ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Кристаллическое строение элементов из "Материаловедение " В 1860 г. Е. С. Федоровым была выдвинута гипотеза о том, что в кристаллах существует закономерное расположение атомов (частиц). Экспериментально эта гипотеза была подтверждена в 1912 г. М. Лауэ с помощью рентгенографического анализа (рис. 1.1). [c.8] Расстояния между центрами соседних атомов ( 1) являются атомными радиусами (размерность нм) Величина кристаллической решетки определяется ее параметрами (периодами). Например, решетки типа Кб, К8 и К12 имеют один параметр — сторону куба а. Параметры по абсолютным значениям имеют порядок атомных размеров и измеряются в нанометрах нм). [c.9] У решеток типа Г12, Гб и Тб имеется второй параметр — величина ребра призмы или параллелепипеда с. Решетка типа Г12 характеризуется постоянным значением отношения с/а= 1,6333 при с аф = 1,6333 решетка считается неплот-, , ноупакованной. Кристаллической решеткой типа Г12 обладает азот (Н). [c.9] У решеток типа Тб с=т а, а величина с а характеризует степень тетрагональности. Естественно, что при с/а=1 тетрагональная и гексагональные решетки вырождаются в кубическую решетку (см. табл. 1.1). [c.9] Большинству металлов присущ полиморфизм, поскольку обычно низкотемпературные модификации имеют более плотные упаковки (К12, Г12), тогда как самая высокотемпературная — К8. [c.10] Оптимально устойчивыми (реально существующими) структурами элементов являются кристаллические решетки, которые обладают минимальным запасом свободной энергии Р. Так, в твердом состоянии Ы, Ыа, К, Сз, Мо, W и другие элементы имеют решетку типа К8, а А1, Са, Си, Ag, Аи, Р1 и другие — решетку типа Гб. [c.11] Однако при изменении температурных и изобарных условий для некоторых металлов более стабильными могут быть иные структуры. Известны, например Ре с решетками типа К8 и К12 Со — с решетками типа К12 и Гб Мп, Зп, Т1 и другие элементы с различными типами кристаллических структур. [c.11] Полиморфизм (аллотропия) металлов — это их способность к образованию различных кристаллических типов структур при изменении температуры. [c.11] Процесс перехода от одного типа кристаллического строения к другому называют полиморфным (аллотропическим) превращением (или перекристаллизацией). [c.11] Полиморфные превращения сопровождаются экзо- или эндотермическим эффектом и протекают при определенной температуре. [c.11] Различные кристаллические формы одного элемента составляют модификационный ряд (см. табл. 1.2). [c.11] Полиморфные формы модификации элементов обозначают буквами а, (i, у, д и т. д., причем а соответствует полиморфной модификации существующей при наиболее низкой температуре. Полиморфизм присущ ряду технически важных металлов — Ре, Зп, Со, Мп, Т1 и др. [c.11] На рис. 1.3 показаны кривые полиморфного превращения при охлаждении и нагревании. [c.11] Полиморфизм может быть раскрыт принципом Паули. Однако запас свободной энергии Р зависит от температуры Т. Вследствие этого при определенных температурах существуют оптимально устойчивые модификации а, 3, V и т. д. [c.11] Температура полиморфного (аллотропического) превращения характеризует интервал, в котором осуществляется переход элемента из одной модификации в другую. Так у Ре существуют две температуры полиморфного превращения 911 и 1392° С. Но полиморфизм Ре является специфическим. [c.12] Вновь образующиеся полиморфные модификации являются следствием возникновения центров кристаллизации и роста кристаллов, подобно кристаллизации из жидкого состояния. При полиморфном превращении в твердом состоянии элементы склонны к переохлаждению. [c.12] Вернуться к основной статье