Odamlar doimo ishlashni afzal ko'rgan eng keng tarqalgan materiallardan biri metall edi. Har bir davrda bu ajoyib moddalarning har xil turlariga ustunlik berildi. Demak, miloddan avvalgi IV-III ming yilliklar xalkolit yoki mis davri hisoblanadi. Keyinchalik u bronza bilan almashtiriladi, keyin esa bugungi kunda ham dolzarb bo'lgan - temir kuchga kiradi.

Bugungi kunda buni bir vaqtlar metall buyumlarsiz qilish mumkinligini tasavvur qilish qiyin, chunki uy-ro'zg'or buyumlari, tibbiy asboblar va og'ir va engil jihozlargacha deyarli hamma narsa ushbu materialdan iborat yoki undan alohida qismlarni o'z ichiga oladi. Nima uchun metallar bunday mashhurlikka erisha oldi? Xususiyatlari qanday va ularning tuzilishiga qanday xosdir, keling, buni batafsilroq tushunishga harakat qilaylik.

Metallar haqida umumiy tushuncha

"Kimyo. 9-sinf" darsligi maktab o'quvchilari tomonidan qo'llaniladi. Aynan shu erda metallar batafsil o'rganiladi. Ularning fizik va kimyoviy xossalarini ko'rib chiqish katta bobga bag'ishlangan, chunki ularning xilma-xilligi juda katta.

Aynan shu yoshdan boshlab bolalarga ushbu atomlar va ularning xususiyatlari haqida tushuncha berish tavsiya etiladi, chunki o'smirlar bunday bilimlarning qiymatini allaqachon to'liq tushunishlari mumkin. Ular turli xil narsalar, mashinalar va ularni o'rab turgan boshqa narsalar faqat metall tabiatga asoslanganligini juda yaxshi ko'rishadi.

Metall nima? Kimyo nuqtai nazaridan, ushbu atomlarga quyidagilarga ega bo'lganlarga murojaat qilish odatiy holdir:

• tashqi darajada kichik;
• kuchli restorativ xususiyatlarni ko'rsatish;
• katta atom radiusiga ega;
• qanday oddiy moddalar bir qator o'ziga xos jismoniy xususiyatlarga ega.

Bu moddalar haqidagi bilimlar asosini metallarning atom-kristal tuzilishini hisobga olgan holda olish mumkin. Bu birikmalarning barcha xususiyatlari va xususiyatlarini tushuntiradi.

Davriy tizimda butun jadvalning katta qismi metallar uchun ajratilgan, chunki ular barcha ikkilamchi kichik guruhlarni va birinchi guruhdan uchinchi guruhgacha bo'lgan asosiylarni tashkil qiladi. Shuning uchun ularning son jihatdan ustunligi aniq. Eng keng tarqalganlari:

• kaltsiy;
• natriy;
• titan;
• temir;
• magniy;
• alyuminiy;
• kaliy.

Barcha metallar ularni bir katta moddalar guruhiga birlashtirishga imkon beruvchi bir qator xususiyatlarga ega. O'z navbatida, bu xususiyatlar metallarning kristalli tuzilishi bilan aniq tushuntiriladi.

Metall xossalari

Ko'rib chiqilayotgan moddalarning o'ziga xos xususiyatlariga quyidagilar kiradi.

1. Metall porlash. Unga oddiy moddalarning barcha vakillari ega bo'lib, ularning ko'pchiligi bir xil.Faqat ba'zilari (oltin, mis, qotishmalar) farqlanadi.
2. Egiluvchanlik va egiluvchanlik - bu juda oson deformatsiya va tiklanish qobiliyati. Turli vakillarda u har xil darajada ifodalanadi.
3. Elektr va issiqlik o'tkazuvchanligi metall va uning qotishmalarining ko'lamini belgilaydigan asosiy xususiyatlardan biridir.

Metall va qotishmalarning kristalli tuzilishi ko'rsatilgan xususiyatlarning har birining sababini tushuntiradi va har bir o'ziga xos vakilda ularning jiddiyligi haqida gapiradi. Agar siz bunday tuzilmaning xususiyatlarini bilsangiz, unda siz namunaning xususiyatlariga ta'sir qilishingiz va uni odamlar ko'p o'n yillar davomida qilgan kerakli parametrlarga moslashingiz mumkin.

