Кристаллография және металлография

Павлодар

ММЖжКФ деканы

_______ Т.Т. Тоқтағанов

«__» _________ 200_ ж.

Құрастырушы: аға оқытушы М.Ж.Түсіпбекова
Металлургия кафедрасы
«Кристаллография және металлография» пәні бойынша
Тәлімгерлердің өздік жұмыстарын орындауына арналған
ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛЫҚТАР
050709 «Металлургия» мамандығының тәлімгерлеріне арналған
Кафедра отырысында ұсынылды «__» _________ 200_ ж., №__ хаттама
Кафедра меңгерушісі _________ М.М. Сүйіндіков
Металлургия, машина жасау және көлік факультетінің ОӘК қолдаған

«__» _________ 200_ ж., №__ хаттама

Кристаллография әртүрлі минералдарды құрайтын кристалдардың түзілуін, пішінін, физика-химиялық қасиеттерін зерттейтін ілім.

Металлография металдардың құрылымы мен қасиеттерін және олардың құрамы, құрылымы, қасиеттері арасындағы байланыстарды зерттейді.

Бұл ілімдер өзара және минералогия мен петрография ілімдерімен тығыз байланысып, металлургия мен басқа да өндірістердің мұқтаждықтарын өтейді.

Техника саласында металл деп «металдық жарқылы» және илемдік қасметі бар заттарды айтады. Осы белгілеріне қарап металдарды металл еместерден мысалы, ағаштан, тастан, шыны мен фарфордан, оңай ажыратуға болады.

Металдық жарқылы мен илемділігінен басқа металдардың барлығы жоғары электрөткігіштік пен жылуөткізгіштікке ие.

Кристалдар – геометриясы дұрыс көпжақты түзілім түріндегі қатты денелер.

Кристалды заттар табиғатта өте кең тараған. Оларға минералдар мен тау жыныстарының көпшілігі, металдар мен қорытпалар, құрылыстағы саналуан тасты дәрі түрлері, ұсақ қант, ас тұзы және т.б жатады. Кристалдардың өлшемдері әртүрлі – микроскоп немесе электронды микроскоппен ғана көрінетін өте ұсақ кристалдардан бастап аса ірі, алып кристалдарға дейін кездеседі.

«Кристаллография және металлография» курсында минералогия мен петрографиядан мәліметтер беріледі.

Минералогия табиғаттағы минералдар деп аталатын химиялық қосылыстар жайындағы ілім. Ол минералдардың құрамы, құрылымы және олардың түзілуі мен өзгеруін зерттейді.

Минералдар көп жағдайда қатты, кристалдық денелер түрінде болады. Кейбір минералдар коллоидты-дисперсілі кристалдық күйде кездеседі.

Табиғатта минералдар майда түйіршіктер түріндже шашыраңқы немесе үлкен шоғыр түзіп орналасуы мүмкін. Мұның өзінде бір заттың минералдары әртүрлі болып кездесе береді. Осы жәйт белгілі бір тау жынысының құрамындағы минералдарды анықтауда қиындық туғызады.

Пән бойынша тәлімгерлердің өздік жұмысына келесі жұмыстардың түрлері кіреді:

• 
  дәріс сабақтарына енгізілмеген қосымша тақырыптарды оқу;
  
• 
  дәріс конспектері, оқулықтар және оқу құралдары бойынша өткен дәріс материалды оқу;
  
• 
  тәжірибелік жұмыстарын қорғауына дайындалу;
  
• 
  мәжілік бақылауына дайындалу.
  

Кристалл. Кристаллдардың шектеу элементтері, кристаллдық зат, аморфты зат. Кеңістік торы. Кристаллдар структурасының геометриялық бейнесі. Кристалдардың түзілу жолдары. Кристаллография – кристалдар туралы түралы ғылым. Кристаллографияның тараулары; геометриялық, физикалық, химиялық. Кристаллографияның геометриялық заңдары туралы негізгі түсініктер: бұрыштардың тұрақтылық заңы, толық сандар заңы (параметрлердің рационал қатынастарының заңы), белдеу заңы. Кристаллдардың симметриясы. Симметрия мен комбинациялар. Кристаллдардың жақтарын символ арқылы белгілеу әдістері. Кристаллдардың нақты структурасы туралы ұғым және оны айқындау әдістері. Кристаллдардың табиғатта жаралуы, өсуі, өзгеруі, өшуі және қайта жаңғыруы.

Минерал туралы ұғым. Минералогия мазмұнын анықтау. Минералдардың түрлері және түрлестері. Минералогияның жеке ғылым болып даму тарихының басты кезеңдері.

Минералогияның кристаллографиямен және кристаллохимиямен байланысы.

