Anizotropiya

Anizotropiya (yun. anisos – bir xil bo‘lmagan va tropos – yo‘nalish) – modda fizik xossalarining har xil yo‘nalish va kesimlarda har xil bo‘lishi. A., mas, kristallarning qattiqdik, issiqlik, optik, magnit, elektr va boshqa xossalari uchun xos. Disten, andaluzit, grafit kabi minerallarning qattiqligi bo‘ylamasiga bir xil bo‘lsa, ko‘ndalangiga boshqacha bo‘ladi. Bir yoqlama bosim ta’si-rida dastlabki tuzilishini o‘zgartirib, har xil kesimda turlicha tuzilishni hosil qilgan, tarkibidagi minerallar ma’lum qonuniyatga bo‘yso‘ngan tog‘ jin-slariga anizotropik tog‘ jinslari deyi-ladi. A. hodisasi minerallarning optik xususiyatini o‘rganishda katta ahamiyatga ega.

ANIZOTROPIYA (yun. anisos — bir xil boʻlmagan va tropos — yoʻnalish) — modda fizik xossalarining har xil yoʻnalish va kesimlarda har xil boʻlishi. Anizotropiya, mas, kristallarning qattiqdik, issiqlik, optik, magnit, elektr va b. xossalari uchun xos. Disten, andaluzit, grafit kabi minerallarning qattiqligi boʻylamasiga bir xil boʻlsa, koʻndalangiga boshqacha boʻladi. Bir yoqlama bosim taʼsirida dastlabki tuzilishini oʻzgartirib, har xil kesimda turlicha tuzilishni hosil qilgan, tarkibidagi minerallar maʼlum qonuniyatga boʻysoʻngan togʻ jinslariga anizotropik togʻ jinslari deyiladi. Anizotropiya hodisasi minerallarning optik xususiyatini oʻrganishda katta ahamiyatga ega.

Kristallofizika, fizik kristallografiya — kristallografiya boʻlimi; kristallar va kristall agregatlarining fizik xossalarini, shuningdek, bu xossalarning tashqi taʼsirlar natijasida oʻzgarishini oʻrganadi. Bu xossalarga kristallar deformatsiyasi, mustahkamligi, issiqlik oʻtkazuvchanligi, sirt energiyasi, adsorbsiyasi, spektroskopiyasi, lyuminessensiyasi va magnit, shuningdek, oʻta oʻtkazuvchanlik, ferromagnetizm, segnetoelektr, piroelektr, pyezooptik, pyezoelektr va boshqa xossalari kiradi. Kristallarning fizik xossalari har xil optik yoʻnalishlarda birdek boʻlmaydi. Ularni simmetrik yoʻnalishlarda ekvivalent xossalarga ega boʻlgan bir jinsli va anizotrop muhit deb qarash mumkin (qarang Anizotropiya).

K.da anizotrop muhitning xossalarini miqdoriy ifodalashda matematik apparat — tenzor analizdan va guruhlar nazariyasidan foydalaniladi. Mas, ikki vektor kattalik (muhitning qutblanishi R va elektr maydon kuchlanganligi YE; tok zichligi j va elektr maydon kuchlanganligi £) yoki ikki psevdovektor kattalik (mas, magnit induksiyasi V va magnit maydon kuchlanganligi N)lar orasidagi oʻzaro bogʻliklikni tavsiflovchi anizotrop muhitning fizik xossalari (mas, dielektrik qabulchanligi, elektr oʻtkazuvchanligi, magnit kabul-chanligi, tenzorlari) ikkinchi tartib (rang) li qutb bilan aniqlanadi. Yuqori tartibli tenzorlar bilan anizotrop muhitning fizik xossalari, mas, pyezoelektr effekt, elektrostriksiya, magnitostriksiya, elastiklik va boshqa shunga oʻxshash xossalari aniqlanadi.

Kristall panjarasiaati har xil nuqsonlar (vakansiyalar, dislokatsiyalar, domenlar va h. k.) va ularni kristallarning fizik xossalari (plastikligi, mustahkamligi, elektr oʻtkazuvchanligi, mexanik aslligi va boshqalar) ga taʼsiri urganiladi. Kristallardagi nuqsonlar ularning plastikligi, mustahkamligi, elektr qarshiligi va boshqa xossalariga taʼsir qiladi. Shuning uchun amalda ishlatiladigan maʼlum fizik xossali kristallarni topish K. ning asosiy masalalaridan biri hisoblanadi.