Metalllarning atom-kristal tuzilishi

Bunday tuzilma nima, u nima bilan tavsiflanadi? Nomning o'zi barcha metallarning qattiq holatda, ya'ni normal sharoitda (suyuq bo'lgan simobdan tashqari) kristallar ekanligini ko'rsatadi. Kristal nima?

Bu an'anaviy grafik tasvir bo'lib, tanani birlashtirgan atomlar orqali xayoliy chiziqlarni kesib o'tish orqali yaratilgan. Boshqacha qilib aytganda, har bir metall atomlardan iborat. Ular unda tasodifiy emas, balki juda muntazam va izchil joylashgan. Shunday qilib, agar siz ushbu zarralarning barchasini aqliy ravishda bitta tuzilishga birlashtirsangiz, siz har qanday shakldagi muntazam geometrik jism shaklida chiroyli tasvirga ega bo'lasiz.

Bu metallning kristall panjarasi deb ataladi. Bu juda murakkab va fazoviy hajmli, shuning uchun soddaligi uchun uning hammasi emas, balki faqat bir qismi, elementar hujayra ko'rsatilgan. Bunday hujayralar to'plami birlashtirilib, aks ettiriladi va kristall panjaralarni hosil qiladi. Kimyo, fizika va metallshunoslik bunday tuzilmalarning strukturaviy xususiyatlarini o'rganadigan fanlardir.

Sama - bu bir-biridan ma'lum masofada joylashgan va ular atrofidagi boshqa zarralarning qat'iy belgilangan sonini muvofiqlashtiradigan atomlar to'plami. U qadoqlash zichligi, tarkibiy tuzilmalar orasidagi masofa va muvofiqlashtirish raqami bilan tavsiflanadi. Umuman olganda, bu parametrlarning barchasi butun kristalning xarakteristikasi bo'lib, shuning uchun metall tomonidan ko'rsatilgan xususiyatlarni aks ettiradi.

Bir nechta navlari bor.Ularning barchasini bitta xususiyat birlashtiradi - tugunlarda atomlar mavjud va ichida elektron gaz buluti mavjud bo'lib, u kristall ichidagi elektronlarning erkin harakatidan hosil bo'ladi.

Kristall panjaralarning turlari

Panjara tuzilishi uchun o'n to'rtta variant odatda uchta asosiy turga birlashtiriladi. Ular quyidagilar:

1. Tana markazlashtirilgan kub.
2. Olti burchakli mahkam o'ralgan.
3. Yuz markazlashtirilgan kub.

Metalllarning kristall tuzilishi tasvirlarni katta kattalashtirish imkoniyati paydo bo'lgandagina o'rganildi. Va panjara turlarini tasniflash birinchi marta frantsuz olimi Bravais tomonidan kiritilgan bo'lib, ular ba'zan uning nomi bilan ataladi.

Tana markazlashtirilgan panjara

Ushbu turdagi metallarning kristall panjarasining tuzilishi quyidagi tuzilishga ega. Bu kub bo'lib, uning tugunlarida sakkizta atom mavjud. Yana biri hujayraning bo'sh ichki maydonining markazida joylashgan bo'lib, bu "tanaga markazlashtirilgan" nomini tushuntiradi.

Bu elementar hujayraning eng oddiy tuzilishining variantlaridan biri va shuning uchun butun panjara. Ushbu turdagi metallar quyidagilardir:

• molibden;
• vanadiy;
• xrom;
• marganets;
• alfa temir;
• beta temir va boshqalar.

Bunday vakillarning asosiy xususiyatlari yuqori darajada egiluvchanlik va plastiklik, qattiqlik va kuchdir.

yuz markazlashtirilgan panjara

Yuz markazlashtirilgan kubik panjaraga ega bo'lgan metallarning kristall tuzilishi quyidagi tuzilishdir. Bu o'n to'rt atomni o'z ichiga olgan kub. Ulardan sakkiztasi panjara tugunlarini hosil qiladi va yana oltitasi har bir yuzda bittadan joylashgan.

Ular o'xshash tuzilishga ega:

• alyuminiy;
• nikel;
• qo'rg'oshin;
• gamma temir;
• mis.

Asosiy farqlovchi xususiyatlar - turli xil ranglarning porlashi, engilligi, mustahkamligi, moslashuvchanligi, korroziyaga chidamliligi.

