A. X. Rasijlov, K. G. Baxadirov materialshunoslik va konstruksion
I. METALLARNING ICHKI ATOM KRISTALL TUZILISHI
Download 6.21 Mb. Pdf ko'rish
|
Nurmurodov S.D. Materialshunoslik va konstruksion materiallar texnologiyasi
I. METALLARNING ICHKI ATOM KRISTALL TUZILISHI,
KRISTALL PANJARANING TURLARI VA XOSSALARI 1.1.1.1. Metallaming ichki tuzilishi va kristallanishi Metallning ishlatishga yaroqliligi ichki tuzilishiga bogiiq. Ichki tuzilishi deganda, uning bir butunligini ta’minlaydigan, ichki va tashqi ta’sirlarga faol qarshilik ko‘rsatuvchi ichki bogianishlari tushuniladi. Shu ichki bogianishlarga muvofiq metall xossalari ham o‘zgaradi. Metall va qotishmalaming ichki tuzilishi, tarkibi va xossalari o‘rta- sidagi amaliy bogianishlami o‘rganadigan fan metallshunoslik deyiladi. Sof metallar tannarxi qimmat va mexanik xossalari talab daraja- sida boimaganligi sababli ko‘pincha sanoatda ulaming qotishmalari ishlatiladi. Mashinasozlikda ishlatilayotgan detallaming 60 % dan ko‘prog‘ini qora metall qotishmalari (p o iat va cho'yan) tashkil etadi. Metallar temperatura pasaygan sari elektr o ‘tkazuvchanligi ortadigan, elektron o‘tkazuvchanlikka ega boigan, bogianuvchan, issiqlik o‘tkazuvchan va yaltiroq moddalardir. Metallar o‘zidan elektr tokini va issiqlikni yaxshi o‘tkazadi. Metallaming elektr va issiqlik o ‘tkazuvchanligiga ularning kristall panjarasida erkin elektronlar mavjudligi sabab boiadi. Metallaming ichki tuzilishini elementar katakchalar (1.1-rasm) orqali tushuntirish qulay. > — 'H c J r v л - \ 1.1-rasm. Metall kristallpanjaralarining elementar katakchalarL 9 Ko'pgina metallar uch xil kristall panjaraga ega boiadi: - Hajmi markazlashgan kub panjara, bunday kristall panjarada 9 ta atom b o iib , ularning 8 tasi kub katakchaning burchaklari uchida, bittasi kub markazida joylashadi. Bunday kristall panjara alfa-temir, xrom, vanadiy, volfram, molibden, litiy, tantal, qalay va boshqa metallar uchun xosdir. -Y oqlari markazlashgan kub panjara, bunday panjarada 14 ta atom b o iib , ularning 8 tasi kub katakchasining burchaklari uchida, 6 tasi yon tomonlaming markazida yotadi. Bunday kristall panjara gamma-temir, aluminiy, mis, nikel, kobalt, qo‘rg‘oshin, kumush, oltinda uchraydi. - Geksagonal panjara, bunday kristall panjarada 17 ta atom bo iib , ularning 12 tasi 6 yoqli prizmaning burchaklari uchida, 2 tasi prizmaning ustki va ostki yoqlari markazlarida, 3 tasi prizmaning o‘rta qismida joylashadi. Bunday kristall panjara magniy, kobalt, titan, berilliy kabi elementlar uchun xosdir. Ba’zi metallar (temir, kobalt, qalay, magniy, titan) ning kristall panjaralari, harorat va bosim o‘zgarganda bir turdan boshqasiga aylanadi, Bu hodisa metallar allotropiyasi deyiladi. Temiming allotropik o ‘zgarish jarayoni 1,2-rasmda berilgan. 1.2-rasm. Temiming sovish egri chizig‘i kristallpanjarasi o ‘zgarishL 10 Alfa-temir 911°C dan past va 1392°C dan 1539°C gacha haro- ratlar oralig‘ida mavjud bo‘lib, hajmi markazlashgan kub panjaraga ega. Gamma-temir 911°C bilan 1392°C haroratlar oralig‘ida mavjud bo‘lib, yoqlari markazlashgan kub panjaraga ega. Metallar atomlarining tartibsiz harakatdagi suyuq holatdan atom- lari tartibli joylashgan qattiq holatga o‘tish jarayoni kristallanish deyiladi. Rus olimi D.K. Chernov metallaming kristallanish qonuniyatini kashf etdi. Bu qonuniyatga ko‘ra, kristallanish jarayoni kristallanish markazlarining hosil boMishi va ulaming o ‘sishi bilan tushuntiriladi. Kristallanish jarayoni 1.3-rasmda ko‘rsatilgan. 5-sek б-sek 7-sek 1.3-rasm. Kristallanish jarayonini tushuntiruvchi chizma. Qotishmalarda hosil bo‘ladigan donalaming o ‘lchamlari kristallanish markazlari soni (MS) bilan kristallanish tezligiga (KT) bog‘liq bo‘ladi. Qotishimada erimagan turli oksid va metallmas birikmalar kristallanish markazlari vazifasini bajaradi. Kristallanish MS va KT o‘ta sovish darajasiga bog‘liq (1.4-rasm). 1.4-rasm. Kristallanish markazlari soni va ular o ‘sish tezligining o ‘ta sovish darajasiga bog‘liqligi. 