Структура кристаллов и способы ее определения

СТРУКТУРА КРИСТАЛЛОВ И СПОСОБЫ ЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ [c.9]

Как указывалось, при сближении достаточно большого числа атомов металла они располагаются в пространстве в определенном порядке. Объем вещества, в котором атомы расположены упорядоченно по одной схеме, называется кристаллом. Все металлы являются кристаллическими веществами. Упорядоченное расположение атомов (правильнее, ионов) металла называется его кристаллической структурой. Поскольку взаимодействие между ионами металлов и свободными электронами зависит от заряда и массы ядер атомов, количества свободных электронов. и их энергий, то понятно, что вид кристаллической структуры у разных металлов в общем случае различен. Вместе с тем можно ожидать, что из-за сходства в строении внешних электронных оболочек, из которых образуются свободные электроны, разные металлы могут иметь одинаковую кристаллическую структуру. Изменение температуры может вызвать смену кристаллической структуры из-за того, что именно температура предопределяет интенсивность колебаний ионов, а от этого в основном зависят способ взаимного расположения ионов и расстояние между ними. [c.21]

Большинство кристаллов характеризуется сравнительно плотной упаковкой. Считая атомы шарами, можно утверждать, что в рамках основных свойств симметрии решетки или ограничений, налагаемых химической связью, каждый атом касается возможно большего числа соседей. Одна из стандартных задач элементарной физики металлов как раз и состоит в определении геометрических соотношений, позволяющих различными способами построить плотную упаковку из атомов — твердых шаров заданных радиусов и, таким образом, понять, почему на опыте наблюдаются те ила иные кристаллические структуры сплавов и соединений. [c.15]

Перспективным методом, по-видимому, является также использование потоков протонов или Других тяжелых заряженных частиц. Известны три способа применения уникальных свойств этих частиц протонная радиография (в том числе авторадиография [59]), протонная интроскопия (т. е. просвечивание изделия потоком протонов [60]) и эффект каналирования [61]. При протонной радиографии фиксируется след (трек) движения частицы с помощью чувствительной пленки или термопластика. В зоне дефекта из-за образовавшихся локальных нарушений структуры происходит изменение направления следа, которое может быть измерено. При протонной интроскопии с помощью регистрирующих камер (пузырьковых или искровых) фиксируются направление и энергия протона, прошедшего через контролируемое изделие. Анализ этих величин позволяет установить многие параметры дефектов (местоположение, размеры, свойства материала). Метод каналирования состоит в том, что при определенных условиях протон будет двигаться в кристалле между атомными плоскостями без затухания, поэтому количество протонов, вышедших из контролируемого изделия без [c.17]

Способ Лауэ. Монокристалл облучается рентгеновским излучением с непрерывным спектром. Каждая из систем параллельных поверхностей, проведенных через узлы монокристалла, отражает в соответствующем направлении определенную длину волны. Интенсивность отраженного луча будет заметной лишь в том случае, когда атомы в отражающих плоскостях расположены достаточно плотно. Поэтому практически будет наблюдаться отражение лишь от небольшого числа систем плоскостей. Если на пути лучей, отраженных от различных систем плоскостей, поставить фотопластинку, то на ней получается система пятен - лау-эграмма (рис. 28). Зная геометрию опыта, можно установить соотношение между лауэграммой, -Структурой кристалла и длинами волн. [c.51]

Дислокационная структура, возникающая в кристаллах вследствие различных способов их обработки, например, в процессе пластической деформации, термообработки, облучения и прочих воздействиях, зависит от энергетических факторов, связанных с упругими взаимодействиями дислокаций п кинетических факторов, которые определяются механизмами возникновения и движения дислокаций. При этом наблюдаются различные конфигурации дислокаций, сложные переплетения, клубки и ансамбли дислокаций. В большинстве случаев различаются устойчивые отдельные конфигурации и образования, составленные из определенным образом сочетающихся элементов дислокаций, Такие устойчивые дислокационные конфигурации, которые в дальнейшем будем называть дислокационными структурами, могут быть расположены в объеме кристалла в определенном порядке или случайным образом. Примером таких дислокационных структур могут служить прямолинейные участки дислокационных линий, длина которых порядка размера кристалла дислокационные петли разных типов (призматические или скользящие) и разной формы дислокацион- [c.243]

