Структура материала

Типы межатомных связей в кристаллах


Молекулярная связь
Ковалентная связь
Ионная связь
Металлическая связь

- отдельные молекулы, связанные между собой силами Ван-дер-Ваальса. Связь неимеет направленного характера. Молекулярную связь имеют органические вещества, например, полимеры.

- жестко связывает каждый атом с другим за счет обменного взаимодействия двух обобщественных электронов с противоположными спинами. Между электронами возникает обменное взаимодействие. Связь направленная. Эта связь типична для элементов IVA-VIIA подгрупп периодической системы.

- результат электростатического взаимодействия между разноименно заряженными ионами
Каждый ион имеет четыре ближайших соседа противоположного знака, что обеспечивает электростатическое взаимодействие.
- действует только в металлах и сплавах на их основе. Она не направленная и определяет особенности физико-механических свойств металлов

СВОЙСТВА ХАРАКТЕРНЫЕ ДЛЯ МЕТАЛЛОВ

высокая пластичность;

высокие тепло- и электропроводность;

положительный температурный коэффициент электрического сопротивления, означающий рост сопротивления с повышением температуры, и сверхпроводимость многих металлов (около 30) при температурах, близких к абсолютному нулю;

хорошая отражательная способность (металлы непрозрачны и имеют характерный металлический блеск);

термоэлектронная эмиссия, т. е. способность к испусканию электронов при нагреве;
кристаллическое строение в твердом состоянии.


В кристаллическом веществе атомы расположены в строго определенном порядке.
Для описания кристаллической структуры пользуются понятием кристаллической решетки.
Кристаллическая решетка -воображаемая пространственная сетка в узлах которой расположены атомы
Строение кристаллической решетки описывается элементарной ячейкой.
Элементарная ячейка - это наименьший объем кристалла, многократное повторение которого по осям х, у, z дает представление о строении всего кристалла.

ХАРАКТЕРИСТИКИ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ РЕШЕТОК

Координационное
число К –
Период решетки
Базис решетки
Плотность упаковки n
Коэффициент компактности решетки
·

Количество ближайших равноудаленных атомов относительно «базисного атома».

Расстояние между двумя соседними параллельными кристаллографическими плоскостями в элементарной ячейке решетки.
Таблица координат атомов, принадлежащих элементарной ячейке, рассматриваемой в пространственных координатных осях
- число целых атомов, приходящихся на одну элементарную ячейку, когда каждая ячейка в пространстве окружена ей подобными.
- отношение объема всех атомов решетки к ее геометрическому объему. Свободные пространства в ячейке называются порами.



НАИБОЛЕЕ ЧАСТО ВСТРЕЧАЮЩИЕСЯ РЕШЕТКИ
Объемно-центрированая решетка кубическая решетка (ОЦК)
Гранецентрированная кубическая решетка (ГЦК)
Гексагональная плотноупакованная решетка (ГПУ)
Тетрагональная решетка


Такую решетку имеют: Pb, Na,Ti
· , Fe
· , W , V, K
n=2,
· = 68 %, К = 8

такую решетку имеют: Fe
·, Pb, Al,Cu, Ni, Co, Ag, Au .и др.
n = 4,
· = 74 %, К = 12


Такую решетку имеют:
Mg, Zn, Cd, Be, Ti
· Co
· p и др.
n=6,
· = 74 %, К = 12

характеристики n, ,
· и К зависят от отношения с/а - степени тетрагональности решетки.

РЕАЛЬНОЕ СТРОЕНИЕ КРИСТАЛЛОВ

Точечные дефекты

Малы во всех направлениях. Их количество возрастает с увеличением температуры.
Линейные дефекты

Малые в двух измерениях и большая протяженность в третьем
Поверхностные дефекты

Малы в одном измерении

Границы кристаллов одной и той же фазы, отличающиеся взаимной ориентацией, границы блоков, а так же межфазовые границы (между кристаллами разных фаз)

1.вакансии-дефекты Шотки-
узлы решетки, где отсутствуют атомы.
Образуются при нагреве, деформации, облучении поверхности электронами.


2.Межузельные атомы-дефекты Френкеля
Образуются, когда атом вышедший из узла решетки занимает место в межузловом промежутке.

3. Примесные атомы






1.Краевая (линейная) дислокация (экстраплоскость).

Локальное искажение кристаллической вызванное наличием в ней «лишней» полуплоскости-экстраплоскости. Эта плоскость перпендикулярна плоскости чертежа.

2. Винтовая дислокация.
Линия , вокруг которой атомные плоскости изогнуты по спирали.

Характеристики дислокации –энергия искажения кристаллической решетки определяемая вектором Бюргерса, плотность дислокации и способность их «притягивать» к себе примесные атомы, например, азота, углерода и др. образуя «атмосферы» из этих атомов-облака Котрелла.

С увеличение плотности дислокаций пластичность падает, а прочность возрастает.

1. Границы зерен-
большеугловые границы- угол разориентеровки кристаллов
· 20 °.
Наложенные друг на друга дислокационные ряды.


2. Границы субзерен - малоугловые границы: угол разориентеровки кристаллов образующих такую границу
·=0,3 -4 °. Они представляют из себя вертикальную стенку из одинаковых и параллельных краевых дислокаций расположенных друг от друга на определенном расстоянии.












15

Приложенные файлы

  • doc 26698816
    Размер файла: 62 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий