Metall va qotishmalarning tuzilishi, xossalari. Metallarning kristal tuzilishi, kristallarning elementlari. Kristallardagi nuqsonlar

Metallarning kristall tuzilishi.

Metall atomlarining bertartib harakatda bo’lgan suyuq holatdan, atomlari batartib joylashgan qattiq holatga o’tish jarayoni birlamchi kristallanish deyiladi.

Ushbu rasmda suyuq va qattiq holatdagi metallarning erkin energiyasi qiymatining temperaturaga qarab o’zgarishi ko’rsatilgan.

F - erkin energiya qiymati

Tn - nazariy kristallanish temperaturasidan yuqori temperatura bo’lganda suyuq holatdagi metallning erkin energiya qiymati (Fs) qattiq holatdagi metallning erkin energiya qiymatidan (Fk) kichik (Fs < Fk) bo’lgani uchun u suyuq holatda aksincha Tn.K dan past temperaturada qattiq metallning erkin energiyasi suyuq metallning erkin energiyasi qiymatidan kichik (Fe

Fqν-TS

ν -sistemaning ichki energiyasi,

T- absolyut temperatura,

S- entropiya

Entropiya, sistemada fazoviy zarrachalarning joylashishini xarakterlaydi. Temperatura ortgan sari entropiya ham ortadi.

Bizga ma’lumki, metall qolipga quyilganda uning o’ta sovish natijasida, ya’ni kristallanishning boshlang’ich davrida tug’ma va sun’iy kristallanish markazlari atrofida hosil bo’layotgan birlamchi kristallarga tik yo’nalgan ikkilamchi, ularga tik bo’lgan uchlamchi kristallar hosil bo’ladi. Ular o’zaro to’qnashguncha o’sib borib, biri ikkinchisidan o’sishi yo’nalishi va o’lchamlari bilan farq qiladi. Bunday kristallarning tuzilishi daraxtni eslatadi. Bu kristall dentrit deb ataladi.

Dentrit so’zi yunoncha so’zdan olingan bo’lib, shoxli daraxt shaklidagi kristalni bildiradi.

Metallarning kristallanish jarayoni to’lik tugaganda turli muntazam shaklli, o’lchamli va turli tomonga yo’nalgan donlar hosil bo’ladi.

D.K.Chernov metallarning kristallanish jarayonini o’rganib, bu jarayon ikki bosqkichda borishini kuzatadi. Birinchi bosqichda kristallanish markazlari hosil bo’ladi, ikkinchi bosqichda esa bu markazlardan kristallarning chizqli o’sishi sodir bo’ladi.

Ma’lumki metall suyuqligida uning atomlari bertartib harakatda bo’ladi. Metall temperaturasi pasaygan sari atomlarning tartibsiz harakati susayib, ma’lum temperaturadan boshlab suyuq metallarning ayrim qismlarida kelgusida kristallanish markazlari hosil qiluvchi atomlar gruppasi vujudga keladi.

Bu markazlarning ba’zilari tartibsiz harakatdagi boshqa atomlar bilan bombardimon qilinsa, ba’zilari bombardimon qilinmay qoladi. Bu "tug’ma" turgun markazlar kristallanish markazlari bo’lib, ular atrofida metall kristallana boradi.

Turg’un kristallanish markazlari soni metallning o’ta sovitilish darajasi (t) ga bog’liq (tqTnk-Th). O’ta sovitilish darajasi ortgan sari turg’un markazlar soni ham ortadi.

Kristallarning markazlari soni va kristallarning chiziqli o’sish tezligi metallning o’ta sovish darajasi (t) ga to’g’ri keluvchi maksimum MS va KT qiymatlarga ega bo’ladi.

Agar hosil bo’layotgan kristallarning hajmi birlikdagi sonini A harfi bilan belgilashak, unda uning qiymatini quyidagicha ifodalash mumkin.

MS

A q -----

KT

bu yerda MS - kristallanishdagi turg’un markazlarning birlik hajmida vaqt birligida hosil bo’lish soni, mmqs, KT- kristalarning vaqt birligida chiziqli o’sish tezligi, mm3

qs A ning qiymati qancha ortsa, donalar shuncha mayda bo’ladi.

Metallning xossalarini yaxshilash maqsadida suyuq metallga kristallana boshhlashida ozgina magniy yoki tseriy kukunlari (modifiratorlar) qo’shib, mayda donli, yuqori sifatli qotishmalar olish mumkin.