Строение металлических кристаллов

Металлы в твердом состоянии являются кристаллами. Кристаллом называется твердое тело, имеющее особое внутреннее строение, характеризующееся правильным (упорядоченным и симметричным) расположением материальных частиц (атомов, ионов) в пространстве. В природе и технике существуют отдельные целостные кристаллы (монокристаллы), а также поликристаллы, представляют собой агрегаты хаотично ориентированных, но прочно соединенных между собой кристалликов (зерен) разного размера и неправильной формы.

Каждый металл имеет свою кристаллическую структуру. Под структурой понимают конкретное расположение материальных частиц в пространстве. Такие структуры изучают специальными методами, в частности, рентгеновским анализом. Структуру кристаллов можно представить графически как бесконечную пространственную решеткуиз периодически повторяющихся частиц или построенную из элементарных параллелепипедов, которые называются элементарные ячейками. Кристаллическая решетка является математической абстракцией в виде геометрических построений, помогающей изучить строение вещества, а кристаллическая структура вещества - это физическая реальность. Элементарные ячейки касаются друг друга целыми гранями и заполняют пространства без промежутков.

Элементарная ячейка сохраняет в себе все свойства кристаллической решетки в целом. Большинство металлов кристаллизуется (затвердевает), образуя объёмоцентрированную кубическую решетку (ОЦК), гранецентрированную кубическую решетку (ГЦК) и гексагональную плотноупакованную решетку (ГП), элементарные ячейки которых приведены на рис. 2.1

Рис. 2.1 Элементарные ячейки кристаллических решеток: а, г -ГП; б, д - ГЦК; в, е - ОЦК

Кристаллы характеризуются тремя критериальными свойствами: однородностью, анизотропностью и способностью самоограняться.

Однородность - свойство физического тела быть одинаковым во всем объеме.

Анизотропность (неравносвойственность) – особенность однородного тела, заключающаяся том, что свойства тела одинаковы в по параллельным направлениям и неодинаковы по непараллельным направлениям.

Способность самоограняться – свойство кристалла принимать правильную многогранную форму при определённых условиях роста.

Дата добавления: 2014-01-06