Лекция Введение. Внутреннее строение металлов. Типы кристаллических решеток. Аллотропические свойства и полиморфизм металлов. Внутреннее строение реальных металлов

1-лекция Введение. Внутреннее строение металлов.

1. 
   Типы кристаллических решеток.
   
2. 
   Аллотропические свойства и полиморфизм металлов.
   
3. 
   Внутреннее строение реальных металлов.
   
4. 
   Дефекты кристаллических решеток.
   
5. 
   Точечные, линейные и поверхностные дефекты.
   

Типы кристаллических решеток.
Все металлы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение. Атомы в твердом металле образуют пространственную кристаллическую решетку. Воображаемые линии, проведенные через центры атомов, образуют кристаллографическую плоскость. Многократное повторение расположенных параллельно кристаллографических плоскостей воспроизводит пространственную кристаллическую решетку. Расстояние между атомами называются параметрами решеток и измеряются в ангстремах (А=10^-8 см). С повышением температуры или давления параметры решеток могут изменяться. Некоторые металлов в твердом состоянии при различных температурных интервалах приобретают различную кристаллическую решетку, что всегда приводит к изменению их физико-химических свойств.
Существование одного и того же металла в нескольких кристаллических формах носит название аллотропии, или полиморфизма. Перестройка кристаллических решеток при определенных критических температурах называется аллотропическими превращениями-формами, обозначенными греческими буквами α, β, γ и другими, которые в виде индекса добавляют к символу элемента. Аллотропическую форму при самой низкой температуре обозначают буквой α, при более высокой температуре буквой β и т.д.
Например, железо при нагреве испытывает следующие аллотропические превращения:

1. 
   При температуре 1539-1400 ⁰С имеет решетку объемно-центрированного куба с параметром 2,93 А и обозначается Fe δ.
   
2. 
   При температуре 1400-910 ⁰С имеет решетку гранецентрированного куба с параметром 3,6 А и обозначается Fe γ (немагнитное).
   
3. 
   При температуре 910-768 ⁰С превращается в Fe β имеет решетку с объемно-центрированного куба с параметром 2,93 А (немагнитное).
   
4. 
   При температуре менее 768 ⁰С Fe β превращается в магнитное Fe α.
   
5. 
   Кроме железа марганец, кобальт, олово и др. металлы обладают свойствами полиморфизма.
   

К РИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛОВ
Металлы представляют собой поликристаллические тела, состоящие из большего числа мелких (10^-1-10^-5 см) кристаллов, разориентированных по отношению друг к другу.

Рис 2.1
Разновидность кристаллической решетки

а) Объемно-центрированного куба (о.ц.к.),

б) Гранецентрированного куба (г.ц.к.),
в) Гексагональная плотно упакованная.