ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Атомно-кристаллическая структура металлов из "Материаловедение 1972 " Под атомно-кристаллической структурой понимают взаимное расположение атомов, существующее в реальном кристалле. Кристалл состоит из атомов (ионов), расположенных в определенном порядке, который периодически повторяется в трех измерениях. [c.14] В кристаллах существует так называемый дальний порядок в размещении атомов. [c.14] Для описания атомно-кристаллической структуры пользуются понятием пространственной или кристаллической решетки. [c.14] Кристаллическая решетка представляет собой воображаемую пространстве1шую сетку, в узлах которой располагаются атомы Гионы), образующие металл (твердое кристаллическое тело). Пример такой кристаллической решетки приведен на рис. 3. Толстыми линия.ми выделен наименьший параллелепипед, последовательным перемещением которого вдоль трех своих осей может быть построен весь кристалл. [c.14] Этот наименьший объем кристалла, дающий представление об атомной структуре металла в любом объеме, получил название элементарная кристаллическая ячейка Для однозначной характеристики кристаллической ячейки (см. рис. 3) необходимо знать следующие величины три ребра (а, Ь и с) и три угла между осями (а, р и у). [c.14] В кубической объеыиоцентрированиой решетке (ОЦК) атомы расположены в углах куба и один атом в центре объема куба (рис. 4, а и б). Кубическую объемноцентрированную решетку имеют металлы КЬ, К, На, и, Tig, 2гр, Та, Мо, V, Ре , Сг, , Ва. [c.15] В кубической гранецеитрированной решетке (ГЦК) атомы расположены в углах куба и в центре каждой грани (рис. 4, в). Этот тип решетки имеют металлы Саа, Сер, 5гц, ТЬ, РЬ, Зс , N1, Ag, Ли, Р(1, Р1, РЬ, 1г, Рбу, Си, Соа и др. [c.15] Некоторые металлы (Мп , 1п) имеют тетрагональную решетку а = Ь Ф с, а = р= 7 = 90°). [c.16] Размеры кристаллической решетки характеризуются периодами,-под которыми понимают расстояние между параллельными атомными плоскостями, образующими элементарную ячейку (см. рис. 4). Период решетки выражается в ангстремах А (1 А = Ю см) или килоиксах кХ (1 кХ = 1,00202 10 см). Период решетки а металлов, кристаллизирующихся в кубической системе, находится в пределах от 2,86 до 6,07 А. В гексагональной системе а = 2,28 3,98 А и с = 3,57 -г- 6,52 А. [c.16] Плотность кристаллической решетки, т. е. объем, занятый атомами, которые условно можно рассматривать как в достаточной степени жесткие шары (рис. 4, б), характеризуется координационным числом, под которым понимают число атомов, находящихся на равном и наименьшем расстоянии от данного атома. Чем выше координационное число, тем больше плотность упаковки атомов. [c.16] На этом расстоянии от данного атома находятся восемь соседей (рис. 5, б). Следовательно, координационное число для этой решетки соответствует 8 (К8) и коэффициент заполнения, определяемый как отношение объема, занятого атомами, к объему ячейки, составляет 68%. [c.17] В кубической решетке, кроме плоскостей куба (рис. 6, а), различают плоскости (рис. 6, б) ромбического додекаэдра (110) и плоскости (рнс. 6, е) октаэдра (111). Индексы характеризуют не одну какую-либо плоскость, а целую группу параллельных плоскостей. [c.19] Плотность расположения атомов для различных плоскостей неодинакова. Так, например, объемноцентрированной кубической решетке плоскости (100) принадлежит только один атом (1/4 X 4). Плоскости ромбического додекаэдра (ПО) в той же решетке принадлежат два атома один атом вносят атомы, находящиеся в вершинах (1/4 X 4), и один атом — в центре куба. В гранецентриро-ванной кубической решетке плоскостью с наиболее плотным расположением атомов будет плоскость октаэдра (111), а в объелшоцент-рированной кубической решетке плоскость (110). [c.19] Индексы направлений. Для определения индексов направления кеобходимо из семейства параллельных плоскостей выбрать направление плоскостей проходящих через начало координат. Далее, приняв за единицу длину ребра элементарной ячейки (период решетки), определяют координаты любой точки этого направления. Полученные значения координат точки приводят к отношению трех наименьших целых чисел. Эти цифры, заключенные в квадратные скобки uvw], являются индексами данного направления и всех параллельных направлений. Основные направления в кубической решетке приведены на рис. 6, г. Индексы осей решетки х — [100], у — [010] и 2— [001]. Индексы пространственной диагонали [111]. Для кубической решетки индексы направлений uvw], перпендикулярные плоскости (hkl), численно равны индексам этой плоскости. Например, индексы оси х равны 100], а индексы плоскости, перпендикулярной оси X, равны [100] . [c.19] Анизотропия. Вследствие неодинаковой плотности атомов в различных нанравлениях многие свойства (химические, физические, механические) кристалла зависят от направления. Подобная неодинаковость свойств монокристалла в разных кристаллографических направлениях называется анизотропией. Кристалл — тело анизотропное в отличие от изотропных алюрфных тел (стекло, пластмассы и др.), свойства которых не зависят от направления. [c.19] Вернуться к основной статье