Толщина слоя. Многочисленные экспериментальные данные по содержанию дисперной фазы в КЭП [2, 6] в какой-то мере являются относительными, так как степень внедрения частиц в слои определенной толщины и содержание частиц II фазы в различных слоях покрытия зависят от множества факторов вида внедряемого вещества, условий внедрения, дисперсности и поверхностной активности, обусловленных примесями в частицах, а также их предыстории. Различие в содержании II фазы по слоям покрытия обусловлено изменением структуры кристаллов по, мере увеличения толщины слоя, а также тем, что адгезия дисперсных частиц будет различной в начальный момент кристаллизации на гетерогенной поверхности и на последующих слоях матрицы, содержащей зерна кристаллитов все возрастающих размеров [39, 53, 85, 119, 170]. Последний фактор можно исключить, предотвращая рост кристаллов периодическим прекращением тока поляризации, реверсированием тока, пассивированием поверхности и другими способами [150, 151]. [c.109]

Рассмотренные до сих нор теории пластичности основывались на гипотезах формального характера реальная структура поли-кристаллического материала и хорошо известная картина пластического деформирования кристаллических зерен при этом совершенно не принимались во внимание. Такой подход имеет свои преимуп] ества и недостатки. С одной стороны, обилие законы пластичности, сформулированные для нроизвольного тела безотносительно к его физической природе, позволяют охватить единообразным способом широкий круг явлений — пластичность металлов, предельное равновесие грунтов, хрупкое разрушение горных пород и бетона и так далее. Такая общность чрезвычайно подкупает действительно, экспериментатор с удивлением обнаруживает, что макроскопическое поведение тел самой разнообразной физической природы оказывается поразительным образом сходным. Оказывается, что это поведение егце более поразительным образом может быть приблизительно хорошо описано при помощи уравнений, полученных из некоторых априорных гипотез достаточно формального характера. Но при более детальном изучении опытных данных оказывается, что при внешнем глобальном сходстве обнаруживаются и различия в поведении разных материалов. Эти различия связаны с тем, что микромеханизмы не только неунругой, но даже упругой деформации не одинаковы. Поэтому естественно стремление к тому, чтобы положить в основу теории пластичности некоторые физические представления о протекании пластической деформации. Нужно признать, что мы еш е далеки от возможности построения макроскопической теории, основанной на анализе и описании процессов, происходящих на микроуровне. Теория скольжения Батдорфа и Будянского, которая будет схематически изложена ниже, отнюдь не может быть названа физической теорией. Однако положенные в ее основу гипотезы в определенной мере отражают процессы, происходящие внутри отдельных кристаллических зерен, хотя и не воспроизводят их точным и полным образом. Пластическая деформация единичного кристалла происходит за счет сдвига в определенной кристаллографической плоскости в определенном нанравлении. Совокупность плоскости скольжения и направления скольжения в этой плоскости называется системой скольжения. Система скольжения задается парой ортогональных еди- [c.558]

Снижение пористости металлических покрытий — важный резерв повышения защитных свойств. Для каждого способа нанесения существуют определенные технологические приемы, обеспечивающие снижение кол 1чества пор. Тип пор зависит от метода формирования покрытий и, следовательно, от структуры осажденного слоя. Микропоры характерны для структуры покрытий, полученных электролитическим методом, и степень пористости определяется режимом электролиза, влияющим на скорость роста кристаллов, предварительной обработкой поверхности, включением различных чужеродных частиц. Наличие механических загрязнений, облегчающих разряд водородд и затрудняющих разряд осаждаемого иона, способствует возникновению макропор в покрытии. Возникновение пор канального типа связано в основном с внутренними напряжениями, величина которых превосходит временное сопротивление разрушению покрытия и приводит к растрескиванию и образованию сетки трещин. [c.67]