Olti burchakli panjara

Metalllarning panjarali kristall tuzilishi quyidagicha. Elementar hujayra olti burchakli prizmaga asoslangan. Uning tugunlarida 12 ta atom, yana ikkitasi asosda va uchta atom strukturaning markazidagi bo'shliq ichida erkin yotadi. Faqat o'n etti atom.

Quyidagi kabi metallar:

• alfa titan;
• magniy;
• alfa kobalt;
• sink.

Asosiy xususiyatlar - yuqori darajadagi kuch, kuchli kumushrang nashrida.

Metalllarning kristall tuzilishidagi nuqsonlar

Shu bilan birga, barcha ko'rib chiqilgan hujayralar turlarida ham tabiiy nuqsonlar yoki nuqsonlar bo'lishi mumkin. Bu turli sabablarga ko'ra bo'lishi mumkin: begona atomlar va metallardagi aralashmalar, tashqi ta'sirlar va boshqalar.

Shuning uchun, kristall panjaralar bo'lishi mumkin bo'lgan nuqsonlarni aks ettiruvchi tasnif mavjud. Kimyo fan sifatida materialning xossalari o'zgarmasligi uchun sabab va chorasini aniqlash uchun ularning har birini o'rganadi. Shunday qilib, kamchiliklar quyidagicha.

1. Nuqta. Ular uchta asosiy turga bo'linadi: bo'sh joylar, aralashmalar yoki dislokatsiyalangan atomlar. Ular metallning magnit xususiyatlarining, uning elektr va issiqlik o'tkazuvchanligining yomonlashishiga olib keladi.
2. Chiziqli yoki dislokatsiya. Marginal va vintni ajrating. Materialning mustahkamligi va sifatini yomonlashtiring.
3. sirt nuqsonlari. Ular metallarning tashqi ko'rinishi va tuzilishiga ta'sir qiladi.

Hozirgi vaqtda nuqsonlarni bartaraf etish va sof kristallar olish usullari ishlab chiqilgan. Biroq, ularni butunlay yo'q qilish mumkin emas, ideal kristall panjara mavjud emas.

Metalllarning kristall tuzilishi haqidagi bilimlarning ahamiyati

Yuqoridagi materialdan ko'rinib turibdiki, nozik tuzilish va tuzilishni bilish materialning xususiyatlarini oldindan aytish va ularga ta'sir qilish imkonini beradi. Bu esa kimyo fanini bajarishga imkon beradi. Umumta’lim maktabining 9-sinfida asosiy e’tibor o‘quvchilarga fundamental mantiqiy zanjirning ahamiyatini aniq tushunishga o‘rgatish: tarkibi – tuzilishi – xossalari – qo‘llanilishi.

Metalllarning kristall tuzilishi haqidagi ma'lumotlar juda aniq tasvirlangan va o'qituvchiga bolalarga barcha xususiyatlardan to'g'ri va malakali foydalanish uchun nozik tuzilishni bilish qanchalik muhimligini aniq tushuntirish va ko'rsatish imkonini beradi.

Muayyan kimyoviy formulaga ega bo'lgan kristall o'ziga xos kristall tuzilishga ega.
Kristalli tuzilmalar - davriy panjarani ifodalovchi tuzilmalar, ularning tugunlarida atomlar joylashgan. Uch o'lchovli kristall struktura uchta koordinata o'qi x, y, z ustiga qurilgan panjara bo'lib, odatda a, b, g burchaklarida joylashgan. Atomlarni o'qlar bo'ylab tarjima qilish davrlari (panjara parametrlari) mos ravishda a, b, c. Kristalning elementar xujayrasi a, b, c tarjima vektorlari ustiga qurilgan parallelepipeddir. Bunday hujayra ibtidoiy deb ataladi.
Kosmosda elementar hujayraning tarjimasi natijasida fazoviy oddiy panjara olinadi - Bravais panjarasi. Bravais panjaralarining o'n to'rt turi mavjud. Bu panjaralar bir-biridan elementar hujayralar shaklida farqlanadi.

