3. Основные типы кристаллических решеток Ме. Координационное чило, плотность упаковки, коэффициент компактности.
1. Простая кристаллическая решетка представляется в виде куба, в узлах которой располагаются атомы. Простейшая решетка описывается одним параметром, которым является ребро куба а.
2.Объемно-центрированная кубическая решетка (ОЦК) представляет собой также куб, внутри которого дополнительно расположен еще один атом. Параметры решетки определяются длиной ребра куба а.
3.Гранецентрированная кубическая решетка (ГЦК) представляет собой куб, В центре каждой грани которого расположены дополнительно по одному атому.
4
.Гексагональная
плотно упакованная решетка. В отличие
от кубической характеризуется двумя
параметрами а
и с.
В случае, если отношение с/а=1,666, то решетка считается плотноупакованной, а иначе – неплотно упакованной.
Плотность кристаллической решетки определяется, так называемым координатным числом. Под координатным числом понимается число атомов, находящихся на кратчайшем, равном расстоянии от данного атома. Для ОЦК решетки К=8, для ГЦК – К=12 и для ГПУ – К=12.
От величины координатного числа зависит компактность (плотность укладки) кристаллической решетки. Коэффициент компактности – отношение объема всех частиц, приходящихся на элементарную ячейку, ко всему объему элементарной ячейки. Так в простой кристаллической решетки плотность укладки атомов в ячейке составляет менее 50%. В ОЦК – 68%, в решетках с координатным числом 12 – порядка 75%.
4. Анизотропия кристаллов. Полиморфизм.
Анизотропия – зависимость свойств кристалла от направления, возникающее в результате упорядоченного расположения атомов(ионов, молекул) в пространстве. В кристалле расстояния между атомами в различных кристаллографических направлениях различны, а поэтому различны и свойства. Она присуща многим свойствам кристаллов. Наиболее сильно она проявляется в кристаллах со структурами, обладающими малой симметрией.
Среди кристаллов распространено явление полиморфизма (аллотропия) – способность в твёрдом состоянии при различных температурах (или давлении) иметь различные типы кристаллических структур. Эти кристаллические структуры называют аллотропическими формами, или модификациями. Низкотемпературную модификацию называют α, а высокотемпературные – β, γ, δ и т.д.
5. Точечные дефекты кристаллов, их влияние на свойства кристаллов.
Реальные металлы в своей структуре содержат дефекты, которые подразделяются на точечные, линейные и поверхностные.
К самым простым точечным дефектам относятся вакансии, межузельные атомы основного вещества, чужеродные атомы внедрения. Точечные дефекты возникают при воздействии тепловых или силовых нагрузок. Вакансией называется пустой узел кристаллической решетки, а межузельным атомом – атом, перемещенный из узла в позицию между узлами.
Все виды точечных дефектов искажают кристаллическую решетку и, в определенной мере, влияют на физические свойства. В технически чистых металлах точечные дефекты повышают электросопротивление, а на механические свойства почти не влияют. Лишь при больших концентрациях дефектов в облученных металлах понижается пластичность и заметно изменяются другие свойства. Точечные дефекты сильно влияют на перемещение атомов по кр. реш., то есть ускоряют диффузию.