Минералдардың химиялық құрамы және құрылымы. Минералдардағы химиялық байланыс түрлері. Атомдық және иондың радиустар. Координациялық сан және шарлардың тығыз қалануы туралы ұғымдар. Кристалдар структурасының типтері және оларды атомдар мен иондардың тығыз қалану зандылығы арқылы талдау. Карапайым структаралар мысалдары. Координациялық көпжақты фигуралардың типтері және структуралық мотивтер (өрнектер). Минералдардың формулалары. Тұрақты және тұрақсыз құрамды минералдар. Изоморфизм, оның түрлері және типтері. Изоморфизмнің пайда болу жағдайлары. Изоморфизмнің – практикалық маңызы. Полиморфизм және оның генетикалық маңызы. Минерал құрамындағы судын ролі. Дисперсиялық жүйелер және коллоидтық минералдар. Минералдардың химиялық анализдерінен кристаллохимиялық формуласын есептеп шығару.

Минералдардың және минералдық агрегаттардың морфологиясы: кристаллдар пішіні мен келбеті. Минералдардың сыртқы пішіні, құрамы, кристалдық құрылымы арасындағы байланыстар. Қосарланған кристалдар, дендриттер, қаңқалар және тағы басқа кристалдардың бірге өсу түрлері. Кристалдық түйірлі және жасырын кристалды агрегаттар, секрециялар, жеодалар, сталактиттер, сталагмиттер, псевдосталактиттер, геликтиттер, конкрециялар, оолиттер, сауысты агрегаттар: друзалар, щеткалар, параллель-бағаналы және талшықты агрегаттар, тарамдалған кристалдар, бау тәріздес агрегаттар, сферокристалдар, кристалл бетіндегі бедерлер, өсу баспалдақтары, конустар, кристалл таңбалары, сызықтар, псевдоморфозалар. Кристалдардың зоналық және секторлы түрде қалыптасқан түрлері. Минералдық агрегаттардың текстурасы және структурасы. Минералдар онтогениясы туралы түсінік. Минерал индивидтерінің табиғата пайда болуы, өсуі. Минерал агрегаттарының генезисі, қайта кристалдану құбылысы, газ, сұйық және қатты күйде минералдарға кіретін микроқосындылар және оларды зерттеу әдістері.

Минералдардың физикалық қасиеттері. Минералдардың физикалық қасиеттері және минералдардың құрамы, құрылымы және жағдайы арасындағы байланыс. Минералдардың тығыздығы. Механикалық қасиеттері: жымдастығы, сыну, бұзылу, қабілеттілігі. Қаттылығы, оны анықтау әдістері. Эллипсоид заңы бойынша өзгеретін минералдардың оптикалық, жылулық және қаситтері. Минералдардың түсі, оның алуан түрлі болу себебі, түстердің классификациясы. Минералдардың жылтырлығы. Жылтырлықтын сыну көрсеткішімен байланысы, жылтырлықтың классификациясы. Минералдардың люминесцентті, магнитті және электрлік қасиеттері. Минералдардың физикалық қасиеттерінің диагностикалық, генетикалық, техникалық, технологиялық, кен іздеу ісіндегі т.б. маңыздылығы.

Химиялық элементтер мен минералдардың жер қыртысында таралуы. Минералдар түрлерінің саны. Табиғатта минерал түрлерінің санының шекті болу себебі. Кларктар туралы түсінік. Кларктардың минералогиядағы маңызы. Белгілі бір класқа жататын минералдардың табиғатта таралуының литосферадағы элементтердің кларк санына тәуелділігі. Жыныстар және рудалар құрайтын басты минералдар.

1.3 Металлография

Металлография пәні. Металлографияның мақсаты мен маңызы. Металлографияның даму кезеңдері. «Металлография» - металдар мен қорытпалардың химиялық құрамына және оларды термиялық өңдеу режиміне байланысты фазалық күйі мен құрылысының қалыптасу заңдылықтары туралы ғылым. Сонымен бірге, ол металл системаларындағы фазалық тепетеңдіктерді зерттейді.

Кристалдану процесінің теориясы.

Зоналдық балқыту.

Бағыттай кристалдандыру. Пардан кристалдану.

Металдардың магниттік өзгерістері.

Қатты металдар құрылысының өзгеруі.

1. Термиялық өндеу. Шынықтырылған болатты қыздырғанда оның құрылысының өзгері.

2. Асыра суытылған аустениттің ыдырауы және аллотрориялық өзгеру механизмдері мен кинетикасы.

3. Химико-термиялық өңдеуден өткен болаттың құрылысы.

1. 
   Геологиялық пәндердің жалпы сипаттамасы. Кристаллография, минералогия және петрография ғылыми міндеттері.
   
2. 
   Кристаллография негіздері. Геометриялық, физикалық кристаллография және кристаллохимия міндеттері.
   
3. 
   Кристалл туралы ұғым. Кристалдар симметриялылығы, кристалдардың қасиеттері.
   
4. 
   Кристаллдар пішіні.
   
5. 
   Геометриялық кристаллография заңдары.
   