K. asosida kristallooptika vujudga keldi. K. yutuqlari tufayli qattiq jism fizikasi jadal rivojlana boshladi. U kristallokimyo bilan ham bevosita bogʻliq. K. ning oʻsha paytdagi holatini nemis fizigi V. Fogt (1850—1919) bayon qilgan, uning statik va dinamik nazariyasini M. Born rivojlantirgan. F. Ioffe K. ga maʼlum hissa qoʻshgan.

Kristallarning atom tuzilishini, tarkibi va strukturalarini atom va ion oqimlari orqali oʻrganishga, ularning fizik xususiyatlarini oʻzgartira olish imkoniyatlarini yaratishga oʻzbek fizik olimlaridan N. Yu. Toʻrayev, prof. E. S. Parilis va boshqa ham katta qissa qoʻshdilar.

Tananing xossalari uning tarkibidagi atomlarning tabiatiga va shu atomlarning o'zaro ta'sir kuchiga bog'liq. Atomlarning o'zaro ta'sir kuchlari asosan ular orasidagi masofalar bilan belgilanadi. Kosmosdagi atomlarning xaotik joylashuvi bo'lgan amorf jismlarda atomlarning turli yo'nalishdagi masofalari tengdir, shuning uchun xossalari bir xil bo'ladi, ya'ni amorf jismlar izotropdir.

Kristal jismlarda atomlar kosmosda to'g'ri joylashadi va turli yo'nalishlarda atomlar orasidagi masofalar bir xil emas, bu ular orasidagi o'zaro ta'sir kuchlarining sezilarli farqlarini va pirovardida, turli xil xususiyatlarini oldindan belgilab beradi. Xususiyatlarning yo'nalishga bog'liqligi anizotropiya deb ataladi.

Metal va qotishmalarni cheminchiyalash

Zamonaviy konstruktsion materiallarning xossalariga juda keng va turli xil talablar qo’yiladi. Metall va qotishmalarning barcha xossalari ularning tarkibiga va ichki tuzilishiga bog’liq. Konstruktsion materialning tarkibi va tuzilishi haqida to’liq ma‘lumot olish maqsadida turli metodlardan foydalaniladi.

Qotishmaning ximiyaviy tarkibi ximiyaviy va spektral analiz yordamida aniqlanadi. Ximiyaviy analiz ximiyaviy elementlar miqdori haqida aniq ma‘lumot bersada, lekin u uzoq vaqtni talab etadi. Spektral analiz juda aniqlikni ta‘minlamasada, biroq bir necha minut davomida kerakli ma‘lumotni olish mumkin. Shuning uchun ham u metallurgik va quyish sexlarida erish jarayonida qotishmani ekspress analiz qilish maqsadida qo’llaniladi.

Spektral analiz bilan qizdirilgan metalldan tarqalayotgan yorug’liklar spektriga qarab metall va qotishmalarning ximiyaviy tarkibini aniqlash mumkin.

Konstruktsion materiallarni makro va mikroanaliz qilish yoki makrostrukturial analizda oddiy ko’z yoki lupa yordamida metallning singan joyi va makroshlifi bo’yicha uning strukturasi o’rganiladi. Makro analiz uchun namunaning bironta sirti silliqlanadi va unga reaktiv (maxsus eritma) lar ta‘sir ettiriladi. Namunaning ana shu yo’l va metod bilan tayyorlangan yuzasi makro-shlif deb ataladi. Makroshlifni bevosita yoki lupa orqali qaraganda ko’rinadigan strukturasi makrostruktura deyiladi. Makroanaliz yordamida prokat, pokovkadagi darzlar, gaz pufakchalarining o’rni, cho’kish bo’shliqlari, tolalarning yo’nalishlari aniqlanadi.

Mikroanalizda struktura 3500 marta, elektron mikroskoplarda esa hatto 25000 marta kattalashtirilgan mikroshliflar bo’yicha aniqlanadi.

Turlimetallvaqotishmalardantayyorlanadiganmikro-shliflar (asosan, tsilindr, kubyokiparallelepipedshaklida) ningdiametri 10...15 mm, balandligiesa 10...15 mmgatengbo’lib, ularnihosilqilishdaturlichareaktivlarishlatiladi. Masalan, temir-uglerodli qotishmalarning strukturasini aniqlashda nitrat kislotaning spirtdagi 4 % li eritmasidan reaktiv sifatida foydalaniladi. Mikroanalizlar metall sifatini har tomonlama o’rganish imkonini beradi: shuningdek, metall strukturasini tashkil etuvchilarni, donlarining shakli va o’lchamlarini, sirt ostidagi mikronuqsonlarni, metallmas aralashmalarni, termik ishlov berish sifatini aniqlash imkonini beradi. Sinashlar o’tkazmasdan turib, mikrostrukturaga qarab metallning mexanik xossalarini qoniqarsizligi sababini tushuntirish mumkin. Mikroshliflar mayin jilvirlanib yoki jilolanib tayyorlanadi.

