Оглавление:
Типы кристаллических решеток, особенности строения реальных металлических материалов.
- Типы кристаллических решеток, структурные особенности реальных металлических материалов. Чаще всего в этой технике используется кристаллический материал. Субструктура материала-кристаллическая структура и химический состав определяют все его свойства.
В реальных металлах кристаллы осаждаются из расплава при охлаждении, а при нагревании твердых веществ они образуются в результате физико-химического процесса. Атомы в Кристалле естественным образом расположены в узлах кристаллической решетки или на пересечении граней кристалла.
Вы можете разделить все пространство кристалла на единичные ячейки Людмила Фирмаль
Повторяя единичную решетку в пространстве, можно описать весь Кристалл. Простейшая кристаллическая ячейка-это куб, вершиной которого является атом. Основные типы кристаллических решеток из металла: объемно-центрированные кубические (О. Ц. Окей. Гранецентрированной кубической (г. ц. Окей.).Толстая заполнение hexoganals(Г. П.. У. Рис.) Рисунок 1. Особенностями кристаллической решетки являются: период решетки, координационное число, атомный радиус, число атомов на базис или ячейку, энергия решетки, плотность упаковки атомов и др. 1.1 1.2 1.3 Рисунок 1.
Типы кристаллических решеток. (1.1 является объемно-центрированной кубической ОЦК, 1.2-это гранецентрированная ГЦК, 1.3-это hexoganest решетка ГПУ). Период решетки — это расстояние между центрами 2 соседних атомов. Координационное число-число атомов, находящихся на самом близком расстоянии от атомов в решетке. Атомный радиус (половина атомного диаметра) — половина межатомного расстояния между центрами ближайших атомов.
- Металл плотно упакован атомами, то есть имеет высокое координационное число и большое количество атомов на единицу ячейки. Многие свойства кристаллов анизотропны, поскольку плотность атомов в разных направлениях неоднородна. Металл и другие элементы и вещества Полиморф 6 Преобразование.
Кристаллическая структура зависит от температуры. Например, кристаллическая решетка железа в диапазоне температур 0-910 градусов C-bcc (Fe -±). 910-1400 градусов C-ГЦК( СЭ-3); 1400-1539 ° с (плавление)-КБК (Фе-±или fe -). Настоящие металлы-это поликристаллические вещества. Размер частицы (Кристалла) сильно варьируется от микрона до нескольких millimeters.
In в приведенном выше примере рассматривалась идеальная кристаллическая решетка. Людмила Фирмаль
Структура реального металлического материала характеризуется наличием искажений или дефектов в кристаллической структуре из-за температуры, электромагнитных полей или других полевых эффектов. Механическое напряжение. Наибольшее количество дефектов возникает при начальной кристаллизации расплава или при пластической деформации твердого тела. Дефекты кристаллов подразделяются на точечные, линейные, поверхностные и объемные. Причиной дефекта в основном являются примеси. Например, если алюминий содержит примесь кремния 0,001% (10-5), то она находится в 1 мм. имеются внешние атомы Куба 6 * 10E14.
Примесные атомы искажают кристаллическую решетку. Примеси могут быть расположены в виде отдельных атомов, кластеров на поверхности или определенных объемов. Рисунок 2.1.Другой причиной дефекта являются тепловые колебания атомов. Среднее значение амплитуды тепловых колебаний составляет 5-10% от межатомного расстояния, но энергия тепловых колебаний в решетке распределяется неравномерно.
Колебания атомов также различны. Если атомы на поверхности имеют энергию, необходимую для испарения, они могут выйти из кристаллической решетки. Образуется дефект, называемый вакансией. Рисунок 2. 2..Число вакансий в кристаллической решетке определяется зависимостью. М /(К * Т） 1 = e, (2） Вот общее количество атомов. e = 2.71828; K = R / N; Q-энергия активации. T-это температура. Например, для 300-градусного кадмия. K * T = 600 ккал / моль, N = 10E22 см Е-3, Q = 23000 ккал / моль, число вакансий 1 = 10 е-4 см Е-3, число вакансий более 1% при температуре плавления кадмия.
Образование дислокационных атомов(рис. 2.3.) Требуется более высокая энергия активации, поэтому количество таких дефектов невелико, в основном возникает при облучении кристалла. Рисунок 2.1, рисунок 2.3.Рисунок 2.2.Инжир. 2 точечные дефекты кристаллической решетки. 2.1. — Примесные атомы; 2.2. — Вакансия (дефекты Шоттки); 2.3. — Дислокации атомов (дефекты Френкеля). Работа особенно важна для диффузии, создания условий, повышающих пластичность металлов при низких температурах. 7. Настоящие кристаллы делятся на фрагменты и блоки (мозаичные структуры).
Поверхность Границы кристаллов (границы зерен), фрагментов и блоков являются местами накопления различных дефектов и местом их возникновения Рисунок 3.Основным линейным дефектом является дислокация. Дислокации являются линейными (реберными) и представляют собой край дополнительной плоскости (полуплоскости).Рисунок 4.1., Рисунок 4.2.И к черту картинки. 4.3.. Рисунок 3.Мозаичный рисунок 4.1.Дислокация рисунок 4.2.И рисунок 4.3.Край и Кристалл structure.
At периметр блока. Винтовой сдвиг. Дефекты влияют на структурно-чувствительные характеристики. Например, наличие дислокаций изменяет прочность металла. Теоретический расчет предела упругости дает значение в 1000 раз превышающее действительное значение для чистых металлов (10 Е5 и 100 МПа), а для стали-в 100 раз. Кристаллические металлы и керамические материалы без дефектов в виде волокон и нанокристаллов (усов) используются в качестве фазовых отвердителей для армирования и конструкционных композитов. Рисунок 5..
В настоящее время разработана дислокационная теория, объясняющая механизм пластической деформации и причины разрушения металлов, причины их упрочнения обработкой давлением и другими технологическими методами.
Смотрите также:
Решения задач по материаловедению