6. 
   Кристаллохимия элементтері. О.Браве кеңістік торларының 14 түрі.
   
7. 
   Кристалдардағы химиялық байланыстар. Құрылымдар мотивы.
   
8. 
   Физикалық кристаллографияның негізгі түсініктері.
   
9. 
   Минералогия негіздері. Минералдар морфологиясы.
   
10. 
    Минералдардың физикалық қасиеттері
    
11. 
    Минералдар генезисі.
    
12. 
    Минералдарды зерттеу әдістері.
    
13. 
    Сипаттамалы минерология негіздері
    
14. 
    Петрография негіздері. Магмалық жыныстар. Шөгінді жыныстар. Метаморфалы жыныстар.
    
15. 
    Кен орындарының өнеркәсіптік түрлері.
    
16. 
    Темір кендері. Олардың минералдық құрамы.
    
17. 
    Алюминий кендері. Олардың минералдық құрамы.
    
18. 
    Ферроқорытпаларды өндіруге арналған кендер.
    
19. 
    Никель кендері. Олардың минералдық құрамы.
    
20. 
    Мыс кендері. Олардың минералдық құрамы.
    
21. 
    Титан кендері. Олардың минералдық құрамы.
    
22. 
    Магний кендері. Олардың минералдық құрамы.
    
23. 
    Полиметалды кендер. Олардың минералдық құрамы.
    
24. 
    Алтын кендері. Олардың минералдық құрамы.
    
25. 
    Металлургияда қолданатын металын алуға емес материалдардар. (әктас, балқытқыш шпат, отқатөзімділер)
    
26. 
    Мұнай мен газдың, жанғыш қазбалардын генезисі
    
27. 
    Металлография негіздері. Металлдардың сипаттамасы.
    
28. 
    Кристалдану. Заттардың ұш жағдайы.
    
29. 
    Жағдай диаграммасы. Фаза дережесі.
    
30. 
    Кесіндеме дережесі.
    
31. 
    Шойын. Шойының құрылымы және қасиеттері.
    
32. 
    Түсті металдар және қорытпалар. Жеңіл металдар және олардың сплавы.
    
33. 
    Зерттеу әдістері. Металлографиялық микроскоп. Өндеу әдістері.
    

1. 
   Торопов Н.А., Булак Л.Н. Кристаллография и минералогия. Издание третье, переработанное и дополненное. – Ленинград, 1972. – 504 с.
   
2. 
   Торопов Н.А., Булак Л.Н. Лабораторный практикум по минералогии. – Стройиздат, Ленинградское отделение, 1969. – 240 с.
   
3. 
   Годовиков А.А. Минералогия. М.: Недра, 1975. – 520 с.
   
4. 
   Васильев Д.М. Физическая кристаллография: Учебное пособие для вузов. – М.: Металлургия, 1972. – 279 с.
   
5. 
   Гумилевский С.А. и др. Кристаллография и минералогия: Учебное пособие для вузов /Гумилевский С.А., Луговский Г.П., Киршон В.М., Гинзбург А.И. – М.: Высш.шк., 1972. – 280 с.
   
6. 
   Мейер К. Физико-химическая кристаллография /Пер. с нем.: Под ред. Щукина Е.Д. – М.: Металлургия, 1972. – 480 с.
   
7. 
   Лазаренко Е.К. Курс минералогии: Учебник для студентов геологических специальностей университетов. – 2-е изд. – М.: Высшая школа, 1971. – 607 с.
   
8. 
   Миловский А.Б. Минералогия и петрография: Учебник для техникумов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1973. – 368 с.
   
9. 
   Батти Х., Принг А. Минералогия для студентов: Пер. с англ. – М.: Мир, 2001. – 429 с.
   
10. 
    Кленов А.С. Занимательная минералогическая энциклопедия. – М.: Педагогика-Пресс, 2000. – 224 с.: ил.
    

12. Штрюбел Г., Циммер З.Х. Минералогический словарь. М.: Мир. 1987.

13. 
    Юшкин Н.П. Топоминералогия. М.: Недра, 1982.
    

Қосымша әдебиет

1. 
   Банн Ч. Кристаллы. Их роль в природе и науке. - М.: Мир, 1970. – 312с.
   
2. 
   Грум-Гржимайло С.В. Приборы и методы для оптического исследования кристаллов. - М.: «Наука», 1972. – 128с.
   
3. 
   Стойбер Р., Морзе С. Определение кристаллов под микроскопом /Пер. с англ.: Под ред. Петрова В.П. – М.: Мир, 1974. – 281 с.
   

5. Гаранин В.К., Кудрявцева Г.П. Применение электронно-зондовых приборов для изучения минерального вещества. М.: Недра, 1983.

6. Гинзбург К.И., Кузьмин В.И., Сидоренко Г.Д. Минералогические исследования в практике геологоразведочных работ. М. Недра, 1981.

7. Джонс М.П. Прикладная минералогия. М.: Недра, 1991.