11 D.I.Mendeleyev davriy sistemasida mavjud bo‘lgan 109 ta elementdan 76 tasi metallar hisoblanadi. Barcha metallar va metall qotishmalar kristall atomlar (ionlari) kristall panjara hosil qilib aniq qonuniyatda joylashgan boMadi. Metallar turg‘unligiga ion-elektron tizimni hosil qilib, musbat zaryadlangan ionlar va to‘dalashgan elektronlar o ‘rtasidagi o ‘zaro elektrik ta’sir bilan aniqlanadi. Bunday «ionli skelet» va «elektron gaz» o'rtasidagi o ‘zaro ta’sir metall bog‘lanish deb nomlanadi. Metallarda bog‘lanish kuchli ionlar va elektronlar o‘rtasidagi itarish va tortishish kuchlarining o ‘zaro nisbatlari bilan aniqlanadi. Metall atomlari (ionlari) bir-biridan o‘zaro ta’sirlashuv energiyasi qiymati minimal bo‘lgan masofadajoylashadi (1.5- rasm). Metallar atomlaming to‘g‘ri kristall panjara hosil qilib, aniq qonuniyat bilan o'zaro joylashuvi faqat atomlar o ‘zaro ta’sirinig minimal energiyasi holatigagina mos keladi. 1.5-rasm. Ikkita atomlaming o ‘zaro tortishish kuchlari (a) va kristall panjarada atomlamingpotensial energiyasining o ‘zgarishi(b). Metallar oddiy usullarda olinganda odatda polikristall jismlar bo‘lib, juda ko‘p miqdordagi bir-biriga nisbatan turlicha joylashgan kristallardan tashkil topadi. Bu paytda kristallaming o ‘lchamlari 1000-0,1 mkm oraliqlarida bo‘ladi. Metallar suyuq holatdan qattiq holatga o ‘tishi davrida kristallanish sharoiti turlicha boMganligi sababli har xil shakllarga ega bo‘ladi va bu shakllar kristallitlar, ba’zi hollarda donalar deb ham nomlanadi. ‘Ft Itarish kuchi 12 Toza metallar odatdagi struktura holatida past qiymatdagi mustahkamlikka ega bo‘lib, ko‘p hollarda talab qilingan xossalarni ta’minlab bera olmaydi. Shuning uchun toza metallar kam hollarda qo‘llaniladi. Asosan metallaming qotishmalari, ya’ni bir yoki undan ortiq metallaming yoki nometallaming aralashmalari ishlatiladi. Toza metall tushunchasi shartli ravishda boMib, tabiatda har qanday toza metall ozmi yoki ko‘p miqdorda boshqa qo‘shimchalami o ‘z tarkibiga oladi. Shuning uchun ular qatnashmalar sifatida qaraladi. Fanda toza metall deganda, asosan, tarkibida asosiy metall miqdori 99,99-99,999 % gacha bo‘lgan holat qaraladi. Bunday tarkibdagi qatnashmalar xossalari asosiy metall xossalariga yaqin bo‘ladi. Qatnashmalami hosil qiluvchi elementlar komponentlar deyiladi. Qatnashmalar tarkibiy jihatdan ikki yoki undan ortiq komponentlami o‘z ichiga olishi mumkin. Ideal va real jismlar degan tushunchalar mavjud. Kristallardagi atomlari aniq va yuqori tartibda joylashgan jismlar ideal kristall panjaraga ega deyiladi. Aslida esa kristall panjara tugunlarining ba’zilarida atom bo‘lmasdan, tugun bo‘sh boMishi yoki kristall panjara atomlari orasiga ortiqcha atom joylashishi ham mumkin. Bunday hoi kristall panjaraning nuqsoni deyiladi. Reall kristall panjaralar ana shunday nuqsonli tuzilishga ega boMadi. Kristall panjara nuqsonlari o‘lchamlarga ega bo‘lib, nuqtali, chiziqli hamda sirtqi nuqsonlarga boMinadi (1.6-rasm). Nuqtali nuqsonlar uch yo‘nalishda oMchamlarga ega emas. Bunday nuqsonlar kristall panjaralarda eng ko‘p uchraydi. Nuqtaviy nuqsonlar metall kristall panjaralari o ‘zida va qo‘shimcha atomlari ta’sirida yuzaga keladi. Nuqtaviy nuqsonlarga vakansiya (Shotki nuqsonlari), tugunlar orasidagi atomlar (Frenkel nuqsonlari), asosiy metall kristall panjarasida boshqa qo‘shimcha elementlaming atomlari boMishi va yuqorida keltirilganlaming birgalikda boMishlari kiradi. Kristall panjara tugunlarida atom bo‘sh qolishi vakansiya deyiladi. Vakansiya atomning panjara tugunidagi normal holatidan uzoqlashuvi natijasida sodir boMadi. Tugunlar orasidagi atom asosiy metall atomi boMib, u kristall panjara tugunlarida joylashgan metall boshqa atomlari ta’sirida panjaradan siqib chiqarilgan ko‘rinishda boMadi. Vakansiya va o‘rin almashinuvchi atomlar asosiy metall atomlari o‘rinlarini egallab, panjara uzelining istalgan joyida 13 joylashishi mumkin. Tugunlar orasidagi qo‘shimchalaming atomlari tugunlar orasida singuvchi ko‘rinishda yoki asosan kristall panjara bo‘shliqlarida joylashishi mumkin. Atomlar orasiga o ‘zga atomning siqilib kirib qolishi singdirilgan atom deyiladi. Vakansiya istalgan kristall panjarada uchrasa, singdirilgan atom zichligi kichikroq bo‘lgan kristall panjaralarda uchraydi. Ikki oicham ga ega b oigan nuqsonlar chiziqli nuqsonlar deyiladi. Bunday nuqsonlar kristallanish jarayonida yoki plastik deformatsiya natijasida vujudga keladi. Download 6.21 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling