|
2 – mа’ruzа. Mavzu: Kristal panjara turlari va anizatropiya.
Rejа:
1.Metallarning kristallanishi.
2.Kristallanish jarayonining mexanizmi va kinetikasi.
3. Kristall donalarining hosil bo’lish va o’sish mexanizmi.
4.Kristallanish jarayoniga ta’sir qiluvchi omillar.
5.Metall quymalarning ichki tuzilishi.
6.Metallarda polimorf o’zgarishlar. Birlamchi kristallanish..
Metallarning kristallanishi
Metallarning ichki tuzilishi bilan tanishish uchun kimyo, fizika va materialshunoslik darslarida o‘tilgan ba’zi tushinchalarni esga olamiz.
Ma’lumki, har qanday modda molekulalardan, molekulalar o‘z navbatida, doimo harakatda bo‘lgan yanada mayda zarrachalardan – atomlardan, atomlar esa undan ham mayda zarrachalardan – elektron, proton, neytron va boshqa zarrachalardan tuzilgan. Metallarning ichki tuzilishini rentgen nurlari yorhamida tekshirish natijasida, asosan, quyidagilar aniqlandi:
1 – rasm. Hajmi markazlashgan kub panjara
1. Metall – kristall modda, uning atomlari ma’lum fazoviy kristallik panjara bo‘yicha joylashgan.
2. Metall atomlarining sirtqi elektron qobig‘larida elektronlarning soni kam, odatda, bitta yoki ikkita bo‘ladi.
3. Metall atomlari sirtqi elektronlarini ma’lum sharoitda boshqa atomlarga osongina berib, musbat zaryadlangan ionlarga aylana oladi.
2-rasm. Yoqlari markazlashgan kub panjara.
Rentgen nurlari yorhami bilan o‘tkazilgan tekshirishlar aksari metallarda quyidagi kristall panjaralar bo‘lishini ko‘rsatadi:
1. Hajmi markazlashgan kub panjara – bunda metall atomlari (ionlari) kub burchaklarining uchlarida, bitta atomi (ioni) esa kubning markazida joylashgan bo‘ladi. Bunday kristalik panjara temir, natriy, litiy, xrom, vanadiy, molibden va boshqa metallarga xosdir (1-rasm).
3 – rasm. Geksagonal panjara.
2. Yoqlari markazlashgan kub panjara – metall atomlari kub burchaklarining uchlarida va kubning har bir yog‘i markazida joylashgan bo‘ladi. Yoqlari markazlashgan kub panjara alyuminiy, qo’rg‘oshin, nikel, oltin, kumush va boshqa metallarga xosdir (2-rasm).
3. Geksagonal panjara (olti yoqli prizma) – metall atomlarining 12 tasi prizma burchaklarining uchida, 3 tasi esa prizmaning o‘rta ko‘ndalang kesimida joylashgan bo‘ladi. Bunday kristallik panjara magniy, rux, kadmiy, titan va boshqa metallarga xosdir (3-rasm).
Metallarning xossalari kristallik panjara xiliga va undagi atomlarning joylanishiga qarab o‘zgaradi. Qattiq moddalar tuzilishiga ko‘ra, kristall va amorf moddalarga bo‘linadi. Kristall moddalarning atomlari fazoviy panjarada ma’lum tartibda joylashgan, bu moddalar muayyan erish temperaturasiga ega bo‘ladi.
Kristall moddalarga hamma metallar va ularning qotishmalari, shu bilan birga osh tuzi, qand va boshqa moddalar ham misol bo‘la oladi. Amorf moddalarga esa metallmas materiallar kiradi. Ularda atomlar tartibsiz joylashgan, shuning uchun ular kristall panjaraga ega emas. Amorf moddalar qattiq holatdan suyuq holatga yoki suyuq holatdan qattiq holatga asta-sekin, ma’lum temperatura oralig‘ida o‘tadi.
Amorf moddalarning xossalari har xil yo‘nalishda taxminan bir xil bo‘ladi. Amorf moddalarga shisha, yelim, ba’zi plastmassalar misol bo‘la oladi.
Kristall moddalarning fazoviy panjarasida atomlar bir tekis va ma’lum tartibda joylashganligi har xil yo‘nalishda ularning xossalari turlicha bo‘lishiga sababdir, chunki moddaning xossalari atomlarning shu yo‘nalishdagi soniga, ular orasidagi masofa va munosabatlariga bog‘liqdir.
Materialning atomlari tartibsiz harakatda bo‘lgan suyuq holatdan atomlari batartib joylashgan qattiq holatga o‘tish jarayoni birlamchi kristallanish deyiladi. Har qanday modda sharoit o‘zgarganda kichik erkin energiyali, barqaror holatga o‘tishiga intilishi sababli bu jarayonda yo issiqlik ajraladi yoki yutiladi.
Metall suyuqligida uni temperaturasi pasaygan sari atomlar harakati sekinlashib boradi va ma’lum bir temperaturadan boshlab kristallanish markazlari bo‘lgan atomlar guruhi vujudga keladi. Bu tug‘ma kristallanish markazi deyiladi. O‘sayotgan kristallar bilan atomlar to‘qnashishi natijasida kristallar o‘sish yo‘lini o‘zgartiradi. Shunday qilib kristallanish to‘la tugaganda turli shaklli, o‘lchamli va turli tomonga yo‘nalgan donalar hosil bo‘ladi. Donalar o‘lchami kristallarning o‘sish tezligiga va kristallanish markazlari soniga bog‘liq bo‘ladi (4-rasm).
4-rasm. Kristallning o‘sish tezligi va markazlar sonining o‘ta sovish darajasiga qarab o‘zgarish sxemasi.
Diagrammaga asoslanib hajm birligidagi donalar o‘lchamlarini topsak:
bunda: K.T - kristallarning vaqt ichida chizig‘iy o‘sishi tezligi.mm/sek.
M.S - kristallanish markazlarining vaqt ichida hajm birligida hosil bo‘lish soni, 1/ mm2 sek.
f - proporsionallik koeffisiyenti.
Kristallanishni tezlashtirish maqsadida ularga modifikatorlar (seriy yoki magniy kukunlari) qo‘shilib sun’iy markazlar hosil qilinib modifikatsiyalangan sifatli qotishmalar olinadi.
Metallning turli sharoitda bosim o‘zgarmaganda turli kristall panjara hosil qilish xususiyati allotropiya yoki polimorfizm deyiladi (polimorfizm - xilma-xil bo‘lish).
Metallarni yuqori haroratda qizdirishda yoki past haroratda sovutishda metallning allotropik shakl o‘zgarishi muayyan haroratda issiqlik ajratish va issiqlik yutish qobiliyati bilan boradi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
