Anorganik moddalarning kristall va amorf holatlari

Anorganik moddalarning kristall va amorf holatlari.
Kristalli qattiq jismlardan farqli o'laroq, amorf jismda zarrachalarning joylashishida qat'iy tartib yo'q.
Amorf bo'lsa ham qattiq jismlar shaklini saqlab qolishga qodir, ular kristall panjaraga ega emas. Ba'zi muntazamlik faqat qo'shnida joylashgan molekulalar va atomlar uchun kuzatiladi. Bu buyruq deyiladi qisqa muddatli buyurtma . U barcha yo'nalishlarda takrorlanmaydi va uzoq masofalarda davom etmaydi, masalan kristall jismlar.
Amorf jismlarga shisha, amber, sun'iy smolalar, mum, kerosin, plastilin va boshqalar misol bo'ladi.
AMORF JISMLARNING XUSUSIYATLARI
atomlar tasodifiy joylashgan nuqtalar atrofida tebranadi. Shuning uchun bu jismlarning tuzilishi suyuqliklarning tuzilishiga o'xshaydi. Ammo ulardagi zarralar kamroq harakatchan. Ularning muvozanat holati atrofida tebranish vaqti suyuqliklarga qaraganda uzoqroq. Atomlarning boshqa joyga sakrashlari ham kamroq sodir bo'ladi.
Kristalli qattiq moddalar qizdirilganda o'zini qanday tutadi? Ular ma'lum darajada eriy boshlaydi erish nuqtasi. Va bir muncha vaqt ular bir vaqtning o'zida qattiq va suyuq holatda, barcha moddalar erimaguncha.
Amorf jismlar o'ziga xos erish nuqtasiga ega emas. . Isitilganda ular erimaydi, lekin asta-sekin yumshaydi.
Issiqlik moslamasining yoniga bir parcha plastilin qo'ying. Biroz vaqt o'tgach, u yumshoq bo'ladi. Bu bir zumda emas, balki ma'lum vaqt ichida sodir bo'ladi.
Amorf jismlarning xossalari suyuqliklarnikiga o'xshash bo'lgani uchun ular juda yuqori qovushqoqlikka ega (qattiqlashgan suyuqliklar) o'ta sovutilgan suyuqliklar sifatida qaraladi. Oddiy sharoitlarda ular oqishi mumkin emas. Ammo qizdirilganda ulardagi atomlarning sakrashlari tez-tez sodir bo'ladi, yopishqoqlik pasayadi va amorf jismlar asta-sekin yumshaydi. Harorat qanchalik yuqori bo'lsa, yopishqoqlik shunchalik past bo'ladi va asta-sekin amorf tana suyuqlikka aylanadi.
Oddiy shisha qattiq amorf jismdir. U kremniy oksidi, soda va ohakni eritib olinadi. Aralashmani taxminan 1400 C ga qizdiring, suyuq shishasimon massani oling. Suyuq shisha sovutilganda, kristall jismlar kabi qotib qolmaydi, balki suyuqlik bo'lib qoladi, uning qovushqoqligi ortadi va suyuqligi pasayadi. Oddiy sharoitlarda u bizga qattiq jism sifatida ko'rinadi. Ammo aslida bu juda katta yopishqoqlik va suyuqlikka ega bo'lgan suyuqlikdir, shuning uchun uni eng o'ta sezgir asboblar bilan ajratib bo'lmaydi.
Moddaning amorf holati beqaror. Vaqt o'tishi bilan amorf holatdan asta-sekin kristall holatga aylanadi. Turli moddalardagi bu jarayon turli tezliklarda sodir bo'ladi. Biz shakar kristallari shakar shakarlarini qanday qoplaganini ko'ramiz. Bu ko'p vaqt talab qilmaydi.
Va oddiy oynada kristallar paydo bo'lishi uchun ko'p vaqt o'tishi kerak. Kristallanish jarayonida shisha kuchini, shaffofligini yo'qotadi, bulutli bo'ladi va mo'rt bo'ladi.
AMORF JISMLARNING IZOTROPIYASI
Kristalli qattiq moddalarda jismoniy xususiyatlar turli yo'nalishlarda farqlanadi. Va amorf jismlarda ular barcha yo'nalishlarda bir xil. Bu hodisa deyiladi izotropiya .
Amorf jism barcha yo'nalishlarda elektr va issiqlikni teng o'tkazadi va yorug'likni teng ravishda sindiradi. Tovush ham amorf jismlarda hamma yoʻnalishda teng tarqaladi.
Amorf moddalarning xossalari qo'llaniladi zamonaviy texnologiyalar. Kristalli tuzilishga ega bo'lmagan va amorf qattiq moddalar bo'lgan metall qotishmalari alohida qiziqish uyg'otadi. Ular chaqiriladi metall ko'zoynaklar . Ularning fizik, mexanik, elektr va boshqa xossalari an'anaviy metallarning o'xshash xossalaridan yaxshi tomonga farq qiladi.
Shunday qilib, tibbiyotda amorf qotishmalar qo'llaniladi, ularning kuchi titandan yuqori. Ular singan suyaklarni bog'laydigan vintlardek yoki plastinkalarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Titan biriktirgichlardan farqli o'laroq, bu material asta-sekin parchalanadi va vaqt o'tishi bilan suyak materiali bilan almashtiriladi.
Yuqori quvvatli qotishmalar metall kesish asboblari, armatura, buloqlar va mexanizmlarning qismlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Yaponiyada magnit o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan amorf qotishma ishlab chiqilgan. Uni teksturali transformator po'lat plitalari o'rniga transformator yadrolarida qo'llash orqali oqim yo'qotishlarini 20 baravar kamaytirish mumkin.
Amorf metallar o'ziga xos xususiyatlarga ega. Ular kelajak materiali deb ataladi.
Kristalli qattiq jismlardan farqli o'laroq, amorf jismda zarrachalarning joylashishida qat'iy tartib yo'q.
Amorf qattiq jismlar o'z shakllarini saqlab qolishga qodir bo'lsa-da, ularda kristall panjara yo'q. Ba'zi muntazamlik faqat qo'shnida joylashgan molekulalar va atomlar uchun kuzatiladi. Bu buyruq deyiladi qisqa muddatli buyurtma . U barcha yo'nalishlarda takrorlanmaydi va kristall jismlardagi kabi uzoq masofalarda saqlanmaydi.
Amorf jismlarga shisha, amber, sun'iy smolalar, mum, kerosin, plastilin va boshqalar misol bo'ladi.
AMORF JISMLARNING XUSUSIYATLARI
Amorf jismlardagi atomlar tasodifiy joylashgan nuqtalar atrofida tebranadi. Shuning uchun bu jismlarning tuzilishi suyuqliklarning tuzilishiga o'xshaydi. Ammo ulardagi zarralar kamroq harakatchan. Ularning muvozanat holati atrofida tebranish vaqti suyuqliklarga qaraganda uzoqroq. Atomlarning boshqa joyga sakrashlari ham kamroq sodir bo'ladi.
Kristalli qattiq moddalar qizdirilganda o'zini qanday tutadi? Ular ma'lum darajada eriy boshlaydi erish nuqtasi. Va bir muncha vaqt ular bir vaqtning o'zida qattiq va suyuq holatda, barcha moddalar erimaguncha.
Amorf jismlar o'ziga xos erish nuqtasiga ega emas. . Isitilganda ular erimaydi, lekin asta-sekin yumshaydi.
Issiqlik moslamasining yoniga bir parcha plastilin qo'ying. Biroz vaqt o'tgach, u yumshoq bo'ladi. Bu bir zumda emas, balki ma'lum vaqt ichida sodir bo'ladi.
Amorf jismlarning xossalari suyuqliklarnikiga o'xshash bo'lgani uchun ular juda yuqori qovushqoqlikka ega (qattiqlashgan suyuqliklar) o'ta sovutilgan suyuqliklar sifatida qaraladi. Oddiy sharoitlarda ular oqishi mumkin emas. Ammo qizdirilganda ulardagi atomlarning sakrashlari tez-tez sodir bo'ladi, yopishqoqlik pasayadi va amorf jismlar asta-sekin yumshaydi. Harorat qanchalik yuqori bo'lsa, yopishqoqlik shunchalik past bo'ladi va asta-sekin amorf tana suyuqlikka aylanadi.
