fém rácsok
Fémek - kristályos szilárd anyagok, az atomok geometriailag pravilnom raspolagayutsya annak érdekében, hogy kristályokat képeznek, szemben a kristályos és amorf anyagok (például gyanta), az atomok, amelyek a kaotikus állapotban.
Található fémek egyszerűen nopyadke atomi síkban atomok egy rácsot képeznek, és a térben - atomi kristályrácsokat.
Típusai kristályrétegeiben különböző különböző fémek. A leggyakoribb, korlátok: a köbös - tércentrált, lapcentrált köbös és hexagonális, szoros csomagolt.
Az egység sejtek a kristályrács ábrán mutatjuk be. l.5. A sejt-obemnotsetrirovannoy köbös rács atomok csúcsai a kocka és a központ a kocka; egy rácsos van króm, vanádium, volfrám, molibdén, stb lapcentrált köbös rács cellába atomok csúcsainál helyezkednek el, és a közepén minden arc a kocka .; Egy ilyen rács alumínium, nikkel, réz, ólom, stb a hexagonális cella a rács atomok csúcsainál helyezkednek el a hatszög hasáb bázis, a központban ezen bázisok és vnugri prizma .; hexagonális rács a magnézium, titán, cink és mások. Egy valós fém kristályrács áll, egy nagy a cellák száma.
A méretei a kristályrács jellemezhető paraméterek angström egységekben mérve - Ã (1Ã = 10 -8 cm vagy 1 Ã = 0,1 nM). Jellemző köbös rácsparaméter hossza a kocka széle, jelöli a és tartományban van 0,28-0,6 Nm (2,8-6 Ã). Jellemzésére a hatszögletű rács Két paraméter - az oldalán a hatszög és a magassága prizmák. Amikor kapcsolatot! A = 1,633, az atomok vannak csomagolva sűrűbben, ezért ezt nevezzük a hexagonális szoros illeszkedésű rács.
A különböző rácssíkja atomok vannak elrendezve különböző sűrűségű és ezért számos kristályos tulajdonságai különböző irányokba különböző. Ez a különbség nazyvaetsyaanizotropiey. Minden kristályok anizotrop. Ellentétben kristaplov amorf test (például gyanta) különböző irányban lényegében azonos sűrűségű atomok, és így hasonló tulajdonságokkal, azaz. E. Ezek izotróp.
Az anizotrópia mértéke jelentős lehet. Tanulmányok egykristály (egykristályos) réz különböző irányokba kimutatták, hogy a szakítószilárdság # 963; a változik 120-360 MN / m 2 (12-36 kgf / mm 2) és nyúlás # 948; 10 és 55%.
A fémek, amely több, különböző irányultságú kis anizotrop kristályok (polikristályos), a tulajdonságok minden irányban azonos (átlag). Ez a látszólagos függetlensége a tulajdonságokat az irányt nevezzük - kvaziizotropiey (az előtag „kvázi” azt jelenti, latin képzeletbeli).
Ha a fém szerkezet jön létre ugyanabban a kristályos orientáció, az anizotrópia megjelenik.
Amikor a fém megy folyadék szilárd állapotban fordul elő az úgynevezett folyamat krismallizatsii.
Alapjai az elmélet a kristályosodás által kidolgozott az alapító a tudomány fémek - Kohó D. K. Chernovym, aki megállapította, hogy a kristályosodás két folyamatok:
legkisebb szemcse nukleáció kristályok (magok, vagy „központok” kristályosodás), és a kristály növekedés ezen központok (ábra. 1.6).
A növekedés a kristályok az, hogy a embriók, hogy összehangolják az összes új folyékony fém atomok. Először kristályok nőnek szabadon, miközben a szabályos mértani forma, de ez csak addig a pillanatig, megfelelni az egyre növekvő kristályok a kapcsolati kristályok növekedését néhány arcuk leáll, és nem alakul ki az összes, hanem csak néhány arcot a kristályok. Ennek eredményeként a kristályok nem szabályos geometriai formák. Ezek a kristályok nevezzük krisztallitok vagy szemcsék. Szemcseméret számától függ nukleációs és kristály növekedési üteme. Minél magasabb a gócképződés, a nagyobb van kialakítva egy adott térfogatú és mindegyik kristály (gabona) kevesebb.
1.7 ábra. Hatása hűtési sebesség az előfordulása nukleációs és az összeget a szemcsék kialakítására: 1 - lassú hűtés; 2 - gyorsított hűtés; 3 - gyors hűtés.
A formáció nukleációs befolyásolja a hűtési sebesség. A több fém hűtési sebesség, annál több az ott gócképződés és a kisebb szemcsék kapunk (ábra. L.7.) Ezt megerősíti a gyakorlatban vékony részeit, az öntött részek, lehűtjük gyorsabban, a fém mindig kapunk egy sokkal finomabb, mint a vastag masszív öntött alkatrészek, lassan lehűtjük.
A kinyerési módszere kis szemcsék során fém megszilárdulása az, hogy egy mesterséges gócképződés. Erre a célra az olvadt fémet be speciális nevezett anyagok módosítók; a folyamat mesterséges szabályozását a szemcseméret hívják beoltás.
Forma növekvő kristályok határozza meg nem csak a szempontjából a ütközések egymással, de az ötvözet összetétele, a szennyeződések jelenléte és hűtési körülmények. A legtöbb esetben, fém kristályosodási képződésének mechanizmusát egy úgynevezett dendritikus karakter.
A dendritikus kristályosítást azzal jellemezve, hogy a csíra növekedését akkor valósul meg, nem egyenletes sebességgel. Miután fejlődésük gócképzôk elsősorban az irányban a rács; amelyek a legnagyobb tömörítési sűrűsége az atomok (perc atomközi távolsági).
Ezekben irányban képződnek hosszú ágak jövőben kristály - úgynevezett elsőrendű tengely (1 1.8 ábrán ..).
A továbbiakban az első-rendű derékszöget bezáró tengely irányában nőni kezdenek új tengelyt, a tengelyek, amelyek az úgynevezett másodrendű (2) a kettős tengelyek nőnek hármas tengely (3), és így tovább. D.
Mivel a kristályosodás tengely képződött magasabb rendű (negyedik, ötödik, hatodik, és így tovább. D.), amely fokozatosan töltse a terek által korábban elfoglalt a folyékony fém.
A feltételek, amelyeket az olvadt fém nem elég ahhoz, hogy kitöltse a helyet a tengelyek között, például amikor az utóbbi megszilárdul kötetek ingot dendrites szerkezetű kiderült elég világosan látható. 1.8.