Большая Советская Энциклопедия (МЕ) - БСЭ БСЭ

  Применение к электронам в металле теории обменного взаимодействия (В. Гейзенберг , П. Дирак , 1927) позволило понять природу ферромагнетизма и обнаружить новые магнитоупорядоченные состояния металла — антиферромагнетизм (Л. Неель, 1932) и ферримагнетизм . Исследование взаимодействия электронов друг с другом и с решёткой позволило раскрыть природу сверхпроводимости (Дж. Бардин , Л. Купер , Дж. Шриффер , 1957). Изучение нормальных, сверхпроводящих и магнитоупорядоченных (ферро-, антиферро- и ферримагнитных) металлов — три основных направления микроскопической теории металлов.

  Теория дефектов. Дефекты в кристаллах влияют практически на все свойства металлов. Влияние дефектов начали изучать в 40-е годы в связи с изучением диффузии и пластической деформации (см. Пластичность ). Центральное место в теории дефектов занимает представление о дислокациях, перемещение которых объясняет пластические деформации кристаллов. Эти представления появились в работах ряда исследователей (Л. Прандтль , 1928, Ю. Делингер, 1929, Е. Орован, М. Поляни, У. Тейлор, 1934, Я. И. Френкель, 1938) вследствие невозможности объяснить малое сопротивление деформации в рамках микроскопической теории идеального кристалла, дававшей оценку, в десятки тыс. раз превосходящую наблюдаемые величины. Исследования дислокаций (в т. ч. с помощью электронного микроскопа и рентгеновской топографии) в сочетании с теоретическими исследованиями в 50—60-е гг. позволили объяснить большинство механических свойств металлов. Например, предел текучести и деформационное старение металлов объясняются упругим взаимодействием дислокаций с примесными атомами; деформационное упрочение — дислокационными скоплениями (Н. Ф. Мотт, Ж. Фридель, А. Зегер и др.); процессы полигонизации (разбиения деформированных монокристаллов на блоки) — дислокационной структурой границ зёрен (В. Рид, У. Шокли, Ф. Франк и др.).

  Рождение и перемещение точечных дефектов приводят к образованию дислокации и, кроме того, играют самостоятельную роль в процессах диффузии, самодиффузии и связанных с ними явлениях. Т. о., совокупность дефектов в кристалле, образующая его дефектную структуру, определяет многие свойства реального металла. Это относится не только к механическим свойствам. Рассеяние электронов и фононов на дефектах может играть важную роль во многих кинетических явлениях в металлах. Изучение влияния дефектов на физические свойства — быстро развивающаяся область современной М.

  Сплавы. Гетерофазные структуры. Способность образовывать твёрдые растворы и сплавы — одно из важнейших свойств металлов, обеспечивающее им широкое применение. Теория сплавов — старейшее направление М., развитие которого тесно связано с проблемами практического металловедения.

  Явление полиморфизма широко используется на практике для придания металлическим материалам желательных свойств путём термической обработки. Полиморфное превращение приводит к коренному изменению всех физических свойств металла (нередко при этом происходит превращение металла в неметалл). Важное направление в М. — изучение полиморфных модификаций, возникающих в условиях высоких давлений, сверхсильных магнитных полей и т.п. Исследование областей устойчивости различных полиморфных фаз в зависимости от внешних условий (температуры, давления, полей), а для сплавов также от концентрации позволяет построить диаграммы состояния .

  Теория фаз, начавшая развиваться ещё в 19 в., рассматривает фазовые равновесия, фазовые превращения, а также структуру и свойства гетерофазных систем. Превращение одной (фазы в другую, как правило, происходит путём образования в исходной фазе отдельных кристаллов новой фазы, которые растут, взаимодействуют и образуют сложную гетерофазную систему (см. Двойные системы ). Форма, размер и взаимное расположение кристаллов определяют гетерофазную структуру реального металла. Регулируя гетерофазную структуру, можно изменять свойства металлических материалов. При этом свойства гетерофазной системы могут не сводиться к «сумме свойств» отдельных фаз. Такая неаддитивность свойств связана с наличием межфазных границ, удельный объём которых в мелкодисперсных системах может быть достаточно велик, а также со значительным искажением фаз из-за их упругого взаимодействия. Влияние упругого взаимодействия фаз наиболее полно проявляется при фазовых превращениях мартенситного типа, когда не меняются ни состав, ни степень порядка, а фазы отличаются только положением узлов кристаллических решёток. Физическая природа мартенситных превращений исследовалась в работах Г. В. Курдюмова с сотрудниками (см. также Мартенсит ).