Oddiy shisha qattiq amorf jismdir. U kremniy oksidi, soda va ohakni eritib olinadi. Aralashmani taxminan 1400 C ga qizdiring, suyuq shishasimon massani oling. Suyuq shisha sovutilganda, kristall jismlar kabi qotib qolmaydi, balki suyuqlik bo'lib qoladi, uning qovushqoqligi ortadi va suyuqligi pasayadi. Oddiy sharoitlarda u bizga qattiq jism sifatida ko'rinadi. Ammo aslida bu juda katta yopishqoqlik va suyuqlikka ega bo'lgan suyuqlikdir, shuning uchun uni eng o'ta sezgir asboblar bilan ajratib bo'lmaydi.
Moddaning amorf holati beqaror. Vaqt o'tishi bilan amorf holatdan asta-sekin kristall holatga aylanadi. Turli moddalardagi bu jarayon turli tezliklarda sodir bo'ladi. Biz shakar kristallari shakar shakarlarini qanday qoplaganini ko'ramiz. Bu ko'p vaqt talab qilmaydi.
Va oddiy oynada kristallar paydo bo'lishi uchun ko'p vaqt o'tishi kerak. Kristallanish jarayonida shisha kuchini, shaffofligini yo'qotadi, bulutli bo'ladi va mo'rt bo'ladi.
AMORF JISMLARNING IZOTROPIYASI
Kristalli qattiq jismlarda fizik xossalar turli yo'nalishlarda farqlanadi. Va amorf jismlarda ular barcha yo'nalishlarda bir xil. Bu hodisa deyiladi izotropiya .
Amorf jism barcha yo'nalishlarda elektr va issiqlikni teng o'tkazadi va yorug'likni teng ravishda sindiradi. Tovush ham amorf jismlarda hamma yoʻnalishda teng tarqaladi.
Amorf moddalarning xossalari zamonaviy texnologiyalarda qo'llaniladi. Kristalli tuzilishga ega bo'lmagan va amorf qattiq moddalar bo'lgan metall qotishmalari alohida qiziqish uyg'otadi. Ular chaqiriladi metall ko'zoynaklar . Ularning fizik, mexanik, elektr va boshqa xossalari an'anaviy metallarning o'xshash xossalaridan yaxshi tomonga farq qiladi.
Shunday qilib, tibbiyotda amorf qotishmalar qo'llaniladi, ularning kuchi titandan yuqori. Ular singan suyaklarni bog'laydigan vintlardek yoki plastinkalarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Titan biriktirgichlardan farqli o'laroq, bu material asta-sekin parchalanadi va vaqt o'tishi bilan suyak materiali bilan almashtiriladi.
Yuqori quvvatli qotishmalar metall kesish asboblari, armatura, buloqlar va mexanizmlarning qismlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Yaponiyada magnit o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan amorf qotishma ishlab chiqilgan. Uni teksturali transformator po'lat plitalari o'rniga transformator yadrolarida qo'llash orqali oqim yo'qotishlarini 20 baravar kamaytirish mumkin.
Amorf metallar o'ziga xos xususiyatlarga ega. Ular kelajak materiali deb ataladi.
2009
AMORF JISMLAR.
Keling, tajriba qilaylik. Bizga bir parcha plastilin, stearin sham va elektr kamin kerak bo'ladi. Plastilin va shamni kamindan bir xil masofaga qo'ying. Biroz vaqt o'tgach, stearinning bir qismi eriydi (suyuqlikka aylanadi), ba'zilari esa qattiq bo'lak shaklida qoladi. Bir vaqtning o'zida plastilin biroz yumshaydi. Biroz vaqt o'tgach, barcha stearin eriydi va plastilin asta-sekin stol yuzasida "to'g'rilanadi", tobora yumshaydi.
Shunday qilib, shunday jismlar borki, ular eritilganda yumshamaydi, balki qattiq holatdan darhol suyuqlikka aylanadi. Bunday jismlarning erishi vaqtida suyuqlikni tananing hali erimagan (qattiq) qismidan ajratish har doim mumkin. Bu jismlar kristalli. Qattiq moddalar ham borki, ular qizdirilganda asta-sekin yumshab, ko'proq suyuqlikka aylanadi. Bunday jismlar uchun ular suyuqlikka (eritma) aylanadigan haroratni aniqlab bo'lmaydi. Bu jismlar deyiladi amorf.
Keling, quyidagi tajribani qilaylik. Keling, bir bo'lak qatron yoki mumni shisha huni ichiga tashlaymiz va uni issiq xonada qoldiramiz. Taxminan bir oy o'tgach, mum huni shaklini olgani va hatto undan "jet" shaklida oqib chiqa boshlagani ma'lum bo'ladi (1-rasm). O'z shaklini deyarli abadiy saqlaydigan kristallardan farqli o'laroq, amorf jismlar, hatto bo'lmasa ham. yuqori haroratlar suyuqlikka ega. Shuning uchun ularni juda qalin va yopishqoq suyuqliklar deb hisoblash mumkin.

Amorf jismlarning tuzilishi. Elektron mikroskop yordamida tadqiqot, shuningdek, foydalanish rentgen nurlari amorf jismlarda ularning zarrachalarini joylashtirishda qat'iy tartib yo'qligini ko'rsatadi. Qarang, 2-rasmda kristall kvartsdagi zarrachalarning joylashishi, o'ng tomonda esa amorf kvartsdagi joy ko'rsatilgan. Bu moddalar bir xil zarrachalardan - silikon oksid molekulalaridan iborat SiO 2.
Agar eritilgan kvarts sekin sovutilsa, kvartsning kristall holati olinadi. Agar eritmaning sovishi tez bo'lsa, u holda molekulalar tartibli qatorlar bo'yicha "tizimlanishga" ulgurmaydi va amorf kvarts olinadi.
Amorf jismlarning zarralari uzluksiz va tasodifiy tebranadi. Ular kristallarning zarralaridan ko'ra bir joydan ikkinchi joyga sakrash ehtimoli ko'proq. Bunga amorf jismlarning zarralari bir xil zichlikda emasligi yordam beradi: ular orasida bo'shliqlar mavjud.
Amorf jismlarning kristallanishi. Vaqt o'tishi bilan (bir necha oy, yillar) amorf moddalar o'z-o'zidan aylanadi kristall holat. Misol uchun, iliq joyda yolg'iz qoldirilgan shakar shakar yoki yangi asal bir necha oydan keyin shaffof bo'lib qoladi. Ular asal va konfetni "shakarlangan" deb aytishadi. Lolipopni sindirish yoki asalni qoshiq bilan qoqish, biz haqiqatan ham hosil bo'lgan shakar kristallarini ko'ramiz.
Amorf jismlarning o'z-o'zidan kristallanishi moddaning kristall holati amorf holatga qaraganda barqarorroq ekanligini ko'rsatadi. Molekulalararo nazariya buni shunday tushuntiradi. Molekulalararo tortishish va itarish kuchlari amorf jismning zarralarini asosan bo'shliqlar bo'lgan joyga sakrashiga olib keladi. Natijada, zarrachalarning avvalgidan ko'ra tartibli joylashishi sodir bo'ladi, ya'ni polikristal hosil bo'ladi.
Amorf jismlarning erishi.
Harorat ko'tarilgach, energiya tebranish harakati ichidagi atomlar qattiq tana ortib boradi va nihoyat, atomlar orasidagi bog'lanishlar uzila boshlagan payt keladi. Bunda qattiq jism suyuq holatga o'tadi. Bunday o'tish deyiladi erish. Ruxsat etilgan bosimda erish qat'iy belgilangan haroratda sodir bo'ladi.
Erish nuqtasida moddaning birlik massasini suyuqlikka aylantirish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori solishtirma erish issiqligi deyiladi. λ .
Bir moddani eritish uchun m talab qilinadigan issiqlik miqdori:
Q = l m .
Amorf jismlarning erish jarayoni kristall jismlarning erishidan farq qiladi. Harorat ko'tarilgach, amorf jismlar asta-sekin yumshoq bo'lib, suyuqlikka aylanguncha yopishqoq bo'ladi. Amorf jismlar, kristallardan farqli o'laroq, aniq erish nuqtasiga ega emas. Bu holda amorf jismlarning harorati doimiy ravishda o'zgaradi. Buning sababi shundaki, amorf qattiq jismlarda, xuddi suyuqliklardagi kabi, molekulalar bir-biriga nisbatan harakatlanishi mumkin. Qizdirilganda ularning tezligi oshadi, ular orasidagi masofa oshadi. Natijada, tana suyuqlikka aylanguncha yumshoqroq va yumshoqroq bo'ladi. Amorf jismlarning qattiqlashishi jarayonida ularning harorati ham doimiy ravishda pasayadi.