Bravais panjaralari yetti xil turdagi birlik hujayralarga ko'ra, kristallografik singoniyalar deb ataladigan etti tizimga bo'linadi: triklinik, monoklinik, rombik, tetragonal, trigonal, kubik va olti burchakli. Bu elementar hujayralar ham ibtidoiy, ham murakkab bo'lishi mumkin.
Rasmda murakkab elementar hujayralar ko'rsatilgan.

a) tana markazida b) yuz markazda
v) asosi markazlashtirilgan d) olti burchakli

tana markazlashgan(OC) hujayra (a-rasm) - kubning fazoviy diagonallari kesishmasida qo'shimcha bitta atomni o'z ichiga oladi (yoki umumiy holda, parallelepiped). 23 V, 24 Cr, 26 Fe, 41 Nb, 73 Ta, 74 Vt kabi metallar bcc kub tuzilishida (bcc) kristallanadi. (pastki chap tomondagi indeks D. I. Mendeleyev elementlar davriy tizimidagi element sonini bildiradi.).
yuz markazlashtirilgan(GC) hujayra (b-rasm) - har bir yuz tekisligida qo'shimcha bitta atomni o'z ichiga oladi. 13 Al, 28 Ni, 29 Cu, 47 Ag, 78 Pt, 79 Au va boshqalar fcc kub strukturasida (fcc) kristallanadi.
asos markazlashtirilgan(BC) hujayra (v-rasm) - qarama-qarshi yuzlarning markazlarida qo'shimcha bitta atomni o'z ichiga oladi.
Olti burchakli hujayra(d-rasm) uchta ibtidoiy hujayradan iborat bo'lib, miloddan avvalgi hujayra kabi qarama-qarshi yuzlar markazida har bir atomdan iborat. Ko'pgina metallar olti burchakli tuzilishda kristallanadi - 22 Ti, 27 Co, 30 Zn, 39 Y, 40 Zr, 64 Gd, 71 Lu.
Turli kristallografik sistemalar bir birlik yacheyka shaklida bir-biridan farq qiladi: a, b va c chekka uzunliklari va yuzlar orasidagi a, b va g burchaklar orasidagi nisbatlar.
IN triklinik sistema (o'qlari va simmetriya tekisliklari mavjud bo'lmagan joyda), bunday hujayra barcha qirralari va burchaklari bir-biriga teng bo'lmagan parallelepipeddir. IN monoklinik qiya parallelepipeddir; ichida rombsimon(yoki ortorombik) - qirralari teng bo'lmagan to'rtburchaklar parallelepiped, ichida tetragonal- to'g'ri burchakli parallelepiped, uning tagida kvadrat yotadi; ichida trigonal(romboedr) - tomonlari teng, burchaklari bir xil, lekin 90 o dan farq qiladigan va 120 o dan kichik boʻlgan toʻgʻri burchakli rombedr; ichida olti burchakli- to'g'ri prizma, uning asosi 120 o va 60 o burchakli romb bo'lib, uchta hujayra olti burchakli prizmani tashkil qiladi; kub sistemada birlik katak kubdir.

Hozirgi vaqtda mingdan ortiq strukturaviy turlar allaqachon aniqlangan, ammo ular ma'lum bo'lgan kristall tuzilmalarning faqat bir necha foizini qamrab oladi.
Tuzilmalar guruhlari bo'yicha xalqaro tasniflashda quyidagi tasnif qabul qilinadi:
LEKIN- elementlar;
IN- AB tipidagi birikmalar (masalan, NaCl, CsI);
FROM- AB 2 tipidagi birikmalar (CaF 2, TiO 2);
D- A tipidagi birikmalar n B m (Al 2 O 3);
E- radikallar yoki kompleks ionlarsiz ikki xildan ortiq atomlar hosil qilgan birikmalar (masalan, CuFeS);
F-ikki atomli yoki uch atomli ionli birikmalarning tuzilishi (KCNS, NaHF 2);
G- tetraatomik ionlar bilan birikmalar (CaCO 3 , NaClO 3);
H- pentaatomik ionlar bilan birikmalar (CaSO 4 .2H 2 O, CaWO 4);
L- qotishmalar;
S-silikatlar.
Guruh ichidagi turlarning navlari raqamlar bilan ajralib turadi.

