STRUKTURA IDEALNYCH KRYSZTAŁÓW

Transkrypt

1 BUDOWA WEWNĘTRZNA MATERIAŁÓW METALICZNYCH Zakres tematyczny y 1 STRUKTURA IDEALNYCH KRYSZTAŁÓW 2 1

2 Sieć przestrzenna kryształu TRANSLACJA WĘZŁA TRANSLACJA PROSTEJ SIECIOWEJ TRANSLACJA PŁASZCZYZNY SIECIOWEJ Schemat tworzenia sieci przestrzennej kryształu 3 Sieć przestrzenna kryształu BUDOWA ELEMENTARNEJ KOMÓRKI SIECIOWEJ Parametry sieci: Układy krystalograficzne a, b, c periody identyczności ś i,, kąty pomiędzy osiami głównymi układu Schematy rodzajów sieci przestrzennych (wg Bravais go) 4 2

3 Gęstość wypełnienia sieci krystalicznej: liczba koordynacyjna l K liczba najbliższych i równooddalonych sąsiadów; stopień wypełnienia przestrzeni (gęstość upakowania) U stosunek objętości przestrzeni zajętej przez atomy (cząsteczki) do objętości komórki sieciowej; liczba atomów (cząsteczek) przypadających na jedną komórkę elementarną l A 5 Anizotropia kryształów Wskaźnikowanie elementów sieci krystalicznej Wskaźnikowanie węzłów, kierunków oraz płaszczyzn sieciowych wskaźniki Millera Przykłady wskaźnikowania Klasyfikacja ciał krystalicznych 6 3

4 Sieć A0 prymitywna układu regularnego liczba rdzeni atomowych - l Ra =8 l A =1 l K =6 U =0,52 7 Sieć A1 ściennie centrowana układu regularnego (RSC) l Ra =14 l A =4 l K =12 U =0,74 8 4

5 Sieć A2 przestrzennie centrowana układu regularnego (RPC) l Ra =9 l A =2 l K =8 U =0,68 9 Sieć A3 heksagonalna zwarta (HZ) l Ra =9 l A =2 l K =12 U =0,

6 Sekwencje ułożenia warstw atomowych w kryształach Polimorfizm (alotropia) Odmiany alotropowe węgla Projekcja stereograficzna Sposób wyznaczania rzutów sferycznych Rzutowanie biegunów sferycznych na płaszczyznę krystalograficzną Siatka Wulfa 11 RZECZYWISTA STRUKTURA METALI 12 6

7 Odkształcenie kryształu Warunek zachowania spójności kryształu Teoretyczne i empiryczne właściwości kryształów Zależność właściwości wytrzymałościowych metali od gęstości wad budowy krystalicznej 13 Klasyfikacja wad budowy krystalicznej Podział ze względu na cechy geometryczne: wady punktowe; wady liniowe; wady powierzchniowe. 14 7

8 Defekty punktowe Wakans Atom w pozycji międzywęzłowej Atom obcy w pozycji węzłowej Atom obcy w pozycji międzywęzłowej Mechanizmy tworzenia się wad punktowych budowy krystalicznej (Schottky ego, Frenkla) Zależność koncentracji wakansów od temperatury 15 Defekty liniowe DYSLOKACJA KRAWĘDZIOWA Znaczenie wektora Burgersa DYSLOKACJA ŚRUBOWA Cechy dyslokacji Postaciowe i objętościowe odkształcenie sieci krystalicznej Możliwość przemieszczania w krysztale POŚLIZG WSPINANIE Możliwość rozmnażania ŹRÓDŁO FRANKA-READA Wzajemne oddziaływanie Przecinanie się dyslokacji Anihilacja przez poślizg poprzeczny Omijanie przeszkód mechanizmem poślizgu poprzecznego 16 8

9 Defekty powierzchniowe Rodzaje: granice (szerokątowe) ziarn; granice (wąskokątowe) podziarn; granice międzyfazowe; granice bliźniacze; błędy ułożenia. 17 Granice ziarn Granice podziarn Granice międzyfazowe KOHERENTE NIEKOHERENTE PÓŁKOHERENTE Granice bliźniacze Błędy ułożenia Wewnętrzny błąd ułożenia Zewnętrzny błąd ułożenia 18 9

10 Literatura źródłowa: 1. Szarras S.: Budowa ciała stałego. WNT, Warszawa Dobrzański L. A.: Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach. WNT, Warszawa Przybyłowicz K.: Metaloznawstwo. WNT, Warszawa Prowans S.: Struktura stopów. PWN, Warszawa Szarras S.: Budowa ciała stałego. WNT, Warszawa Jasiński W.: Materiałoznawstwo wykłady Przybyłowicz K.: Podstawy teoretyczne metaloznawstwa. WNT, Warszawa 1999 Literatura uzupełniająca: Sieniawski J., Cyunczyk A.: Struktura ciał stałych. Oficyna Wyd. PRz, Rzeszów 2008 Trzaska Durski Z., Trzaska Durska H.: Podstawy krystalografii strukturalnej i rentgenowskiej. PWN, Warszawa 1994 Schulze G. E. R.: Fizyka metali. PWN, Warszawa 1982 Ashby M. F., Jones R. H.: Materiały inżynierskie cz. I i II. WNT, Warszawa 1995 Rudnik S.: Metaloznawstwo. PWN, Warszawa