YAXSHI ISHINGIZNI BILIMLAR BAZASIGA YUBORISH ODDIY. QUYIDAGI SHAKLDAN FOYDALANING
Bilimlar bazasidan o‘z o‘qish va faoliyatida foydalanayotgan talabalar, aspirantlar, yosh olimlar sizdan juda minnatdor bo‘ladi.
E'lon qilingan http:// www. hammasi yaxshi. uz/
Amorf materiallar: ularning xossalari, zamonaviy texnologiyada qo'llanilishi, olish usullari
Bajarildi:
XFMM 206-guruh talabasi
Dorojkin A.P.
Tekshirildi:
Kafedra mudiri
fizik kimyo
Tomilin O.B.
Kirish
Uzoq vaqt davomida fizikada eng qiziq narsa mikrokosmos va mikrokosmosni o'rganish bo'lib tuyuldi. Aynan o'sha erda ular atrofdagi dunyoning tuzilishini tushuntiruvchi eng muhim, asosiy savollarga javob topishga harakat qilishdi. Va endi tadqiqotning uchinchi jabhasi paydo bo'ldi - qattiq moddalarni o'rganish.
Nima uchun qattiq jismlarni o'rganish juda muhim?
Bu erda, albatta, insonning amaliy faoliyati katta rol o'ynaydi. Qattiq jismlar metallar va dielektriklar bo'lib, ularsiz elektrotexnikani tasavvur qilib bo'lmaydi, bular zamonaviy elektronika, magnitlar, o'ta o'tkazgichlar, strukturaviy materiallar asosidagi yarim o'tkazgichlardir. Bir so'z bilan aytganda, bu haqda bahslashish mumkin ilmiy-texnik taraqqiyot asosan qattiq moddalardan foydalanishga asoslangan.
Ammo ularni o'rganishda masalaning nafaqat amaliy tomoni muhim ahamiyatga ega. Fan rivojining o‘zining ichki mantig‘i – qattiq jismlar fizikasi yirik tizimlarning jamoaviy xossalarining ahamiyatini tushunishga olib keldi.
Qattiq jism bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiluvchi milliardlab zarralardan iborat. Bu tizimda ma'lum bir tartibning paydo bo'lishiga va mikropartikullarning barcha sonining maxsus xususiyatlariga olib keladi. Shunday qilib, elektronlarning jamoaviy xususiyatlari qattiq jismlarning elektr o'tkazuvchanligini aniqlaydi va tananing issiqlikni yutish qobiliyati - issiqlik sig'imi - issiqlik harakati paytida atomlarning kollektiv tebranishlarining tabiatiga bog'liq. Kollektiv xususiyatlar qattiq jismlarning barcha asosiy xatti-harakatlarini tushuntiradi.
Qattiq jismlarning tuzilishi xilma-xildir. Biroq, ularni ikkita katta sinfga bo'lish mumkin: kristallar va amorf jismlar.
1. umumiy xususiyatlar amorf jismlar
Hamma qattiq jismlar ham kristall emas. Ko'p amorf jismlar mavjud.
Amorf jismlar atomlarning joylashishida qat'iy tartibga ega emas. Faqat eng yaqin atomlar - qo'shnilar qandaydir tartibda joylashgan. Ammo amorf jismlardagi kristallarga xos bo'lgan strukturaning bir xil elementining barcha yo'nalishlarida qat'iy yo'nalish yo'q.
Ko'pincha bir xil modda ham kristall, ham amorf holatda bo'lishi mumkin. Masalan, kvarts SiO2 ham kristall, ham amorf shaklda (kremniy oksidi) bo'lishi mumkin. Kvarsning kristall shakli sxematik ravishda muntazam olti burchakli panjara sifatida ifodalanishi mumkin. Kvarsning amorf tuzilishi ham panjara shakliga ega, ammo tartibsiz shaklga ega. Olti burchaklar bilan bir qatorda beshburchaklar va etti burchaklar mavjud.
1959 yilda ingliz fizigi D. Bernal qiziqarli tajribalar o'tkazdi: u bir xil o'lchamdagi ko'plab kichik plastilin sharlarini olib, ularni bo'r kukuniga aylantirdi va ularni katta bo'lakka bosdi. Natijada, to'plar deformatsiyalanib, ko'pburchaklarga aylandi. Ma'lum bo'lishicha, bu holda, asosan, beshburchak yuzlar shakllangan va ko'pburchaklar o'rtacha 13,3 yuzga ega. Demak, amorf moddalarda, albatta, qandaydir tartib bor.
Amorf jismlarga shisha, smola, rozin, qandli konfet va boshqalar kiradi.Amorf moddalar kristall moddalardan farqli o'laroq izotrop, ya'ni mexanik, optik, elektr va boshqa xossalari yo'nalishga bog'liq emas. Amorf jismlar qattiq erish nuqtasiga ega emas: erish ma'lum bir harorat oralig'ida sodir bo'ladi. Amorf moddaning qattiq holatdan suyuq holatga o'tishi xossalarning keskin o'zgarishi bilan birga kelmaydi. Amorf holatning fizik modeli hali yaratilmagan.
Amorf jismlar kristall qattiq jismlar va suyuqliklar orasidagi oraliq joyni egallaydi. Ularning atomlari yoki molekulalari nisbiy tartibda joylashtirilgan. Qattiq jismlarning tuzilishini tushunish (kristal va amorf) kerakli xususiyatlarga ega bo'lgan materiallarni yaratishga imkon beradi.
Tashqi ta'sirlar ta'sirida amorf jismlar qattiq jismlar kabi elastiklik va suyuqlik kabi suyuqlik xususiyatini namoyon qiladi. Shunday qilib, qisqa muddatli ta'sirlar (ta'sirlar) bilan ular qattiq jismlar kabi harakat qiladilar va kuchli zarba bilan bo'laklarga bo'linadi. Ammo juda uzoq vaqt ta'sir qilish bilan amorf jismlar oqadi. Keling, silliq yuzada yotadigan qatron bo'lagiga ergashaylik. Asta-sekin, qatron uning ustiga tarqaladi va qatronning harorati qanchalik baland bo'lsa, bu tezroq sodir bo'ladi.
Past haroratlarda amorf jismlar o'z xususiyatlariga ko'ra qattiq jismlarga o'xshaydi. Ular deyarli suyuqlikka ega emas, lekin harorat ko'tarilgach, ular asta-sekin yumshaydi va ularning xususiyatlari suyuqliklarga ko'proq yaqinlashadi. Buning sababi shundaki, harorat ko'tarilishi bilan atomlarning bir pozitsiyadan ikkinchisiga sakrashi asta-sekin tez-tez bo'lib boradi. Amorf jismlar, kristall jismlardan farqli o'laroq, jismlarning ma'lum bir haroratiga ega emas.
Suyuq modda sovutilganda u har doim ham kristallanmaydi. muayyan sharoitlarda muvozanatsiz qattiq amorf (shisha) holat hosil bo'lishi mumkin. Shishasimon holatda oddiy moddalar (uglerod, fosfor, mishyak, oltingugurt, selen), oksidlar (masalan, bor, kremniy, fosfor), galogenidlar, xalkogenidlar, ko'plab organik polimerlar bo'lishi mumkin.Bu holatda modda bo'lishi mumkin. uzoq vaqt davomida barqaror, masalan, ba'zi vulqon ko'zoynaklari millionlab yillardir. Jismoniy va Kimyoviy xossalari shishasimon amorf holatdagi moddalar xossalaridan sezilarli darajada farq qilishi mumkin kristalli modda. Masalan, shishasimon germaniy dioksidi kimyoviy jihatdan kristallga qaraganda faolroq. Suyuq va qattiq amorf holatning xossalaridagi farqlar zarrachalarning issiqlik harakatining tabiati bilan belgilanadi: amorf holatda zarralar faqat tebranish va tebranish qobiliyatiga ega. aylanish harakatlari, lekin moddaning qalinligida harakatlana olmaydi.
