эв, то множитель ехр (—ц>/кТ) в этих условиях ничтожно мал — состав­ ляет ~ 1 0 ~ . При 1500° К величина кТ равна 0,15 эв и в этих условиях можно наблюдать заметный элек­ трич. ток. Явление термоэлектронной эмиссии широко используется в радиотехнике (электронные лампы). Магнитные свойства М. имеют суще­ ственное значение для теории, характеризуя состоя­ ние, в к-ром находятся атомы в М. Большинство М., ионы к-рых имеют замкнутую электронную оболочку, оказываются диамагнитными (т. е. коэфф. магнитной проницаемости f x < l ) , так как диамагнетизм в силу общих законов электродинамики свойствен всем вообще атомам, не имеющим собственного магнитного момента. Напротив, М. переходных групп ( T i , V . . . Ni; Nb, Mo . . . Pd), атомы к-рых имеют недостаток электронов в rf-оболочке и тем самым обладают атом­ ным магнитным моментом, оказываются парамагнит­ ными ( | i > l ) . Щелочные и щелочноземельные М. слабо парамагнитны за счет электронного г а з а , к-рый как показывает электронная теория, д о л ж е н обла­ дать парамагнетизмом. Магнитные свойства М, в целом 2 2 2 3 0 0 3 6 к.Х.Э. т. 3