Strukturaviy tip haqida tushuncha- kristallarning tuzilishidagi o'xshashlik yoki farqlilik mezonlaridan biri. Odatda, strukturaviy tip unda kristallanadigan moddalardan birining nomini bildiradi. Bir xil strukturaviy tipga mansub kristallarning tuzilmalari o'xshashlik nuqtai nazaridan bir xil bo'ladi. Kristallografiyadagi strukturaviy tip zarrachalarning (atomlar yoki atom guruhlari) kristaldagi nisbiy joylashishini, ular orasidagi mutlaq masofalarni belgilamasdan aniqlaydi. Muayyan strukturani tavsiflash uchun siz strukturaning turini va struktura parametrlarini belgilashingiz kerak.
Eng muhim va keng tarqalgan strukturaviy turlarga quyidagilar kiradi: misning tuzilishi ( A turi), volfram tuzilishi ( A turi 2), magniy tuzilishi ( A turi 3), olmos tuzilishi ( A turi 4), grafit tuzilishi ( A turi 9), tosh tuzi tuzilishi ( B turi 1), perovskit tuzilishi ( E 2 turi), shpinel tuzilishi ( H 11 turi).

A turi(Misning tuzilishi)
Misning strukturaviy turida ko'pgina metallar kristallanadi: oltin, kumush, nikel, alyuminiy, kaltsiy, toriy, qo'rg'oshin va boshqalar. Bu metallarning barchasi nisbatan yumshoq, egiluvchan va oson ishlov beriladi. Ularning ko'pchiligi qattiq eritmalarning uzluksiz qatorlarini hosil qiladi, masalan, Ag-Au, Cu-Au. AuSb, Au 2 Bi, Au 2 Pb, Cu 2 Mg, Bi 2 K, ZrH, TiH va boshqalar intermetall birikmalari ham mis tipidagi tuzilishga ega.
Misning elementar xujayrasi kubik, yuz markazli. Atomlar F-hujayra yuzlarining uchlari va markazlarida joylashgan. Har bir hujayra birligida 4 ta atom mavjud. Har bir atom 12 ta eng yaqin atom bilan o'ralgan, koordinatsion raqami (c.h.) =12. Koordinatsion ko'pburchak kuboktaedrdir. Struktura ko'pligi 4 ga teng bo'lgan bitta muntazam nuqtalar tizimiga ega. Eng zich qatlamlar 1 yo'nalishlarga perpendikulyar. Eng zich kubikli uch qatlamli qadoqlash....ABCABC....Kosmik guruh Fm3m.

A turi 2(Volframning tuzilishi)
Tungstenning strukturaviy turi (BCC metallarining turi) o'tga chidamli metallarni o'z ichiga oladi: xrom, vanadiy, molibden, niobiy, tantal, -kobalt, -temir, titan, tsirkoniy, gafniy, ishqoriy elementlar - litiy, natriy, kaliy, rubidiy, rubidiy. , ishqoriy yer - kalsiy, stronsiy, bariy, aktinidlar - uran, neptuniy, plutoniy. Bcc tuzilishidagi intermetall birikmalardan AgZn, Cu 3 Al, CoAl, Cu 5 Sn, LiAg, LiAl, TaH va boshqalar kristallanadi.
Tana markazida joylashgan kubik volfram xujayrasida atomlar tepaliklarda va hujayraning markazida joylashgan, ya'ni. Har bir hujayrada ikkita atom mavjud. Bcc tuzilishi atomlarning eng yaqin o'rami emas. Kompaktlik koeffitsienti 0,68 ni tashkil qiladi. Volframning kosmik guruhi Im3m.

A3 yozing(Magniyning tuzilishi)
Magniyning strukturaviy turida olti burchakli metallar kristallanadi: kadmiy, berilliy, talliy, titan, nikel, xrom va boshqalar Bu tuzilish AgCd, AgCd 3 , AuCd, AuCd 3 , ACd , AuCd 33 , AgCd 3 , intermetall birikmalariga ham xosdir. 3 , NiMo, TiH, W 2 C va boshqalar.
Magniyning elementar xujayrasi elementar ibtidoiydir. Atomlarning markazlari muntazam olti burchakli burchaklarning uchlarida joylashgan: uchta cho'qqida - bitta orqali, - yuqori qatlamning atomlari, boshqa uchta tepada - pastki qatlamning atomlari. Birlik xujayrasi uchta tarjimada qurilgan, ulardan ikkitasi zich joylashgan atomlar qatlamida yotadi va ular o'rtasida = 120 o burchak hosil qiladi, uchinchisi bu qatlamga perpendikulyar. Birlik hujayrani tekislik bilan ikkita trigonal prizmaga bo'lish mumkin. Atom prizmalardan birining markazida joylashgan, ikkinchisi erkin, to'plangan va bo'sh prizmalar bir-birini almashtirib turadi. Hujayra birligida ikkita magniy atomi mavjud.
Har bir magniy atomi o'n ikkita eng yaqin atom bilan o'ralgan: oltita - bir xil qatlamda, uchtasi keyingi qatlamda yuqoridan va uchtasi pastdan keyingi qatlamda, c.n. = 12. Zich qatlamlar - bazal tekisliklar (0001), olti burchakli, ikki qatlamli o'rash....ABAVABAV.... Zich o'ralgan olti burchakli tuzilishga ega bo'lgan metall kristallar (0001) tekisliklar va eng zich o'rashga mos keladigan yo'nalishlar bo'ylab eng oson deformatsiyalanadi. atomlar. Koordinatsion ko'pburchak olti burchakli kuboktaedrdir. Magniyning kosmik guruhi P63/mmc ni tashkil qiladi.