Mexanik yuklar ta'sirida yoki harorat o'zgarganda amorf jismlar kristallanishi mumkin. Amorf holatdagi moddalarning reaktivligi kristall holatga qaraganda ancha yuqori. asosiy xususiyat amorf (yunoncha «amorphos» — shaklsiz) holat — materiyaning atom yoki molekulyar panjaraning yoʻqligi, yaʼni kristall holatga xos boʻlgan strukturaning uch oʻlchovli davriyligi.
Qattiq holatda faqat amorf holatda bo'lishi mumkin bo'lgan moddalar mavjud. Bu tartibsiz bog'lanishlar ketma-ketligiga ega polimerlarga tegishli.
2. Amorf metall qotishmalari
Amorf metall qotishmalari (metall oynalar) metall qattiq moddalar bo'lib, ularda atomlarning joylashishida uzoq masofali tartib yo'q. Bu ularga an'anaviy kristalli metallardan bir qator sezilarli farqlarni beradi.
Amorf qotishmalarni birinchi marta 1960 yilda P.Dyuves olgan, biroq ularning keng ko‘lamli tadqiqotlari va sanoatda qo‘llanilishi 1968 yilda yigiruv usuli ixtiro qilinganidan keyin o‘n yil o‘tgach boshlandi. Hozirgi vaqtda bir necha yuz amorflashtiruvchi qotishma tizimlari ma'lum, metall oynalarning tuzilishi va xususiyatlari etarlicha batafsil o'rganilgan va ularni sanoatda qo'llash doirasi kengaymoqda.
2.1 Amorf qotishmalarni olish usullari
Amorf tuzilmani olish uchun suyuq metallning ultra yuqori sovutish tezligini amalga oshirish mumkin turli yo'llar bilan. Ularning umumiy tomoni shundaki, kamida 106 deg/s sovutish tezligini ta'minlash zarur. Sovuq plastinkaga tomchi tushirish, gaz yoki suyuqlik bilan purkash, tomchi yoki oqimni santrifüj qilish, metall yuzaning yupqa plyonkasini lazer bilan eritib, taglik massasi bilan tez issiqlikni olib tashlash uchun ma'lum usullar ma'lum. metall, gazsimon muhitdan ultra tez sovutish va hokazo. Ushbu usullardan foydalanish turli xil kenglikdagi va qalinlikdagi lenta, sim va kukunlarni olish imkonini beradi.
Ko'pchilik samarali usullar amorf lentani sanoat ishlab chiqarish - bu suyuq metall oqimining tashqi (diskda qattiqlashishi) yoki ichki (markazdan qotib qoladigan) yuzalarida aylanuvchi barabanlarning sovishi yoki eritmani yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi bo'lgan materiallardan tayyorlangan sovuq rulonlar orasiga aylantirish.
1-rasm. Eritmadan so'ndirish yo'li bilan yupqa chiziqni olish usullari: a) markazdan qochma bilan söndürme; b) diskda qotib qolish; c) eritilgan prokat; d) markazdan qochiruvchi qattiqlashuv; e) sayyoraviy qotib qolish
1-rasmda ushbu usullarning sxematik diagrammalari ko'rsatilgan. Induksion pechda olingan eritma nozuldan neytral gaz bilan siqib chiqariladi va aylanadigan sovutilgan korpus (muzlatgich) yuzasi bilan aloqa qilganda qotib qoladi. Farqi shundaki, diskda markazdan qochma va qattiqlashtirish usullarida eritma faqat bir tomondan sovutiladi.
Asosiy muammo - muzlatgich bilan aloqa qilmaydigan tashqi yuzaning etarli darajada tozaligini olishdir. Eritma prokat usuli olish imkonini beradi yaxshi sifat magnit ro'yxatga olish boshlari uchun ishlatiladigan amorf lentalar uchun ayniqsa muhim bo'lgan lentaning ikkala yuzasi. Har bir usul lentalarning o'lchamlari bo'yicha o'ziga xos cheklovlarga ega, chunki qattiqlashuv jarayonida ham, usullarning apparat dizaynida ham farqlar mavjud. Agar markazdan qochma qotish paytida lentaning kengligi 5 mm gacha bo'lsa, unda rulon orqali 10 mm yoki undan ortiq kenglikdagi lentalar olinadi.
Oddiyroq apparatlarni talab qiladigan diskni söndürme usuli, erituvchi tigellarning o'lchamiga qarab tarmoqli kengligini keng diapazonda o'zgartirishga imkon beradi. Bu usul kengligi 0,1-0,2 mm, kengligi esa 100 mm gacha bo'lgan ikkala tor lentalarni ishlab chiqarishga imkon beradi va kenglikni saqlashning aniqligi ± 3 mikron bo'lishi mumkin. Maksimal tigel sig'imi 50 kg gacha bo'lgan qurilmalar ishlab chiqilmoqda. suyuqlik holati metall tez qotib qoladi, aylanadigan muzlatgich yuzasiga nozik bir qatlamda tarqaladi. Qotishmaning doimiy tarkibi bilan sovutish tezligi eritmaning qalinligi va sovutgichning xususiyatlariga bog'liq. Sovutgichdagi eritmaning qalinligi uning aylanish tezligi va eritmaning chiqish tezligi bilan belgilanadi, ya'ni u ko'krak diametriga va eritmadagi gaz bosimiga bog'liq. Katta ahamiyatga ega metallning sovutgich bilan aloqa qilish muddatini ko'paytirish imkonini beruvchi diskka eritma etkazib berish burchagini to'g'ri tanlashga ega. Sovutish tezligi, shuningdek, eritmaning o'ziga xos xususiyatlariga bog'liq: issiqlik o'tkazuvchanligi, issiqlik sig'imi, yopishqoqlik, zichlik.
Yupqa amorf simni olish uchun eritmadan tolalarni tortib olishning turli usullari qo'llaniladi.
2-rasm Eritmadan qotib qolgan yupqa simni olish usullari: a) eritmani sovutish suvi orqali tortib olish (eritma ekstruziyasi); b) aylanuvchi barabandan ipni tortib olish; v) shisha kapillyarda eritmani cho'zish; 1 - eritish; 2 - sovutish suvi; 3 - stakan; 4 - ko'krak; 5 - simli o'rash
Birinchi usulda (2-rasm, a) erigan metall aylana kesmali trubaga tortiladi. suv eritmasi tuzlar.
Ikkinchisida (2-rasm, b) - tutilgan suyuqlikka erigan metall oqimi tushadi markazdan qochma kuch aylanuvchi barabanning ichki yuzasida: qattiqlashtirilgan ip keyin aylanadigan suyuqlikdan chiqariladi. Shisha kapillyarda eritmani iloji boricha tezroq tortib, amorf simni olishdan iborat bo'lgan usul ma'lum (2-rasm, s).
Bu usul Teylor usuli deb ham ataladi. Elyaf shisha naycha bilan bir vaqtning o'zida eritmani tortib olish orqali olinadi, tolaning diametri esa 2-5 mikron. Bu erda asosiy qiyinchilik tolani uni qoplagan shishadan ajratish bo'lib, bu usul bilan amorflangan qotishmalarning tarkibini tabiiy ravishda cheklaydi.
2.2 Mexanik xossalari
Shuni ta'kidlash kerakki, amorf qotishmalarning mexanik xususiyatlarining birinchi xususiyati ularning juda yuqori quvvatidir. Ma'lumki, nazariy kuch, ya'ni sinish tekisligidagi barcha atomlararo bog'lanishlarni uzish uchun zarur bo'lgan kuchlanish 1~10E? (E - Young moduli). Haqiqiy metallarning kuchi ikki-uch daraja pastroq - faqat mo'ylovlarning (mo'ylovlarning) kuchi nazariyaga yaqinlashadi.
Amorf qotishmalar uchun 0,040,05Ey? ... nazariy kuchga yaqin qiymatlar ham xosdir. Bu, birinchidan, kristallarga nisbatan elastik modullarning pastligi, ikkinchidan, deformatsiya va sinish mexanizmlarining o'ziga xosligi bilan bog'liq. Amorf qotishmalarning Puasson nisbati odatda 0,4 ga yaqin - bu kristalli metallar (0,3) va suyuqlik (0,5) o'rtasidagi oraliq qiymatdir. Amorf qotishmalarning juda kutilmagan xususiyati ularning plastik oqimga qobiliyatidir. Kristallarda, ma'lumki, plastik xatti-harakatlar dislokatsiyalar harakati bilan ta'minlanadi. Ammo translatsiya simmetriyasi bo'lmagan tanada dislokatsiyalar mavjud klassik tushuncha mumkin emas va amorf moddalar mutlaqo mo'rt bo'lishini kutish mumkin. Noorganik ko'zoynaklar shunday yo'l tutishadi, ammo amorf metallarda plastik deformatsiyalar hali ham sodir bo'ladi.