  Изучение эволюции гетерофазной системы во времени при различных внешних условиях, т. е. кинетики фазового превращения, позволяет судить о промежуточных состояниях гетерофазной структуры, которые возникают в процессе превращения и затем могут достаточно долго сохраняться, если изменение внешних условий «замораживает» превращение. Примером такой неравновесной гетерофазной структуры служат поликристаллы , размер зёрен которых определяется скоростью зарождения и роста зёрен в процессе кристаллизации . Вследствие упругого взаимодействия между фазами часто образуются многофазные метастабильные состояния, характеризующиеся регулярным пространственным расположением фаз.

  Т. о., строение реальных металлов характеризуется наличием трёх структур различного масштаба: микроскопической (атомно-кристаллической), дефектной и гетерофазной. Между различными «этажами» этой «иерархии» структур существует тесная взаимосвязь, однако различие в масштабах оправдывает исторически сложившееся различие в методах их экспериментальное и теоретическое изучения. С этим связано существование трёх направлений М.: микроскопическая теория металлов, исследования дефектов и их влияния на свойства металлов, изучение фаз и гетерофазных металлических материалов, которые с различных сторон решают общую проблему М. — связь физических свойств металла и наблюдающихся в нём явлений с его строением и зависимость внутреннего строения металлов от внешних условий.

  Лит . см. при ст. Металлы .

  Ю. А. Осипьян, А. Л. Ройтбурд.

Металлофоны

Металлофо'ны (от металлы и греч. phone — звук), музыкальные инструменты, источником звука которых служит их упругое металлическое тело. См. Тарелки , Маримба , Тубофон , Колокола , Треугольник , Вибрафон , Гонг , Челеста .

Металлсодержащее топливо

Металлсодержа'щее то'пливо, топливо для ракетного двигателя , содержащее лёгкие металлы — Li, Be, Mg, Al и др. — в виде порошка или их химических соединений (гидриды, металлоорганические соединения). Металлы и их соединения в ряде случаев увеличивают удельную тягу , этим преимуществом обладают и борсодержащие топлива. Применяются алюминизированные твёрдые ракетные топлива, а также жидкое пусковое М. т. (триэтилалюминий) для обеспечения химического зажигания в двигателях, использующих жидкий кислород в качестве окислителя. Проводятся экспериментальные работы по освоению бор- и бериллийсодержащих ракетных топлив.

«Металлург»

«Металлу'рг», ежемесячный производственно-массовый журнал министерства чёрной металлургии СССР и ЦК профсоюза рабочих металлургической промышленности. Выходит в Москве с 1956. Переиздаётся на английском языке в США. Освещает вопросы внедрения новой техники и передовой технологии, механизации и автоматизации производства, модернизации оборудования и повышения производительности труда. Публикует материалы о передовиках производства чёрной металлургии, по экономике и технике безопасности отрасли, о работе творческих объединений и др. Тираж (1974) 23 тыс. экземпляров.

Металлургии институт

Металлу'рги'и институ'т им. А. А. Байкова Академии наук СССР, научно-исследовательское учреждение, ведущее работы по металлургии, металловедению и обработке чёрных, цветных и редких металлов и сплавов. Создан в Москве в 1938. Изучает физико-химические основы процессов получения металлов и сплавов, в том числе новых металлических материалов со специальными свойствами; разрабатывает эффективные процессы производства и обработки металлов. Результаты работ публикуются в сборниках института, монографиях, «Докладах АН СССР», «Известиях Академии наук СССР. Металлы», в журнале «Физика и химия обработки материалов» и др. В М. и. имеется аспирантура (институту дано право приёма к защите докторских и кандидатских диссертаций), своё СКБ, разрабатывающее приборы и установки для исследований в области металлургии. Организатором и первым директором института был академик АН СССР И. П. Бардин; в институте работали академики АН СССР А. А. Байков, Э. В. Брицке, Н. Т. Гудцов, М. М. Карнаухов, М. А. Павлов, А. М. Самарин, член-корреспондент АН СССР И. А. Одинг и др.