В. А. Мирбобоев

МЕТАЛЛАРНИНГ КРИСТАЛЛ ТУЗИЛ ИНГИ ВА КРИСТАЛЛ ПАНЖАРА ХОССАЛАРИ

Материалнинг кристалл тузилишини оддий куз билан аник- ласа булади. Металлдан бирор намуна олиб, унинг юзасини яхшилаб жилвирласак, йирик доначаларни куришимиз мум- кин. Бу доначалар ёруглик нурини ^айтариш хоссасига эга булса, каттиц жисм кристалл тузилишга эга экан деган хуло- сага келиш мумкин. Лекин хар цандай цатти^ жисм кристалл жисм булавермайди.
Каттиц жисмдаги заррачаларнинг узаро таъсир энергияси даражасини иссик;лик таъсиридаги атомларнинг ^аракат энер- гиясига солиштириш мумкин. Аммо бу энергия заррачаларни парчалаш учун сарф ^илинадиган энергиядан анча кам. Шу- нинг учун каттиц жисмдаги заррачаларни бир-бирига кучли таъсир этувчи заррачалар деб ^аралади. 1\аттиц жисмнинг физик ва механик хоссалари ана шу заррачаларнинг жисмда Узаро фазовий жойлашишига боглиц булади.
Кристалл жисм деб заррачаларнинг жисмда фазовий жой- лашишининг маълум бир геометрик тартибнга айтилади. Одат- да бундай жойлашиш аник симметрияга эга булиш билан бир каторда куп циррали жисмни эслатади. Аслида ана шу кирра- ларнннг кесилган жойи (жисмнинг учи) атомларнинг жойла- шиш урннни курсатади. Демак, кристаллар учта улчамда жой- лашган атомлар тартиби булиб, мувозанат шароитида тугри. симметрияга эга булган куп циррали жисмдир. Кристалл жисм­да заррачаларнинг (атом, кон еки молекула) уч улчам буйича доимий такрорланиши (цайтарилиши) натижасида кристалл панжара (ёки кристалл тур) ^осил булади. Кристалл панжара- да заррачаларнинг Узаро тортишиш ва итарилиш мувозанат?! са^ланади, бунда ички потенциал энергия ана шу мувозанатни саклаш учун керак булган энг кагл цийматга эга буляли. Зар­рачаларнинг кристалл жисмдаги бундай жойлашиш тартиби юзлаб, минглаб кристалл панжара даври сифатида ^айтарили- ши мумкин.
Материалларнинг кристалл тузилиши хакидаги тушунчанп элементар кристалл катак (ячейка) ортали ифодалаш осон. Элементар катак деганда атом кристалл тузилишининг энг ки- чик ^исми тушунилиб, ана шу катакни уч улчам буйича куп марталаб ^айтарилиши натижасида жисмнинг фазовий крис­талл панжараси хосил булади (1-расм). Элементар кристалл панжараларнинг цирралари, одатда а, б, с билан белгиланади ва бу курсаткичлар кристалл даврини белгилайди ёки ^айтари- лиш (узатиш) вектори деб хам аталади. Ана шу элементар катакчани характерлаш учун яна координацион сон, атомлар жойлашишининг зичлик коэффициента деган тушунчалар хам киритилган. Кристалл жисмларда кристалл панжаранинг тур- лари атомларнинг узаро жойлашишига ^араб хар хил булади. Кристалл катакчанинг тури координацион сон тушунчаси би­лан ифодаланади. Кристалл панжарада энг яцин бир хил ма- софада турган атомлар сонига шу кристалл панжаранинг коор­динацион сони деб аталади ва у харфлар билан белгиланади. Масалан, оддий куб катакнинг координацион сони 6 га тенг булиб, Кб, марказлашган куб катакчаники К8, ёцлари марказ-

1-расм. Кристалл панжаранинг энг кичик катакчаси (элементар ячейкаси).