Deformatsiya qilish qobiliyati, kristallarda bo'lgani kabi, kollektivlashtirilgan yo'nalishsiz xarakter bilan bog'liq metall bog'lanish. Bunday holda, amorf jismlarga xos bo'lgan yuqori mustahkamlikni amalga oshirish mumkin, agar mo'rt sinish oqish kuchidan past kuchlanishlarda bostirilgan bo'lsa. Amorf qotishmalarning plastik deformatsiyasi har bir hajm elementi deformatsiyalanganda va namuna bir xil deformatsiyani boshdan kechirganda bir hil bo'lishi mumkin va plastik oqim ingichka kesish chiziqlarida lokalizatsiya qilinganida bir hil bo'lishi mumkin.
Bir jinsli deformatsiya yuqori haroratlarda (kristallanish haroratiga yaqin) va past kuchlanishlarda (0,01 Gf) sodir bo'ladi.<, где G -- модуль сдвига). При этом скорость деформации пропорциональна приложенному напряжению. Вязкость з по мере развития деформации непрерывно растёт, и с повышением температуры этот рост ускоряется по аррениусовскому закону. Степень пластической деформации при гомогенном течении практически неограничена, и при правильно подобранных условиях можно добиться эффекта сверхпластичности с деформацией в сотни процентов. По-видимому, гомогенная деформация происходит за счёт непрерывной релаксации структуры, хотя она может протекать и после предварительного отжига при более высокой температуре.
Natijada, qotishmalar, odatda, bir hil deformatsiyadan keyin keskin mo'rt bo'ladi. Bir hil bo'lmagan plastik oqim past haroratlarda va yuqori kuchlanishlarda sodir bo'ladi (cr0,8TT<0,02Gф>). U yuklanish tezligiga kam sezgir va amalda deformatsiyaning qattiqlashishi bilan birga kelmaydi. Bir jinsli deformatsiyadan farqli ravishda bir jinsli deformatsiya amorf strukturada tartib darajasining pasayishiga olib keladi. Bir hil bo'lmagan deformatsiya paytida oqim kesishma chiziqlarida to'planadi, ularning soni qotishmaning plastikligini aniqlaydi. Plastisite yuklash tartibiga qarab juda katta farq qiladi. Kuchlanishda u odatda kichik bo'ladi - vayronagarchilik 1 ... 2% deformatsiyadan keyin sodir bo'ladi, dumalash paytida esa 50 ... 60% deformatsiyalarga erishish mumkin va bükme paytida radius qalinligi bilan solishtirish mumkin. lenta (30 ...
Amorf qotishmalarni, shuningdek, an'anaviy kristallilarni yo'q qilish mo'rt va egiluvchan bo'lishi mumkin. Mo'rt sinish makroskopik oqimning tashqi izlarisiz va kuchlanish o'qiga perpendikulyar tekisliklar bo'ylab yorilish natijasida yuzaga keladi. Egiluvchan sinish plastik deformatsiyadan keyin yoki bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi. U maksimal tangensial kuchlanishlar harakat qiladigan tekisliklar bo'ylab rivojlanadi. Amorf qotishmalarning egiluvchan sinishining o'ziga xos xususiyati sinish yuzasida ikkita zonaning mavjudligidir: deyarli silliq bo'linish joylari va bir-biriga bog'langan "tomirlar" tizimi kuzatiladigan joylar - kuchli lokalizatsiyalangan plastik oqim mintaqalarining chiqish izlari. qalinligi ~ 0,1 mkm.
2.3 Fizik xususiyatlari
Avvalo, amorf qotishmalarning magnit xususiyatlariga to'xtalib o'tish kerak. Amorf holatda, atomlarning tartibsiz joylashishiga qaramay, magnit momentlarning tartibli joylashishi sodir bo'lishi mumkin. Shuning uchun temir, kobalt, nikel va ba'zi noyob tuproq metallari asosidagi ko'plab amorf qotishmalar ferromagnitdir. Ularning xatti-harakati sifat jihatidan kristalli ferromagnitlarning xatti-harakatiga o'xshaydi: ularda magnit domenlar paydo bo'ladi, magnitlanishning teskari o'zgarishi paytida histerezis halqasi paydo bo'ladi, yuqorida o'z-o'zidan magnitlanish yo'qoladigan Kyuri nuqtasi mavjud va hokazo. Amorf qotishmalarda magnitlanishning teskari o'zgarishi paytida domen devorlarining harakatiga hech qanday to'siqlar yo'q, masalan, dislokatsiyalar yoki don chegaralari, lekin mahalliy bir xillik, ichki stresslar tufayli magnitostriktsiya va boshqalar to'siq bo'lishi mumkin. Kristallanish harorati ostida tavlanish, bu amorf strukturaning bo'shashishiga va ichki stresslarning pasayishiga olib keladi, odatda majburlash kuchini kamaytiradi. Biroq, ba'zi hollarda, aksincha, u domen chegaralarining barqarorlashuvi tufayli histerezis halqasining kengayishiga olib kelishi mumkin.
Amorf qotishmalarning elektr qarshiligi uzoq muddatli tartibning yo'qligi sababli kristalli qotishmalarga qaraganda sezilarli darajada yuqori. Bundan tashqari, ularning elektr qarshiligi haroratga qarab juda oz farq qiladi. Amorf o'ta o'tkazgichlar ham mavjud.
2.4 Amorf qotishmalarni qo'llash
1. Sanoat amorf qotishmalarining 80% ga yaqini magnit xossalari uchun ishlab chiqariladi. Ular izotropik xususiyatlarni, yuqori magnit o'tkazuvchanlikni, yuqori to'yingan induksiyani va past majburlash kuchini birlashtirgan yumshoq magnit materiallar sifatida ishlatiladi. Ular magnit ekranlar, magnit filtrlar va separatorlar, sensorlar, ro'yxatga olish boshlari va boshqalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Amorf qotishmalardan tayyorlangan transformator yadrolari tor histerezis halqasi tufayli juda kam remagnetizatsiya yo'qotishlari, shuningdek, yuqori elektr qarshiligi va kichik qalinligi bilan ajralib turadi, bu esa girdab oqimlari bilan bog'liq yo'qotishlarni kamaytiradi.
Amorf materiallar kimyoviy jihatdan kristalllarga qaraganda faolroq bo'lsa-da, ular tarkibida xrom va passivlashtiruvchi plyonka hosil bo'lishiga yordam beradigan boshqa elementlar bo'lsa, ular juda yuqori korroziyaga chidamli bo'lishi mumkin va agressiv muhitda qo'llanilishi mumkin; masalan, Fe45Cr25Mo10P13C7 qotishmasi chidamliligi bo'yicha hatto tantaldan ham oshib ketadi. Amorf qotishmalar yuqori quvvatli qotishmalar sifatida ham qo'llaniladi (masalan, kompozit materiallarning tarkibiy qismi va hatto avtomobil shinalari kordonlari sifatida). Ba'zi amorf qotishmalar invar va elinvar xossalarini namoyon qiladi (ya'ni ular nolga yaqin issiqlik kengayish koeffitsientiga yoki haroratga kuchsiz bog'liq bo'lgan elastiklik modullariga ega) va nozik asboblarda qo'llanilishi mumkin. Nihoyat, amorf qotishmalar nanokristalli materiallarni olish uchun ishlatiladi. Amorf qotishmalardan foydalanishga texnologik cheklovlar (olingan yarim tayyor mahsulotlarning kichik qalinligi, to'liq payvandlanmaslik) va xususiyatlarning past barqarorligi to'sqinlik qiladi - ularning tuzilishi va xususiyatlari nafaqat isitish vaqtida, balki xonada ishlash jarayonida ham sezilarli darajada o'zgaradi. harorat.
Chelyabinsk viloyatida sanoat miqyosida amorf metall qotishmalarini ishlab chiqaradigan korxona mavjud - bu "Ashinskiy metallurgiya zavodi" OAJ. Amorf qotishmalarni olish bo'yicha birinchi ish 1984 yilda boshlangan va amorf lenta ishlab chiqarish sexi (ESPTs-1) 1989 yilda qurilgan.
