Осн. типы кристалл. решеток металлов. Плотность упаковки, координ. число, число узлов на элем. ячейку.

В зависимости от расположения атомов в ячейке различают простые, кубические, объемно-центрированные кубические, гранецентрированные кубические, гексагональные решетки.

1. Простая решетка представляется в виде куба, в узлах которой располагаются атомы. Простейшая решетка опис. одним параметром, это ребро куба а.

2. Объемно-центрированная кубическая решетка (ОЦК) представляет собой также куб, внутри которого дополнительно расположен еще один атом. Параметры решетки длина ребра куба а.

3. Гранецентрированная кубическая решетка (ГЦК) представляет собой куб, В центре каждой грани которого расположены допол. по одному атому.

4.Гексагональная плотно упакованная решетка. В отличие от кубической хар. двумя параметрами а и с.

В случае, если отношение с/а=1,666, то решетка считается плотноупакованной, а иначе – неплотно упакованной.

Примеры: ОЦК – вольфрам, молибден, железо Fe_a; ГЦК – алюминий, медь, никель, железо Fe_g; ГПУ – бериллий. Некоторые металлы индий, имеют тетрагональную решетку.

Плотность упаковки атомов в кристаллической решетке – объем, занятый атомами, которые условно рассматриваются как жесткие шары. Ее определяют как отношение объема, занятого атомами к объему ячейки (для ОЦК– 0,68, для ГЦК – 0,74)

Элементарная ячейка – элемент объема из минимального числа атомов, многократным переносом которого в пространстве можно построить весь кристалл.

Координационное число (К) указывает на число атомов, расположенных на ближайшем одинаковом расстоянии от любого атома в решетке.

Различие понятий: кристаллическая решетка и кристаллическая структура. Кристаллографические индексы узлов, направлений, плоскостей.

Кристаллическая структура – конкретное расположение матер. частиц (атомов, ионов) в пространстве.

Кристаллическая решетка – условно точечное построение, с помощью которого мы описываем кристаллическую структуру.

Кристаллическая решетка бесконечна по строению, а кристаллическая структура конечна.

Под кристаллограф. плоскостями понимается 3 целых взаимно простых числа обратно пропорц. числу осевых единиц, отсекаемых данной плоскостью по коорд.осям x,y,z.

ABCD (100), AFKB (001), BKLD (010)

Под индексами кристаллографических плоскостей и направлений было вызвано потребностью объяснить зависимость свойств металлов от направлений кристаллографических плоскостей. Иными словами, дать объяснение с точки зрения техники понятие влияния анизотропии.

По различным направлениям в кристалле располагаются различные количества атомов: физические, химические, механические при прочих равных условиях и определяются числом атомов, расположенным в данном направлении; чем больше количество атомов расположено в данном направлении, тем выше уровень свойств.

Неодинаковость свойств по различным направлениям в кристалле и называется анизотропией. Кристалл анизотропен.

 

Реальные строения металлических кристаллов. Точечные и линейные дефекты в кристаллах и их влияние на свойства кристаллов.

Реальные металлы в своей структуре содержат дефекты, которые подразделяются на точечные, линейные и поверхностные, объемные.

Точечные дефекты возникают при воздействии тепловых или силовых нагрузок.

В результате узел, из которого вышел атом, остается вакантным. Этот дефект получил название – вакансия. Вышедший атом, попавший в междоузлие – также дефект, получивший название дислоцированный атом. Примесные атомы.

Линейные дефекты. В отличие от точечных линейные дефекты имеют большую протяженность в одном направлении и малое искажение решетки в других. Линейные дефекты получили название – дислокации.

Дислокации бывают краевые, винтовые и смешаные.

Краевая дислокация представляет собой локализованное искажение атомной плоскости за счет введения в нее дополнительной атомной полуплоскости – экстра плоскости, расположенной перпендикулярно плоскости чертежа.

Винтовая дислокация –искажение происходит по винтовой плоскости.