Лекция тақырыбы: Кристалл торлары. Қатты денелердегі анизотропия. Моно- және поликристалды қатты денелер. Химиялық элементтердің кристалдық құрылымдары. Полиморфизм құбылысы
жүктеу/скачать 379.3 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Қатты денелердегі анизотропия Моно - және поликристалды қатты денелер
| 1.5.-сурет
1.6.-сурет Мысал ретінде куб торларының негізгі жақтарының индекстерін анықтайық (1.5.-сурет). Куб жақтарының индекстері: «с» жақтың индексі – (001), «а» жақтың индексі – (100), «в» жақтың индексі – (010). Жақтың диагоналынан өтетін жақтың индексі (ромбалық додекаэдр жағының индекстері: (110), (101), (011), т.б. осьтерді бірлік қимамен қиып өтетін жазықтардың (октаэдр жазықтарының) индекстері: (111), ( ), ( ), ( ), т.б. гексагональды кристалдардың жазықтарын белгілеу үшін 4 негізгі координата жүйесі қолданылады (1.6.-сурет): үш (а1, а2, а3) бір-біріне 120º жасаған ось, бұл осьтер алты жақты призманың бетінде жатады (базис жазықтығы), ал төртінші ось (с) базис жазықтығына перпендикуляр. Әрбір жазық 4 индекспен белгіленеді: hkіl. Қосымша индекс і үшінші орынға қойылады, бұл индекстің мәні h және k индекстер арқылы есептеледі: і=-(h+k). а1, а2, а3 осьтеріне параллель базис жазығының индексі (0001) болады. Призма бүйірінің жағына параллель жазықтың индексі мынадай типті болады: ( ). Мұндай бір-біріне параллель емес беттер (жазықтар) үшеу; оларды бірінші типтегі (жазықтар) беттер деп атайды. Қатты денелердегі анизотропия Моно - және поликристалды қатты денелер Қатты денелердің бөлшектері кристал торында біртекті қатар-қатар орналасқан деп есептейік (Кристалдардағы ақауларды ескермейміз). 1.7.-сурет О нүктесінен ОА, ОВ, ОС, т.б. бағытта сызық өткізейік. Әрбір бағытта бірлік арақашықтықта кездесетін бөлшектер саны әртүрлі жиі кездесетін бөлшектер ОА бағытта, ал сирек кездесетін бөлшектер ОС бағытта. Әрбір бағыттағы қатты денелердің қасиеттерін бөлшектердің сол бағытта қаншалықты тығыз орналасуы анықтайтын болғандықтан, алынған бағыт бойынша қатты денелердің қасиеттері әр түрлі болуы керек. Дене қасиетінің бағытқа тәуелділігін (қасиеттің бағыттылығын) анизотропия деп атайды. Арнайы жағдайда қатты денелерді бір кристалл түрінде өсіруге болады, яғни монокристалл түрінде. Бірақ көп жағдайда ерітінділерде (балқыған денелерде) бір мезгілде көптеген кристаллизацияланатын орталықтар пайда болып, көптеген өзінше бөлек кристалдар болуына алып келеді. Бұл кристалдардың өсуінің арқасында олар бір-біріне жақындай түседі. Сонымен көптеген бөлшектер пайда болады, яғни поликристалл. Өскен кристаллиттер (дәндер) әр түрлі формада болады, сыртқы көрінісі ішкі ретті құрамына сәйкес келмейді. Себебі олардың (дәндердің) орналасуы суытылған ерітіндіде (сұйық күйдегі затта) кристаллизация орталығы кездейсоқ орналасқан болады, өскен дәндердің өзара орналасуы да кездейсоқ болады. Сондықтан поликристалдарда олардың қасиеттері кристалл бағытына елеулі тәуелді болуы байқалмайды, яғни олар изотропты болады. Сонымен қатар өскен дәндердің әр түрлі бағытта болғандығы дәндер (кристаллиттер) шекарасында кристаллиттер шекарасы деп аталатын әр түрлі қалыңдыққа ие қабаттар пайда болады. Бұл дән шекаралары поликристалл агрегатының механикалық қасиетінің қалыптасуына елеулі әсер етеді. Өте таза, қоспа атомдардың болуы жоқтың қасы болғанда да дәнаралық қабатындағы тор дән торына қарағанда елеулі ауытқыған болады. Бұл тор ауытқуы бір атом аралығымен шектелмейді, бірнеше атом аралықтарына дейін орын алады. Бұл торлары ауытқыған атомдармен дән шекарасындағы атомдар бір-бірімен әсерлеседі. Дән шекарасындағы ретсіздік дәрежесі үлкен (жоғары) болған сайын, ретсіздік көлемі (ретсіздік қабыршақтың қалыңдығы – ені) үлкен (кең) болады және олардың тор ауытқулары ұлғаяды, яғни тор ауытқу дәрежесі өседі. Кристаллит тор жолағындағы ауытқулар бұл жолақта артық еркін энергияның шоғырлануына (локализация) алып келеді. Еркін энергияның шоғырлануы бірнеше тәжірибелерде дәлелденген. Мысалы, Галмерс өте таза қалайының (олово) дән шекаралары дәннің балқу температурасынан төмен температурада балқығанын анықтаған. Дән шекарасы бойынша өтетін диффузия жылдамдығы, көлем бойынша өтетін диффузия жылдамдығынан жоғары. Рекристаллизация кезіндегі жаңа дән өсуі ескі дән шекарасында басталады немесе интенсивті пластикалық деформация өткен жерде басталады, ал рекристаллизация ескі кристалл торларын өзгертеді. Егер металда қоспа атомдар болса, онда кристаллизация кезінде қоспа атомдар дән шекараларына орналасады, соның арқасында кристаллиттер (дәндер) аралығында құрамдары да, қасиеттері де дәндерге қарағанда өзгеше жолақтар пайда болады. жүктеу/скачать 379.3 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|