Amorf lenta Ural-100 agregatlarida diametri taxminan 1000 mm va kengligi 200 mm bo'lgan aylanadigan sovutilgan baraban yuzasiga suyuq metallning tekis oqimini quyish orqali ishlab chiqariladi (1, a-rasmga qarang). Olingan lenta kengligi 3 dan 80 mm gacha va qalinligi 20 ... 30 mikronga ega. Temir 2NSR, 9KSR, 30KSR va kobalt 71KNSR, 86KGSR, 82K3XSR, 84KXSR, shuningdek nanokristalli nozik qotishma 5BDSR asosidagi yumshoq magnit amorf qotishmalar ishlab chiqariladi. (Qotishmalarning navlaridagi elementlarning belgilari qotishma po'latlar bilan bir xil.) Qotishmalar iste'molchilarga rulonlarga o'ralgan lenta shaklida ham, tayyor mahsulot - magnit yadrolar shaklida ham etkazib beriladi. Amorf lentadan buralgan magnit sxemalardan tashqari, magnit ekranlar, magnit sensorlar va transformatorlarning yadrolari, qarshilik elementlari va boshqalar tayyorlanishi mumkin.
Lenta issiqlik bilan ishlov berilmagan holda etkazib beriladi, ammo ko'pgina qotishmalardan tayyor mahsulotlar 10 ... 60 daqiqa davomida 400 ... 460 ° C da majburiy termomagnit ishlov berishni (kamroq, magnit maydonsiz issiqlik bilan ishlov berishni) talab qiladi. 5BDSR qotishmasini nanokristallanish bilan birga termomagnit bilan ishlov berish 520...550 °C da amalga oshiriladi. Issiqlik bilan ishlov berilmagan holda, magnit ekranlar uchun faqat 71KNSR qotishmasi ishlatiladi. Har bir lenta partiyasi uchun nafaqat kimyoviy tarkibi, balki termal (termomagnit) ishlov berishdan so'ng magnit xususiyatlarning butun majmuasi ham nazorat qilinadi.
Amorf elinvarlar seysmik datchiklar, manometr membranalari, tezlik, tezlanish va moment datchiklarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi; soat mexanizmi buloqlari, tarozilar, terish o'lchagichlari va boshqa nozik bahor asboblari. Germaniyada 78% nikel, bor va kremniyni o'z ichiga olgan Vitrovac-0080 brendining qotishmasi ishlab chiqilgan. Qotishma valentlik kuchi = 2000 MPa, Young moduli 1,5 * 105 MPa, zichligi 8 g / sm3, elektr qarshiligi 0,9 Ohm * mm2 / m, 107 tsiklga asoslangan egilish chidamliligi chegarasi taxminan 800 MPa. Qotishma buloqlar, membranalar va kontaktlarni ishlab chiqarish uchun tavsiya etiladi.
Amorf materiallar yuqori bosimli quvurlarni mustahkamlash, shinalar po'lat shnuri va boshqalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Kelajakda volanlarni ishlab chiqarish uchun amorf qotishmalardan foydalanish mumkin. Bunday volanlardan energiyani saqlash va elektr stantsiyalarida eng yuqori yuklarni qoplash, avtomobillarning ishlashini yaxshilash va boshqalar uchun ishlatilishi mumkin.
Temirga asoslangan AMS turli maqsadlar uchun yuqori chastotali transformatorlarning yadrolari, choklar va magnit kuchaytirgichlar uchun material sifatida ishlatiladi. Bu past umumiy yo'qotishlar bilan bog'liq bo'lib, ushbu sinfning eng yaxshi AMSlarida silikon elektr po'latlariga qaraganda pastroq kattalik tartibi mavjud.
Transformator yadrolarida an'anaviy Fe-Si kristalli qotishmasini, shuningdek, magnit o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan Ni-Fe qotishmalarini almashtirish uchun yuqori magnit to'yingan Fe-Si-B qotishmalari taklif qilingan. Magnitokristalli anizotropiyaning yo'qligi, juda yuqori elektr qarshilik bilan birgalikda, ayniqsa, yuqori chastotalarda oqim yo'qotishlarini kamaytiradi. Yaponiyada ishlab chiqilgan Fe81B13Si4C2 amorf qotishmasidan yadrolardagi yo'qotish 0,06 Vt / kg ni tashkil qiladi, ya'ni donga yo'naltirilgan transformator po'lat plitalaridagi yo'qotishdan taxminan yigirma baravar past. Transformator po'latlari o'rniga Fe83B15Si2 qotishmasidan foydalanganda histerezis energiya yo'qotishlarini kamaytirish hisobiga tejamkorlik faqat AQShda yiliga 300 million dollarni tashkil qiladi. Metall oynalarni qo'llashning ushbu sohasi keng istiqbolga ega.
Juda yuqori boshlang'ich magnit o'tkazuvchanligiga qo'shimcha ravishda, ayniqsa yuqori chastotalarda (10 kHz), shuningdek, nol magnitostriktsiya, kobalt asosidagi metall oynalar yuqori qattiqlik va yaxshi korroziya xususiyatlariga ega, shuning uchun ular magnit ro'yxatga olish boshlari uchun materiallar sifatida ishlatiladi. Yaponiyada ishlab chiqarilgan Fe5Co70Si10B15 qotishmasi yuqori mahsuldorlik va keng qo'llanilishini topdi. Rulo bilan söndürme 50 mkm qalinlikdagi va 15 mm kengligidagi chiziqni hosil qiladi, ikkala yuzada ham mukammal sifat (pürüzlülük ± 3 mkm). Magnit oqimining yuqori zichligi va yuqori aşınma qarshiligi tufayli bunday lentadan tayyorlangan ro'yxatga olish boshlari ferrit va permalloy boshlarga qaraganda yaxshiroq umumiy xususiyatlarga ega. Ushbu materiallar ovoz, video, kompyuter va boshqa ovoz yozish uskunalarida qo'llaniladi.
Amorf kobalt qotishmalaridan tayyorlangan lentalar kichik o'lchamli yuqori chastotali transformatorlarning yadrolarida turli maqsadlar uchun, xususan, ikkilamchi quvvat manbalari va magnit kuchaytirgichlar uchun ishlatiladi. Ular oqim oqish detektorlarida, telekommunikatsiya tizimlarida va sensorlar (jumladan, fluxgate turi), magnit ekranlar va haroratga sezgir sensorlar, shuningdek, yuqori sezgir magnit o'tkazgichlarda qo'llaniladi. Korroziyaga chidamliligi bilan birgalikda yuqori quvvat dengiz suvi bilan aloqada ishlaydigan kabellarni ishlab chiqarish uchun amorf qotishmalardan, shuningdek ish sharoitlari agressiv muhit ta'siri bilan bog'liq bo'lgan mahsulotlardan foydalanishga imkon beradi.
Yuqori quvvat, korroziyaga chidamlilik va aşınma qarshilik, shuningdek, yumshoq magnit xususiyatlarning kombinatsiyasi boshqa ilovalarni ham mumkin. Misol uchun, magnit ajratish qurilmalarida induktorlar sifatida bunday oynalardan foydalanish mumkin. Magnit ekranlar sifatida lentadan to'qilgan mahsulotlar ishlatilgan. Ushbu materiallarning afzalligi shundaki, ular magnit xususiyatlarini buzmasdan kerakli shakllarda kesilishi va egilishi mumkin.
Ko'zoynaklar yuqori darajada sovutilgan suyuqlik bo'lganligi sababli, qizdirilganda ularning kristallanishi odatda kuchli yadrolanish bilan sodir bo'ladi, bu esa bir hil, juda nozik taneli metallni olish imkonini beradi. Bunday kristalli fazani an'anaviy ishlov berish usullari bilan olish mumkin emas. Bu nozik lenta shaklida maxsus lehimlarni olish imkoniyatini ochadi. Ushbu lentani egish oson va tegmaslik konfiguratsiyani olish uchun kesilishi va muhrlanishi mumkin. Lehimlash uchun lenta tarkibida bir hil bo'lishi va lehimlanadigan mahsulotlarning barcha nuqtalarida ishonchli aloqani ta'minlashi juda muhimdir. Lehimlar yuqori korroziyaga chidamliligiga ega. Ular aviatsiya va kosmik texnologiyalarda qo'llaniladi.
Kelajakda dastlabki amorf fazaning kristallanishi orqali supero'tkazuvchi kabellarni olish mumkin.