По второму способу литейную форму, нагретую выше температуры ликвидуса сплава, устанавливают на охлаждаемый поддон-кристалл изатор (рис. 41) и заливают перегретым сплавом. Форма при заливке находится внутри нагревающего устройства (индуктора). После небольшой технологической выдержки (3—5 с) форму опускают из зоны нагрева с определенной скоростью (3—50 мм/с) вместе с кристаллизатором. При этом в процессе затвердевания формируется направленная структура отливки. [c.417]

Молибденит представляет собой кристаллы серого цвета, по-внешнему виду очень похожие на графит. Природный молибденит имеет гексагональную структуру слоистого типа. Характерной особенностью структуры молибденита является расположение шести атомов серы вокруг каждого атома молибдена в вершинах тригональной призмы, а не в вершинах октаэдра. Искусственно полученный молибденит имеет также слоистую-структуру, но ромбоэдрическую или же промежуточную между ромбоэдрической и гексагональной. Молибденит практически нерастворим в воде, хотя есть сведения, что некоторая часть молибденита гидролизуется с образованием агрессивных продуктов нерастворим молибденит также в соляной кислоте и разбавленной серной кислоте. Молибденит активно взаимодействует с хлором и фтором, образуя M0 I5 и Mode. В водороде молибденит при температуре выше 800° С восстанавливается до-металла. На воздухе молибденит устойчив до 300—350° С. Устойчивость молибденита зависит от размеров кристаллов. Чем меньше кристаллы, тем ниже температура окисления молибденита. Кроме того, наличие тех или иных металлов в зоне окисления молибденита также оказывает определенное влияние на температуру его окисления. О способах измельчения молибденита и его фракционном составе более подробно рассказано в работе [65]. [c.54]

Место и способ вырезки образца. Образец, для макроанализа вырезают в определенном месте и в определенной плоскости в зависимости от того, что подвергают исследованию — отливку, поковку, штамповку, прокат, сварную или термически обработанную деталь, й ч+о требуется выявить и изучить — первичную кристалл -зацию, дефекты, нарушающие сплошность металла, неоднородность структуры-. В связи с этим образцы вырё-зают из одного или нескольких мест слитка, заготов14и или детали как в продольном, так и в поперечном нз-правлении. [c.8]

Для решетки типа Na l а=13,94е и т=9 (е—заряд электрона). В дальнейшем Дебай и Шерер, исходя из наблюдений, что рентгеновские лучи отражаются как от внешних граней К., так и от внутренних его плоскостей, усеянных атомами (причем для монохроматич, лучей это отражение происходит лишь под определенными углами), пропускали узкий пучок лучей через маленький столбик порошка из кристалла и фотографировали действие столбика на прошедший пучок на пленке, свернутой в цилиндр (на оси этого цилиндра помещался столбик порошка). Оказалось, что получающиеся на пленке линии соответствуют пятнам лауе-граммы и что по этим линиям можно вывести структуру К. На основании изложенных методов была определена структура ряда веществ элементов и их соединений, причем этот способ позволил определить абсолютную величину междуатомных расстояний в кристалле (величину d в вышеприведенной ф-ле). Рентгеном етрич. анализ строения К. приводит к следующим типам размещения атомов. Ббльшая часть химических элементов кристаллизуется в кубич. и гексагональной системе (с преобладанием наиболее плотного расположения атомов). В кубич. системе наиболее плотное расположение атомов осуществляется в виде р>шетки, параллелограмы которой имеют вид кубов с атомами в узлах и центрах граней. В гексагональной системе наиболее плотное расположение атомов получается при наслаивании перпендикулярно телесной диагонали куба. Кроме расположения по ку- [c.303]