Tekshirilishi talab etiladigan konstruktsion materiallarning strukturasini yanada aniqroq analiz qilish uchun hozirgi vaqtda kattalashtirishi juda yuqori bo’lgan (100000 martagacha) elektron mikroskoplardan keng foydalaniladi. Lekin metall va qotishmalar uchun, 7000-25000 marta kattalashtiruvchi mikroskoplardan foydalanish kifoya qiladi.

Rentgenostrukturali analizda rentgen nurlari orqali metall va qotishmalarning ichki tuzilishi tekshiriladi, kristall panjaralarning turi va zaruriy parametrlari aniqlanadi, shu bilan birgalikda metalldagi ichki nuqsonlar (begona qo’shilmalar, bo’shliqlar, ichki darzlar va h.k) ni topish imkonini beradi.

Magnitaviy defektoskopiya ferromagnetik (po’lat, nikel, kobalt) larni tekshirish va ularda 2 mm chuqurlikdagi nuqsonlarni, masalan, payvand choklarni, bo’shliqlarni, darzlarni metallmas aralashmalarni aniqlash imkonini beradi. Nuqsonli joylarning magnit o’tkazuvchanligi kichik bo’lib, magnit kuch chiziqlari tarqoq bo’ladi va bu chiziqlar nuqsonli joylarni aylanib o’tib, magnit qutblarida tutashadi.

Ultratovushli defektoskopiya istalgan chuqurlikdagi buyum sifatini samarali tekshirish imkonini beradi. Ultratovush to’lqini buyum sirtiga yo’naltiriladi, ultratovush metallning butun qalinligi orqali o’tadi. Nuqsonlar bo’lmasa, tovush to’lqinlari normal yo’sinda tarqaladi. Agar to’lqin yo’lida biron nuqsonga duch kelsa, ultratovush intensivligi o’zgaradi. Intensivlikning o’zgarishiga qarab nuqson aniqlanadi.

Ultratovushli defektoskopiya pokovka, prokat, turbinalarning rotorlari, relsdagi nuqsonlarni aniqlashda keng qo’l-laniladi.

Konstruktsion qotishmalar fizik, ximik, mexanik, texnologik xossalar kompleksiga ega hisoblanadi. Metallarning fizik xossalariga uning rangi, zichligi, suyuqlanish temperaturasi, issiqlik o’tkazuvchanligi, issiqdan kengayuvchanligi, issiqlik sig’imi, elektr o’tkazuvchanligi, magnit xossalari kiradi. Metall va qotishmalarning ximiyaviy xossalari, ularning oksidlanishi, tashqi muhit, havo, namlik, kislota va boshqalarning ta‘siridan yemirilishiga qarshilik ko’rsatish qobiliyati bilan belgilanadi. Metall va qotishmalarning texnologik xossalariga ularni texnologik ishlash (quyish, bolg’alash, payvandlash, kesib ishlash va h.k) uchun zaruriy xossalarni ko’rsatuvchi, masalan, suyuq holatda oquvchanlik, bolg’alanuvchanlik, payvandlanuvchanlik, kesib ishlanuvchanlik kabi qator xossalari kiradi. Yuqorida aytib o’tilgan qator texnologik xossalar darslik va qo’llanmalarning taalluqli bo’limlarida ko’rib o’tiladi.

Biz bu paragrafda mexanik xossalar va ularni aniqlash metodlarini ko’rib chiqamiz. Qotishmalarning mexanik xossalari turli temperatura, kuchlanishning turli xil sharoitlarida o’rganiladi. Umuman olganda, metallarning mexanik xossalari ularning tashqi kuchlarga qarshilik ko’rsata olish xususiyatini belgilaydi.

Mustahkamlik-metall yoki qotishmaning deformatsiyalanish va yemirilishga qarshilik ko’rsatish qobiliyati.

Plastiklik-metall yoki qotishmaning yemirilmasdan o’z shakli va o’lchamlarini o’zgartirish qobiliyati. Plastiklik protsentlarda o’lchanadigan nisbiy ko’rsatkichlar bilan xarakterlanadi.

Qattiqlik-metall yoki qotishmani sharik, konus, piramida ko’rinishidagi identorning botib kirishiga qarshilik ko’rsata olish qobiliyatidir.

Qovushqoqlik-metall yoki qotishmaning tashqi kuchlar bajargan ishini o’zining plastik deformatsiyalari hisobiga ko’ra singdirishi, ya‘ni tashqi kuchlar ta‘siriga sinmasdan qarshilik ko’rsatish xususiyatidir.