Kimyoviy reaktsiyalar uchun katalizator sifatida amorf qotishmalardan foydalanish ham ma'lum. Masalan, amorf Pd - Rh qotishmasi NaCl ning NaOH va C12 ga parchalanishi uchun katalizator bo'lib chiqdi va temir asosidagi qotishmalar temir kukuniga (taxminan 15%) nisbatan yuqori hosil beradi (taxminan 80%). sintez reaktsiyasi
4H2 + 2CO \u003d C2H4 + 2H2O - (12.1)
Amorf metallar an'anaviy kristall metallarda uchramaydigan xossalarining o'ziga xosligi tufayli ko'pincha kelajak materiallari deb ataladi. Amorf metall materiallarni qo'llashning asosiy yo'nalishlari bo'yicha ma'lumotlar 12.4-jadvalda keltirilgan.
Amorf metallarning keng qo'llanilishiga yuqori narx, nisbatan past issiqlik barqarorligi, shuningdek, hosil bo'lgan lentalar, simlar va granulalarning kichik o'lchamlari to'sqinlik qiladi. Bundan tashqari, tuzilmalarda amorf qotishmalardan foydalanish ularning past payvandlanishi tufayli cheklangan.
3. Amorf va shishasimon yarim o'tkazgichli materiallar
Yarimo'tkazgich xususiyatlarini ko'rsatadigan amorf va shishasimon moddalar. Ular qisqa masofali tartibning mavjudligi va uzoq masofali tartibning yo'qligi bilan tavsiflanadi. Amorf moddaning maxsus turi sifatida qaralishi mumkin bo'lgan shishasimon yarim o'tkazgich material fazoviy panjara mavjudligi bilan tavsiflanadi, unda kovalent bog'langan atomlardan tashqari, ionlarning qutbli guruhlari mavjud. Bunday materiallarda atomlar va ionlar guruhlari orasidagi bog'lanish qisqa masofali kovalent van der Vaals kuchlari hisobiga amalga oshiriladi. Noorganik shishasimon yarim o'tkazgichlar elektron o'tkazuvchanlikka ega.
Kristalli yarim o'tkazgichlardan farqli o'laroq, shishasimon yarim o'tkazgichlar nopoklik o'tkazuvchanligiga ega emas. Shishasimon yarim o'tkazgichlardagi aralashmalar stoxiometriyadan chetga chiqishga ta'sir qiladi va shu bilan ularning elektr xususiyatlarini o'zgartiradi. Ushbu yarimo'tkazgichlar qalin qatlamlarda rangli va shaffof emas. Shishasimon yarimo'tkazgichli materiallar strukturaning noto'g'ri yo'nalishi va to'yinmagan kimyoviy birikmalar bilan tavsiflanadi.
Tarkibi va tuzilishiga ko'ra amorf va shishasimon yarim o'tkazgichlar oksidli, xalkogenidli, organik va tetraedrallarga bo'linadi.
Oksid kislorodli oynalar o'zgaruvchan valentli metallarning oksidlarini birlashtirish orqali olinadi, masalan, V2O5-P2O5-ZnO. Ushbu oynalarni hosil qiluvchi metall oksidlari bir vaqtning o'zida bir xil elementning kamida ikkita turli valentlik holatiga ega bo'lib, ularning elektron o'tkazuvchanligini aniqlaydi. Kislorodsiz xalkogenidli stakanlar davriy tizimning III, IV, V guruh elementlari bilan halkogenlarni (S, Se, Te) birlashtirish orqali olinadi. Kalkogenidli shishasimon yarim o'tkazgichlar, asosan, eritmani sovutish yoki vakuumda bug'lantirish orqali olinadi. Odatda vakillari sulfid va mishyak selenidlaridir. Bularga, shuningdek, turli metallarning (masalan, Ge-S, Ge-Se, As-S, As-Se, Ge-SP, Ge-As) xalkogenidlarining (sulfidlar, selenidlar va telluridlar) ikki va ko'p komponentli shishasimon qotishmalari kiradi. -Se, As -S-Se, As-Ge-Se-Te, As-Sb-S-Se, Ge-S-Se, Ge-Pb-S). Kalkogenidli ko'zoynaklar spektrning IR mintaqasida 1 dan 18 mkm gacha bo'lgan yuqori shaffoflikka ega. Murakkab xalkogenid birikmalarining amorf plyonkalari ularning fizik-kimyoviy xususiyatlarini o'zgartirish uchun katta imkoniyatlarga ega.
Si, Ge, GaAs va boshqa yarim o'tkazgich moddalarning amorf plyonkalari xossalariga ko'ra amaliy qiziqish uyg'otmaydi. Ushbu yarimo'tkazgichlarda uzoq masofali tartibning yo'qligi va mikroporlar kabi ko'plab nuqsonlarning mavjudligi ko'plab atomlarda to'yinmagan osilgan bog'lanishlarning mavjudligiga olib keladi. Buning oqibati tarmoqli bo'shlig'ida mahalliylashtirilgan davlatlarning yuqori zichligi (1020 sm-3). Amorf yarim o'tkazgichlarda elektr o'tkazuvchanligi jarayonining o'ziga xos xususiyati tufayli bunday materiallarning elektr xususiyatlarini nazorat qilish amalda mumkin emas.
Vodorodning amorf kremniy plyonkalariga kiritilishi uning elektrofizik xususiyatlarini sezilarli darajada o'zgartiradi. Amorf kremniyda erigan vodorod osilgan bog'larni yopadi (ularni to'ydiradi), natijada Si:H deb nomlangan bunday "vodorodlangan" materialda tarmoqli bo'shlig'idagi holatlarning zichligi keskin kamayadi (1016-1017 sm-3 gacha). . Bunday materialni an'anaviy donor (P, As) va qabul qiluvchi (B) aralashmalari bilan qo'shib, elektron yoki teshik tipidagi o'tkazuvchanlikni beradi va unda p-n birikmalarini hosil qiladi. Kremniy asosida Si1-xCx:H, Si1-xGex:H, Si1-xNx:H, Si1-xSnx:H qiziqarli elektr va optik xossalarga ega boʻlgan bir qator vodorodlangan amorf yarimoʻtkazgichlar sintez qilingan.
Amorf va shishasimon yarim o'tkazgichlarning amaliy qo'llanilishi xilma-xildir. Amorf kremniy monokristalli kremniyga arzonroq muqobil bo'lib xizmat qildi, masalan, uning asosida quyosh batareyalarini ishlab chiqarishda. Amorf kremniyning optik yutilishi kristalli kremniynikidan 20 baravar yuqori. Shuning uchun 0,5-1,0 mkm qalinlikdagi -Si:H plyonkasi qimmat 300 mikronli silikon substratlar o'rniga ko'rinadigan yorug'likni sezilarli darajada singdirish uchun etarli. Polikristalli kremniy xujayralari bilan solishtirganda, -Si: H ga asoslangan mahsulotlar past haroratlarda (300 ° C) ishlab chiqariladi.
Vodorodlangan kremniy kserografiyada fotosensitiv elementlarni, asosiy tasvir sensorlarini (datchiklarini), televizion uzatish quvurlari uchun videokon nishonlarini yaratish uchun ajoyib materialdir. Vodorodlangan amorf kremniydan tayyorlangan optik sensorlar videoma'lumotni xotiraga yozib olish uchun, to'qimachilik va metallurgiya sanoatida nuqsonlarni aniqlash uchun, avtomatik ta'sir qilish va yorqinlikni nazorat qilish qurilmalarida qo'llaniladi.
Shishasimon yarimo‘tkazgichlar fotoo‘tkazuvchan yarim o‘tkazgichlar bo‘lib, elektrofotografiyada, axborotni qayd etish tizimlarida va boshqa qator sohalarda qo‘llaniladi. Spektrning uzun toʻlqinli mintaqasida shaffofligi tufayli xalkogenidli shishasimon yarimoʻtkazgichlar optik asboblar yasashda va boshqalarda qoʻllaniladi.
4. Amorf materiallarni olishning umumiy usullari
Amorf materiallarni olishning umumiy usullarini rasm shaklida tasvirlash mumkin.
amorf metall kristall jismoniy
Xulosa
Amorf materiallarning ikki tomonlama tabiati sanoat nuqtai nazaridan yuqori baholanadi. Amorf jismlar ustida olib borilgan eksperimental va nazariy ishlar ushbu materiallarning qattiq tuzilishining paradoksal tabiatini yaxshiroq tushunishga imkon berdi. Shuningdek, nega amorf metall qotishmalariga qiziqish bor edi? Avvalo, atomlarning qisqa masofali tartibiga ega bo'lgan metall qotishmalari hozirgi kungacha kondensatsiyalangan moddalar fizikasining juda qiziqarli ob'ektlari bo'lganligi sababli.