ХРУПКОСТЬ МЕТАЛЛОВ, свойство металла при статической нагрузке рваться, ломаться или разрушаться без заметной остаточной деформации. Если металл перед разрывом обнару- кивает пластич. деформации (см. Деформация пластическая), а остаточных деформаций не получается только при ударной нагрузке, то это свойство называется ударной хрупкостью. X. м. при низких и обыкновенных иногда называется холодноломко-с т ь ю, а X. м. в раскаленном состоянии—к р а с-н о л о м к о с т ь ю. Хрупкость зависит от целого ряда факторов от структуры металла, ориентации кристаллитов, от примесей, от самого метода испытания и т. д. Один и тот же слиток металла в одном направлении м. б. хрупким, а в другом пластичным. Начиная приблизительно с 1920 года, металловедение сделало большие успехи благодаря тому, что был открыт ряд способов получения металлич. монокристаллов, т. е. одиночных кристаллов, в виде стержней. Детальные исследования механических свойств этих монокристаллов, произведенные нем. физиками (Полани, Э. Шмид, Закс и их сотрудники) и англ. металловедами (Тейлор, Карпентер, мисс Элам и др.), дали весьма ценные ре-. ультаты для понимания механизма хрупкости и пластичности (см.). Эти исследования показали, что в металлич. монокристаллах существуют вполне определенные кристаллографич. плоскости—плоскости с наиболее плотной упаковкой атомов, по к-рым начинается трансляция, или скольжение, одних слоев относительно других. Это явление начинается тогда, когда с двигающее, или скалывающее, напряжение в данной плоскости и по вполне определенному направлению достигает некоторого критич. значения 5. Кристаллографич. направление в плоскости скольжения, по которому атомы расположены наиболее близко друг к другу, является направлением скольжения. [c.319]

Чтобы решить задачу обращения (8.12) и получить г (к) из значений температуры Дингла, измеренных при разных ориентациях, надо начать с разложения функции т(к) в ряд по подходящему базису. Коэффициенты разложения и являются подлежащими вычислению параметрами. Для кристаллов кубической симметрии подходят те же методы, которые использовались в гл. 5 при определении формы поверхности Ферми, и, как и при обращении данных для определения ПФ, для благородных металлов лучше подходит разложение в ряд Фурье (5.7), а для щелочных металлов— разложение по кубическим гармоникам (5.2). Более общий способ обращения, основанный на параметризации зонной структуры, будет рассмотрен позднее. Если в общем случае разложение представить в виде [c.451]

Металлы имеют кристаллическую структуру. В известных условиях могут образовываться большие единичные металлические кристаллы, так называемые монокристаллы. Существуют способы искусственного выращивания монокристаллов, применяемые в лабораториях для физических исследований. Но при затвердевании металла из расплава возникает. очень много центров кристаллизации, в результате технический металл состоит из большого числа кристаллов неправильной огранки, которые называются кристаллитами или кристаллическими зернами. Расположение зерен носит случайный характер, неправильность их формы вызвана тем, что рост каждого зерна стеснен соседними зернами. Атомы металла в каждом кристалле расположены совершенно определенным образом соединяя отрезками прямых центры атомов, мы получим то, что называют кристаллической решеткой. Она состоит из повторяющихся совершенно одинаковых элементов. Атомы удерживаются в решетке особого рояа связями, которые называются металлическими связями. Природа этих связей состоит в следующем. Каждый атом отдает все свои свободные электроны, они полностью утрачивают связь с индивидуальными атомами и беспорядочно движутся между ними подобно частицам газа. Лишенные части электронов, атомы становятся электрически положительными, и между ними возникают силы электрического отталкивания. Давление электронного газа, наоборот, стремится сблизить атомы, равновесие сил притяжения и отталкивания обеспечивает устойчивость кристаллической решетки. Сила взаимодействия между каждой парой атомов приближенно записывается таким образом [c.134]

Трудности, возникающие на пути определения суммарной анизотропии поликристаллической структуры, очень существенны, даже если рассматривать правильный контакт двух минеральных зерен, например, олигоклаза и биотита (рис.1.1). При этом в рассмотрение условий, определяющих деформации и напряжения по этому контакту, должно быть вовлечено распределение сил и деформаций по всем другим поверхностям кристаллов с учетом всех констант их упругой анизотропии. Также, как сказано выше, следует учесть вероятность наличия микротрещин по этим контактам и по плоскостям спайности биотита. Задача в такой постановке является аналитически неразрешимой. Не аналитически, а статистически, без выделения анизотропии полиминеральных структур, она решается расчетными методами Фойгга, Реусса, Хилла [ 8.9]. Полное решение пока может быть найдено лишь экспериментальным способом, путем использования метода, объективно осредняющего все взаимодействия на правильных и [c.15]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...