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

MAVZU: Kristall panjarada atomlarning tebranishi. Fononlar

R E J A :

1. 
   Metall va qotishmalarning tuzilishi, xossalari.
   
2. 
   Metallarning kristal tuzilishi, kristallarning elementlari.
   
3. 
   Kristallardagi nuqsonlar.
   
4. 
   Fononlar
   
5. 
   Metall xossalari, tuzilishlarini o’rganishning asosiy usullari.
   

Metall va qotishmalarning tuzilishi, xossalari

Bizga ma’lumki, mashina detallari va mexanizmlarining 9O% dan ortiqrog’i qora metall qotishmalaridan tayyorlanadi. Buning boisi Shundaki, ular puxta, plastik va yaxshi texnologik xossalarga ega. Ayniqsa ularning tarkibiga kiruvchi komponentlarning xiliga, miqdoriga va strukturasiga qarab xossalarini zarur tomonga o’zgarishi va arzonligi bilan boshqa qotishmalardan farq qiladi.

Ma’lumki, aksariyat jismlar qattiq holatda kristall tuzilishga ega bo’ladi. Agar biror bo’lak metall yoki uning qotishmasini sindirib, siniq yuzasiga qarashak, mayda kristallarni ko’ramiz.

Agar rentgen trubkada olingan nur kristall qirrasiga aniq burchak ostida yo’naltirilsa, qaytayotgan nur esa fotoplyyonkaga yo’naltirilsa kristallning rentgenogrammasi olinadi. Bu rentgenogrammadan moddaning atomlar (ionlar) aro oraliqlari aniqlanadi.

Moddalarning kristall panjara tugunlarida joylashgan zarrachalarning xiliga hamda ularni o’zaro bog’lovchi kuchlarga ko’ra molekulyar, atom, ion va metall bog’lanishlarga ajratiladi.

1. Molekulyar bog’lanish. Bunda kristall panjara tugunlaridagi molekulyar kuchlar hisobiga bog’lanadi.

2. Atom bog’lanish: Bunda kristall panjara tugunlarida joylashgan atomlar o’zaro tortishish kuchlari hisobiga bog’lanadi.

3. Ion bog’lanish. Bunda kristall panjara tugunlarida musbat va manfiy zaryadli ionlar ketma-ket tartibda joylashib, o’zaro elektrostatik tortishi kuchlari hisobiga bog’lanadi.

4. Metall bog’lanish: Bunda kristall panjara tugunlarida metall atomlarining musbat ionlari joylashib, ular orasida esa elektronlar erkin harakat qilib o’zaro bog’lanadi.

Shunday moddalar borki, ularning zarrachalari bir yo’nalishda atom (kovalent) bog’lanishli ikkinchi yo’nalishda esa metall bog’lanishli bo’ladi.

Masalan grafitda uglerod atomlari shunday bog’lanishga ega. Bunday moddalarga oraliq bog’lanishli moddalar deyiladi.

Qattiq materiallarning hammasi ham kristall holatda bo’lavyormaydi masalan shisha, chinni va boshqalar). Ularning siniq yuzalari silliq bo’ladi. Ularning ichki tuzilishini o’rganish shuni ko’rsatadiki, zarrachalari fazoviy panjarada kristall jismlar kabi ma’lumi tartibda emas, balki tartibsiz joylashgan bo’ladi.

Atomlari fazoviy panjarada tartibsiz joylashgan jismlar amorf jismlar deyiladi. Amorf jismlarning suyuqlanish temperaturasi aniq emas, qizdirilganda avvaliga yumshab keyin suyuqlanadi.

Fazoviy panjaraning tuzilishi va atomlarning unda joylanishi metallning turiga bog’liq.

Metallarda asosan quyidagi fazoviy kristall panjaralar ko’proq uchraydi.

1. Hajmi markazlashgan elementar kub panjara. Bunday fazoviy kristall panjaralarga Fea, Sch, W, V, Ta, Ne (neon).

2. Yoqklari markazlashgan elementar kub panjara. Bu xil fazoviy kristall panjaraga Feγ, Ae, Si, Rv, Ai, Ad, Ai - oltin, Ad-kumushh.

3. Olti qirrali (geksog’onal) elementlar. Bu xil kristall panjaraga Zp, (Sd - kadimiy), Md, Ni , SO, Ti kiradi.

Elementar fazoviy panjaradagi atomga eng yaqin masofada joylashgan qo’shni, atomlar soniga koordinatsion son (K) deyiladi.

M-n: hajmi markazlashgan elementar kub panjarada K-8 yoqlari markazlashgan elementar kub panjarada K-12 ga teng bo’ladi (K) ning qiymati qancha katta bo’lsa atomlarning joylanish zichligi ham shuncha katta bo’ladi.

Kristall panjaralarning turli kristallografik tekisliklarda atomlar zichligi turlicha bo’lganligi uchun, xossalari ham har xil bo’ladi. Metallarning bunday xususiyatiga anizatoropiya deyiladi.

Anizatropiya - grekcha so’zdan olingan bo’lib, teng emas har xil xossali degan ma’noni bildiradi.

Real metallarning kristallanishi jarayonida metallarda turli qo’shimchaa jismlar borligi tufayli metall atomlarining ba’zi uchastkalarida ularning batartib joylashishi buziladi.

Buning asosi sabablaridan biri shuki, ayrim atomlar energiyasi panjaraning o’rtacha energiya qiymatidan katta bo’lib, intensivroq harakatlanib, bir joydan ikkinchi joyga, masalan, panjara uchlaridan oraliqqa yoki qo’shni atomlar o’rniga o’tadi. Bu esa fazoviy panjaradagi atomlarning batartib joylashunivining buzilishiga olib keladi.

Natijada uning xossalari o’zgaradi.

Fazoviy kristall panjaradagi buzilishhlar quyidagi xillarga ajratiladi.

1. Nuqta li buzilish: Kristall panjaradagi bo’sh joylarga qo’shni element atomlari joylashishi tufayli hosil bo’ladi.

2. Chiziqli buzilish: Bunday buzilish metallarga - termomexanik ishlov berishda yuzaga keladi. Bunga dislokatsiya deyiladi.

Diskolatsiya - ingliz so’zidan olingan bo’lib - don zarrachalari bloklarining o’zaro siljishi oqibatida paydo bo’ladi.

3. Sirtqi buzilish. Bu buzilish metall sirtida sodir bo’ladi. 2-rasm fazaviy kristall panjara buzilishi darajasi (ρ) ga ko’ra mustahkamlikning o’zgarishi.

Gv – cho’zilishhdagi mustahkamligi

1 - nazariy mustahkamligi

2 - juda ingichka tolaning mustahkamligi

3 - yumshatilganda mustahkamlik

4 - termik, termomexanik ishlovidan keyingi mustahkamlik

ρ - kristal panjaraning dislokatsiya zichligi