лашган куб катакники эса К12, атомлари зич жойлашган гек- сагонал катакники Г12 ва шунингдек, оддий тетрагонал катак­ники Тб деб белгиланади. Куб катакчанинг улчамлари кийма- ти атом улчамлари киймати билан белгиланади, бундай улчов бирлиги нонометр (нм) деб аталади (1-жадвал).
Кристалл панжара турлари 14 та булса хам, купчилик ме- таллар учун 4 та турдаги элементар катакча, яъни оддий, мар- казлашган хамда ё^лари марказлашган куб катакчалар ва гексагонал катакча (2- раем) турлари куп учрайди.
Металларнинг кристалл панжара тури аник булса, атомла- рининг улчамларини хисоблаш билан аниклаш мумкин. Маса- лан, К8 кристалл панжар^ учун d = a 3/2 булса, К12 кристалл панжара учун эса d = a-\ 2/3 булади.
1-жадвал. Баъзи металларнинг элементар катакча улчамлари

Атом катакчанинг тури	Металла?	Элемента? панжара цирралари Улчами, нм(1 нм=10 ’ ^9 см)
Кб К8 К12 Г12	Fe Сг Ni Tia	а = б = с; а = 28606 а = б = с; а = 0,28788 а = б = с; а = 0,35165 а = 0,2951; с = 0,4679; с,'а= 1,5873

2- раем. Металларда учрайдиган эле-

ментар катакча турлари:

••••г» -отякча: б — ёцлапн марказ- HEJrncircBMdBw—в tEhMBiEM рХм нвлпег •еьмЕхея 1генолвэи9Д — г !вьмв±ем

Кристалл ганжя-и xv- сусиятини белгилайдиган яна бир мухим улчам бор. Х^аР бир элементар катакчага тугри келади- ган атомлар сони. Маса- лан, К8 кристалл панжа­ра тугунчаларида 8 та атом булиб, бу атомлар- нинг хар бири 8 та яна шунака элементар ка­такчага тегишлидир (<±»а- зола). Демак, хар бир элементар катакчага бир атомгина тугри келади. Лекин К8 ячейканинг ур- таси (маркази)да тургаи атом шу элементар ка- такчанинг узигагина те- гишли эканлигини хисоб- га олсак, ^ар бир эле­ментар кристалл катак­чага тугри келадиган атомлар сони 2 га тенг


Юцорида айтганимиздек, кристалл панжаранинг хар хил турларининг мавжудлиги жиемнинг энг кам ички потенциал ЗИСрГИЯГы ЭГа буЛИШИ, Шу ШарОИТДа ЖИСмпиНГ ividDJiV'vi СИ > тургунликка эга эканлигини ифодалайди. Маълум шароитда куп элементлар К8 элементар катакча шаклида булади, кэл- ган элементлар эса Гб ёки К12 куринишда булади. Лекин кргс талл панжара тургун булган шароитда температура оралиги ёки мавжуд шароит узгарса, янги тургун шароитга мос булган кристалл панжара тури хам узгаради. Масалан. биргина тг- мир элементи шароитга ^араб, К8 ва К12 ёки кобальт элемен­та К12 ва Гб кристалл панжараларга эга булиши мумгин. Шунга ухшаш марганец, цалай, титан каби куплаб металла­ми келтириш мумкинки, улар бир неча типдаги этементар ка­такча турига эга.
Биргина кимёвий элементнинг шароитга караб, сир г ч • элементар кристалл панжара турларига эга булиши метиллар- даги полиморфизм ёки аллотропии шакл узгариш деб атала- ди. Кристалл панжаранинг бир турдан иккинчи бир турга ути­ши жараёни металлардаги полиморф узгариш деб аталади. Me иллардаги полиморф у.згарпш изотермик (температура уз- гармасдан содир буладиган) жараён булиб, у иссиклик чика-
16

3. 
   раем. Тсмириинг полиморф узгариш эгри чизиги ва структураси:
   

а — еовитиш нейти; и ютермаеи: б— Гс-^ кристалл тузилиши; в — Ге^ кристалл
тузилиши.