1. Металлы – один из классов конструкционных материалов, характеризующийся определённым набором свойств:

• «металлический блеск» (хорошая отражательная способность);

• пластичность;

• высокая теплопроводность;

• высокая электропроводность.

Все металлы, затвердевающие в нормальных условиях, представляют собой кристаллические вещества, то есть укладка атомов в них характеризуется определённым порядком – периодичностью, как по различным направлениям, так и по различным плоскостям. Этот порядок определяется понятием кристаллическая решётка.

Другими словами, кристаллическая решетка это воображаемая пространственная решетка, в узлах которой располагаются частицы, образующие твердое тело.

Элементарная ячейка – элемент объёма из минимального числа атомов, многократным переносом которого в пространстве можно построить весь кристалл.

Основными типами кристаллических решёток являются:

Объемно - центрированная кубическая- атомы располагаются в вершинах куба и в его центре

Гранецентрированная кубическая-атомы располагаются в вершинах куба и по центру куждой из 6 граней

Гексагональная, в основании которой лежит шестиугольник: простая – атомы располагаются в вершинах ячейки и по центру 2 оснований ,плотноупакованная– имеется 3 дополнительных атома в средней плоскости.

Полиморфизм - это способность некоторых веществ в зависимости от внешних условий (например, температуры) образовывать различные кристаллические структуры (модификации). В результате полиморфного превращения атомы кристаллического вещества перестраиваются из кристаллической решетки одного типа в кристаллическую решетку другого типа. Полиморфные модификации обозначают греческими буквами α, β, γ причем а соответствует самой низкотемпературной модификации. Например, железо ниже температуры 911°С имеет о.ц.к. решетку и обозначается Fe(α). Выше 911°С железо перестраивается в г.ц.к.

Металлы и сплавы, полученные в обычных условиях, состоят из большого количества кристаллов, то есть, имеют поликристаллическое строение. Эти кристаллы называются зернами. Они имеют неправильную форму и различно ориентированы в пространстве. Каждое зерно имеет свою ориентировку кристаллической решетки, отличную от ориентировки соседних зерен, вследствие чего свойства реальных металлов усредняются, и явления анизотропии не наблюдается

2. Дефекты кристаллической решетки

Выделяют несколько групп дефектов:

• Точечные дефекты

• Линейные дефекты

• Двухмерные дефекты

• Объемные дефекты

К точечными дефектам относятся дефекты связанные с единичными атомами. Выделяют: вакансии, атомы замещения и атомы внедрения.

На рисунке под буквой «а» изображена структура идеального кристалла. На рисунке «б» можете видеть отсутствие атома в одном из узлов, в связи с чем наблюдаются изменение положений ближайших атомов, такой вид дефекта называет вакансия. На рисунке «в» в узле атом одного элемента замещен атомом другого, такой вид деформации называется атомами замещения. И на последнем рисунке изображен атом внедрения, который устанавливается между узлами и тем самым создает сдвиг соседних атомов.

Линейные дефекты по-другому называют одномерными. К линейным относятся дефекты длинны которых в одном из направлений значительно больше чем период решетки, а по остальным направлениям величина дефекта соизмерима с периодом.

По аналогии с линейными дефектами двумерными называют дефекты у который в двух измерениях величина дефекта много больше чем период решетки а в одном направлении сравнимо с ним. К дефектам этого типа можно отнести зоны двойникования, границы зерен и другие.

Объемные или трехмерные дефекты это дефекты, которые имеют величину гораздо больше периода решетки во всех направлениях. К этому типу можно отнести любые модификации трех предыдущих которые находятся близ друг друга тем самым образовывая один большой дефект.

Дислокация это дефект который образовывается из-за отсутствующей полуплоскости. На рисунке изображено плоское представление дислокация, чтобы понять почему этот дефект называется линейным мысленно продолжите этот рисунок за экран. В месте где обрывается одна из полуплоскостей образуется «туннель» это и есть дислокация.