Kub tizimi bilan bog'liq bo'lgan yuz markazlashtirilgan kubik hujayra; Shuningdek qarang: hujayra elektrolitik hujayra yuzi markazlashtirilgan hujayra ...

Hujayra- : Shuningdek qarang: elektrolitik hujayra yuzi markazlashtirilgan hujayra bazasi markazlashtirilgan hujayra ... Metallurgiya ensiklopedik lug'ati

YUZ MARKAZLI KUBIK HUJAYRA- Bravais panjaralarining 14 turidan biri. U kubning barcha yuzlarining tepalarida va markazlarida tugunlarning joylashishi bilan tavsiflanadi. Geologik lug'at: 2 jildda. M .: Nedra. K. N. Paffengolts va boshqalar tomonidan tahrirlangan 1978 ... Geologik entsiklopediya

kub tizimi- kristallografik singoniya, bu kristallning birlik hujayrasining burchaklari va qirralari orasidagi nisbat bilan tavsiflanadi: a = b = c, a = b = g = 90º. U 5 ta sinfga (nuqta simmetriya guruhlari) bo'linadi. * * * KUB SINGONIY KUBIK… … ensiklopedik lug'at

kubik panjara (K6)- elementar hujayrasi kubik singoniyaga mansub kristall panjara; Shuningdek qarang: To'r triklinik panjarasi tetragonal panjara fazoviy panjara ... Metallurgiya ensiklopedik lug'ati

Kubik tizim

Kubik yuz markazlashtirilgan panjara- Kristallografiyada kub sistemasi yetti singoniyadan biridir. Kubik kristallning birlik hujayrasi bir-biriga perpendikulyar bo'lgan teng uzunlikdagi uchta vektor bilan aniqlanadi. Kub singoniyasida Bravais panjaralarining uch turi mavjud: ... ... Vikipediya

Kubik panjara- Kristallografiyada kub sistemasi yetti singoniyadan biridir. Kubik kristallning birlik hujayrasi bir-biriga perpendikulyar bo'lgan teng uzunlikdagi uchta vektor bilan aniqlanadi. Kub singoniyasida Bravais panjaralarining uch turi mavjud: ... ... Vikipediya

Kubik panjara- Kristallografiyada kub sistemasi yetti singoniyadan biridir. Kubik kristallning birlik hujayrasi bir-biriga perpendikulyar bo'lgan teng uzunlikdagi uchta vektor bilan aniqlanadi. Kub singoniyasida Bravais panjaralarining uch turi mavjud: ... ... Vikipediya

elektrolitik hujayra- elektrokimyoviy reaktsiyalar amalga oshiriladigan elektrodlar bilan jihozlangan elektrolitli idish; sanoat elektrolizatorlarining asosiy konstruktiv elementi. Elektrolitik hujayra dizaynlari juda xilma-xildir. IN…… Metallurgiya ensiklopedik lug'ati

yuz markazlashtirilgan hujayra- kristallning parallelepiped shaklidagi elementar xujayrasi, uning har bir yuzining markazida uning uchlaridagi atomlar bilan bir xil turdagi qo'shimcha atom mavjud; Shuningdek qarang: elektrolitik hujayra... Metallurgiya ensiklopedik lug'ati

Qattiq holatdagi barcha metallar kristall tuzilishga ega. Qattiq metalldagi atomlar tartiblangan va kristall panjaralar hosil qiladi (1-rasm).

