Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
матвед.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
24.09.2019
Размер:
488.96 Кб
Скачать

1. Атомно-кристаллическое строение металлов. Основные типы кристаллических решеток. Анизотропия. Полиморфизм.

Все металлы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение, т.е. атомы расположены упорядоченно и образуют кристаллическую решетку.

Плотность – доля, заполненная атомами, если их представить в виде шаров. Координационное число – количество атомов, находящихся от данного на минимальном расстоянии.

Тип

Параметр

Me

Плотность

Коорд. число

Кол-во на ячейку

Кубическая

Кубик(a=b=c,

α=β=γ=90)

полоний

-

6

8*1/8=1

ОЦК(объемно-центрованный куб)

Куб, в котором атомы расп. по углам +1 в центре. Параметры те же

Feα; Feδ; Wo; Mo; Cr

68%

8

8*1/8+1=2

ГЦК(гране-центрированный куб)

Куб, в котором атомы расп. по углам + по серединам граней. Параметры те же

Feγ,Au, Ag, Cu, Ni, Al

74%

12

8*1/8+6*1/2=4

Гексагональная

6 граней

a=b≠c,

α=β=90

γ=120

Se, Te

-

6

2/2+12/6=3

ГПУ (Гексагональная плотноупакованная)

6 граней, на верхней и нижней по атому. Параметры те же

Mg, Ti, Cd, Zn

74%

12

2/2+12/6+3=6

Чем больше плотность упаковки, тем выше пластичность.

Свойство металла изменять кристаллическую решетку с изменением температур – полиморфизм (много форм). Полиморфные модификации обозначают α, β, и т д.

Анизотропия - зависимость физических свойств вещества от направления. Естественная анизотропия — наиболее характерная особенность кристаллов. Именно потому, что скорости роста кристаллов в разных направлениях различны, кристаллы вырастают в виде правильных многогранников.

Квазиизотропия – почти одинаковые свойства в различных направлениях.

2. Строение реальных кристаллических материалов. Дефекты кристаллического строения.

Обычно кусок металла состоит из скопления большого числа малень­ких кристаллов неправильной формы, называемых зернами. Кристал­лические решетки в отдельных зернах ориентированы относительно друг друга случайным образом. Поверхности раздела зерен на­зываются границами зерен. Такой кусок металла является поликри­сталлом. При определенных условиях, обычно при очень медленном контролируемом отводе тепла при кристаллизации (затвердевании металла), может быть получен кусок металла, представляющий собой один кристалл, его называют монокристаллом.

Встречающиеся в природе кристаллы, как монокристаллы, так и зерна в поликристаллах, никогда не обладают строгой перио­дичностью в расположении атомов т. е. не являются «идеальными» кристаллами. В действительности «ре­альные» кристаллы содержат те или иные несовершенства (дефекты) кристаллического строения.

Дефекты в кристаллах принято классифицировать по характеру их измерения в пространстве на точечные (нульмерные), линейные(одномерные), поверхностные (двухмерные), объемные (трехмерные).

Точечными дефектами называются такие нарушения периодично­сти кристаллической решетки, размеры которых во всех измерениях сопоставимы с размерами атома. К точечным дефектам относят вакансии (узлы в кристаллической решетке, свободные от атомов), мгжузельные атомы (атомы, находящиеся вне узлов кристаллической решетки), а также примесные атомы, которые могут или замещать атомы основного металла (примеси замещения), или внедряться в на­иболее свободные места решет­ки (поры или междоузлия) ана­логично межузельным атомам. Точеч­ные дефекты являются центрами локальных искажений в кристалли­ческой решетке. Точечные дефекты всегда присутствуют в кристалле.

Линейные дефекты в кристаллах характеризуются тем, что их поперечные раз­меры не превышают нескольких межатомных расстояний, а длина может достигать размера кристалла. К линейным дефектам относятся дислокации — линии, вдоль и вблизи которых нарушено правильное периодическое расположение атомных плоскостей кристалла Различают краевую и винтовую дислокации. Кра­евая дислокация представляет собой границу неполной атомной плоскости (экстра­плоскости). Винтовую дислокацию можно определить как сдвиг одной части крис­талла относительно другой. Так как пластическая деформация в кристаллических телах осуществляется движением дислокаций то упрочнение металла может быть достигнуто путем создания препятствий для их продвижения. Обычно упрочненное состояние достигается при взаимодействии дислокаций друг с другом, с атомами примесей и частицами другой фазы. Дислокации влияют не только на прочностные и пластические свойства металлов, но также и на их физические свойства (увеличивают электросопротивление, скорость диффузии и т.д.)

Под поверхностными (двумерными) дефектами понимают такие нарушения в кристаллической решетке, которые обладают большой про­тяженностью в двух измерениях и протяженностью лишь в несколь­ких межатомных расстояниях в третьем измерении. К ним отно­сятся дефекты упаковки, двойниковые границы, границы зерен и

внешние поверхности кристалла. Под дефектами упаковки подразу­мевают локальные изменения расположения плотноупакованных плоскостей в кристалле.

К объемным (трехмерным ) дефектам относятся такие, которые имеют размеры в трех измерениях: макроскопические трещины, поры и т. д.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.