Строение сплавов и металлов.

09

мая

Новости
Строение сплавов и металлов.


Металлы и сплавы имеют кристаллическое строение, при котором все атомы находятся на определенных расстояниях друг от друга. Межатомные расстояния зависят от химического состава материала, и для определенного металла их можно считать постоянными. Поэтому строение металлического кристалла можно представить в виде решетки из прямых линий, в точках пересечения которых, называемых узлами решетки, находятся атомы (рис. 1). Решетка состоит из одинаковых многогранников, имеющих общие грани (соприкасающихся по граням). Наименьший многогранник, в узлах которого находятся атомы, называется элементарной ячейкой. Размеры элементарной ячейки называются параметрами решетки, а совокупность ячеек — пространственной решеткой).

Строение сплавов и металлов.Рис. 1. Схема строения металлического кристалла


Пространственные решетки бывают: простые, в которых атомы размещены только в узлах решетки, например в вершинах правильной четырехгранной призмы (рис. 2, г); сложные, в которых атомы размещены не только в узлах решетки, но и в строго определенных местах внутри ячейки (рис. 2, а—в). Для цветных металлов характерны четыре типа пространственных решеток:

1) кубическая объемноцентрированная — рис. 2, а (ванадий, вольфрам, молибден, ниобий, тантал);
2) кубическая гранецентрированная - рис. 2, б (алюминий, медь, никель, свинец);
3) гексагональная плотноупакованная с тремя атомами внутри правильной шестигранной призмы — рис. 2, в (цинк, магний, титан, бериллий, цирконий);
4) тетрагональная — рис. 2, г (олово, марганец).

Строение сплавов и металлов.Рис. 2. Элементарная ячейка пространственной решетки

Кубические решетки имеют один параметр а — длину ребра куба; гексагональная и тетрагональная решетки имеют два параметра: а — длина стороны основания ячейки и с — высота элементарной ячейки. Расстояние между атомами решетки в разных направлениях различны. Так, в кубической гранецентрированной ячейке (рис. 3) в направлении / расстояние между атомами равное, а направлении // равно √2а/2(~0,7а), а в направлении /// равно равно √За (~ 1,73 а).

Строение сплавов и металлов.Рис. 3. Расстояние между атомами в кубической гранецентрированной решетке

Сила взаимодействия между атомами зависит от расстояния между ними. Поскольку это расстояние в разных направлениях различно, то различна и сила взаимодействия между атомами. Разница в силе взаимодействия атомов приводит к тому, что механические (прочностные и пластические) характеристики и физические свойства в разных направлениях могут существенно отличаться. Это различие свойств называется анизотропией в отличие от изотропии, которая предусматривает равенство свойств в разных направлениях. Для всех монокристаллов (единичных кристаллов) характерна анизотропия свойств. Поскольку реальный металл состоит из поликристаллов, а они — из множества различно ориентированных монокристаллов, свойства в разных направлениях выравниваются, и поликристалл не имеет той анизотропии, которая характерна для монокристалла. Поэтому реальный металл считается практически изотропным (или квазиизотропным).


Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Информация

Комментировать статьи на нашем сайте возможно только в течении 1 дней со дня публикации.