Guruch. 1-rasm. Kristal panjaralarning diagrammalari: a – tana markazlashtirilgan kub; b - yuzga qaratilgan; c - olti burchakli yaqin o'ralgan

Kristal hujayra kristallning eng kichik hajmini ifodalaydi, bu metallning atom tuzilishi haqida to'liq tasavvur beradi va birlik hujayra deb ataladi.

Metallar uchta turdagi kristall panjaralar bilan tavsiflanadi: kubik tana markazli (bcc), ularda atomlar birlik hujayraning uchlarida va bitta uning markazida joylashgan; yuz markazlashtirilgan kub (fcc), unda atomlar birlik katakchasining uchlarida va uning yuzlarining markazlarida joylashgan; olti burchakli yaqin o'ralgan (hcp), bu olti burchakli prizma bo'lib, unda atomlar uchta qatlamda joylashgan.

Materialning xususiyatlari kristall panjara turiga va uni tavsiflovchi parametrlarga bog'liq:

1) atomlararo masofa, angstromlarda o'lchanadi 1A°=10 -8 sm

2) qadoqlash zichligi ( panjara asosi hujayra birligidagi zarrachalar soni). Kubik oddiy - B1, bcc - B2, fcc - B4, hcp - B6.

3) muvofiqlashtirish raqami(KN) - teng masofada joylashgan va mos yozuvlar nuqtasi sifatida olingan atomdan eng yaqin masofada joylashgan atomlarning maksimal soni. Kubik oddiy - KN=6, BCC - KN=8, FCC - KN=12, HPU - KN=12.

Old tekislik va diagonal tekislik yo'nalishi bo'yicha aniqlangan moddiy xususiyatlar har xil - bu hodisa deyiladi. anizotropiya, ya'ni turli yo'nalishlarda notekis xususiyatlar. Barcha metall materiallar bu xususiyatga ega. Amorf jismlar xossaga ega izotropiya, ya'ni. barcha yo'nalishlarda bir xil xususiyatlarga ega.

Kristalli panjaralar materialning xususiyatlarini sezilarli darajada o'zgartiradigan turli xil strukturaviy kamchiliklarga ega bo'lishi mumkin. Haqiqiy yagona kristall har doim erkin (tashqi) sirtga ega bo'lib, sirt tarangligi tufayli panjara buzilgan.

Ichki strukturaning nuqsonlari nuqta, chiziqli va tekislikka bo'linadi.

Nuqta nuqsonlari bo'sh o'rinlarni o'z ichiga oladi (kristal panjaraning alohida joylari atomlar bilan band bo'lmaganda); dislokatsiyalangan atomlar (agar alohida atomlar oraliqlarda bo'lsa) yoki nopoklik atomlari, ularning soni hatto sof metallarda ham juda katta. Bunday nuqsonlar yaqinida panjara bir yoki ikki davr oralig'ida elastik tarzda buziladi (2a-rasm).

Guruch. 2. Kristal panjaradagi nuqsonlar: a - nuqta; b - chiziqli; c - tekislik

Chiziqli nuqsonlar ikki o'lchamda kichik, uchinchisida esa juda katta. Bunday nuqsonlarga atom tekisliklarining siljishi yoki dislokatsiyalar va bo'sh o'rinlar zanjirlari kiradi (2b-rasm). Bunday nuqsonlarning eng muhim xususiyati ularning kristall ichidagi harakatchanligi va bir-biri bilan va boshqa nuqsonlar bilan faol o'zaro ta'siridir.

Materialning kristall panjarasining o'zgarishi tashqi omillar, ya'ni harorat va bosim ta'siri ostida mumkin. Har xil harorat oralig'ida qattiq holatda bo'lgan ba'zi metallar har xil kristall panjaralarni oladi, bu esa doimo ularning fizik-kimyoviy xususiyatlarining o'zgarishiga olib keladi.

Xuddi shu metallning bir nechta kristall shakllarda mavjudligi deyiladi polimorfizm. Kristal panjaraning o'zgarishi sodir bo'ladigan harorat polimorf o'zgarish harorati deb ataladi. Barcha issiqlik bilan ishlov berish jarayonlari ushbu hodisaga asoslanadi. Polimorf modifikatsiyalar yunoncha harflar bilan belgilanadi (a, b, g va boshqalar, ular element belgisiga indeks sifatida qo'shiladi).