So'nggi yillarda amorf metall materiallarning mexanik, elektr va magnit xususiyatlarini o'rganishda muhim natijalarga erishildi. Biroq, amorf tuzilmalar bo'yicha tadqiqotlarni to'liq yakunlash hali oldinda. Haqiqatga mos keladigan qisqa masofali tartibning tuzilishi masalasi uning aniq echimini talab qiladi. Va nihoyat, amorf tuzilmalar navbatdagi o'rinda turadi, ularda hatto qisqa masofali tartib ham yo'q. Shunday qilib, amorf materiallarning foydali xususiyatlarini o'rganish bugungi kungacha davom etmoqda.
Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati
1. A. G'arbiy qattiq jismlar kimyosi, 2-qism, M.: Mir, 1988
2. Zolotuxin I.V. Amorf metall materiallarning fizik xossalari. M.: Metallurgiya, 1986. 176 b.
3. B.V.Nekrasov, “Umumiy kimyo asoslari”, M.: Ximiya, 1973 y.
4. Fel'ts A. Amorf va shishasimon noorganik qattiq moddalar / A. Fel'ts. - M.: Mir, 1986. - 556 b.
5. Xenni N. Qattiq jismlar kimyosi / N. Xenni. - M.: Mir, 1971. -223 b.
6. Amorf metall qotishmalari / V.V. Nemoshkalenko va boshqalar / otv. ed. V.V. Nemoshkalenko. - Kiev: Naukova Dumka, 1987. - 248 p.
7. Suzuki, K. Amorf metallar / K. Suzuki, X. Fuximori, K. Xashimoto; ed. Ts. Masumoto. - M.: Metallurgiya, 1987. - 328 b.
8. Ryabov, A.V. Ark pechlarida po'lat eritishning zamonaviy usullari: darslik / A.V. Ryabov, I.V. Chumanov, M.V. Shishimirov. -- Chelyabinsk: SUSU nashriyoti, 2007. -- 188 b.
9. "Ashinskiy metallurgiya zavodi" OAJ veb-sayti: http://www.amet.ru.
10. "Vikipediya" sayti: http://ru.wikipedia.org
Allbest.ru saytida joylashgan
...
SHUNGA O'XSHASH HUJJATLAR
Polimerlar organik va noorganik, amorf va kristall moddalar sifatida. Ularning molekulalari tuzilishining xususiyatlari. "Polimeriya" atamasining tarixi va uning ma'nosi. Polimer birikmalarining tasnifi, ularning turlariga misollar. Kundalik hayotda va sanoatda qo'llanilishi.
taqdimot, 2010 yil 11/10 qo'shilgan
Poliuretanlarning (PU) xususiyatlarining xilma-xilligi. Poliol va izosiyanat komponentlarining o'zgarishi. Poliuretan ishlab chiqarish uchun xom ashyo: izosiyanatlar va polihidrik spirtlar. PU bo'yoq materiallari va oraliq mahsulotlarni sintez qilish usullari. Modifikatsiyaning zamonaviy usullari.
referat, 30.03.2009 yil qo'shilgan
Moddalarning gazsimon, kondensatsiyalangan, suyuq va amorf fazalari. Kristal fazalar tuzilishining tavsifi. Kristalli tuzilmalarning barqarorlik chegaralari. Qattiq jismdagi nuqsonlar. Nuqta nuqsonlarining o'zaro ta'siri. Kristalsiz qattiq fazalarni olish usullari.
test, 20/08/2015 qo'shilgan
Nanokompozit materiallarning umumiy tavsifi: metafizik xususiyatlarini tahlil qilish, qo'llanilishining asosiy sohalari. Metamateriallarning xususiyatlarini, yaratish usullarini hisobga olish. Nanozarrachalarning fizik, elektron va fotofizik xossalari bilan tanishish.
referat, 27.09.2013 qo'shilgan
Avtomobilsozlik va kimyo sanoatida turli xil kauchuk va boshqa materiallar ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan muhim material butil kauchukning fizik-kimyoviy xossalarini yaratish va tahlil qilish tarixi. Suspenziyada butil kauchuk olish texnologiyasi.
referat, 21.10.2010 qo'shilgan
Polimerlarga xos xususiyatlarni berish uchun ularni fizik modifikatsiyalashning umumiy usullari. Magnitoplastlarning termogravimetrik tahlili. Kaolin asosidagi materiallarning qiyosiy tavsiflari. Issiqlik izolyatsiyalash materiallarining xususiyatlari.
maqola, 26.07.2009 yil qo'shilgan
Metalllarning fizik-kimyoviy xossalarini, ularning oddiy va murakkab moddalar bilan o'zaro ta'sir qilish xususiyatlarini o'rganish. Metalllarning inson va jamiyat hayotidagi roli. Elementlarning tabiatda tarqalishi. Guruhdagi metallar xossalarining o'zgarishi qonuniyati.
taqdimot, 02/08/2013 qo'shilgan
Polimer aralashmalarining fizik-mexanik xossalarini o'rganish. Kauchuk birikmalarini qoliplashning asosiy usullarini o'rganish. Polimer materiallarni eritmada va eritmada aralashtirish. Polimer aralashmalarini ishlab chiqarish uchun uskunalar. Aralashtirish sifatini baholash.
referat, 20.12.2015 qo'shilgan
Poliolefinlarning tuzilish xususiyati. Turli agressiv muhitda poliolefinlarning qiyosiy kimyoviy qarshiligi. Poliolefinlarning kimyoviy, fizik, issiqlik, mexanik, elektr xossalarini o'rganish. Polibutilenning xususiyatlari va tuzilishi.
kurs qog'ozi, 2012 yil 14 iyunda qo'shilgan
Yoqilg'i-moylash materiallarining mohiyati va umumiy tasnifi. Yoqilg'i, moylarning xususiyatlari. Yog'larning xossalari va ko'lamini baholash. Har xil turdagi yoqilg'i-moylash materiallarini saqlash uchun maqbul sharoit. Ularni ishlab chiqarishda yangi texnologiyalarni ishlab chiqish va qo'llash.
Amorf jismlarning tuzilishi. Elektron mikroskop va rentgen nurlari yordamida olib borilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, amorf jismlarda ularning zarrachalarini joylashtirishda qat'iy tartib yo'q. Kristallardan farqli o'laroq, qaerda bor uzoq muddatli buyurtma zarrachalarning joylashishida, amorf jismlarning tuzilishida mavjud yaqin tartib. Bu shuni anglatadiki, zarrachalarni joylashtirishda ma'lum bir tartib faqat har bir alohida zarracha yaqinida saqlanadi (rasmga qarang).

Rasmning yuqori qismida kristalli kvartsdagi zarrachalarning joylashishi, pastki qismida kvarts mavjudligining amorf shaklidagi zarrachalarning joylashishi ko'rsatilgan. Bu moddalar bir xil zarrachalardan - silikon oksidi SiO2 molekulalaridan iborat.
Har qanday tananing zarralari kabi, amorf jismlarning zarralari uzluksiz va tasodifiy tebranadi va kristallarning zarralari joydan ikkinchi joyga sakrashiga qaraganda tez-tez tebranadi. Bunga amorf jismlarning zarralari bir xil darajada zich bo'lmasligi yordam beradi - ba'zi joylarda ularning zarralari orasida nisbatan katta bo'shliqlar mavjud. Biroq, bu kristallardagi "bo'sh ish o'rinlari" bilan bir xil emas (§ 7-e-ga qarang).
Amorf jismlarning kristallanishi. Vaqt o'tishi bilan (haftalar, oylar), ba'zi amorf jismlar o'z-o'zidan kristall holatga o'ting. Misol uchun, bir necha oy davomida yolg'iz qolgan shakar konfeti yoki asal shaffof bo'lib qoladi. Bunday holda, ular asal va konfetlarni "shakarlangan" deb aytishadi. Shakarlangan konfetni sindirish yoki qoshiq bilan asalni yig'ish, biz haqiqatan ham ilgari amorf holatda mavjud bo'lgan hosil bo'lgan shakar kristallarini ko'ramiz.
Amorf jismlarning o'z-o'zidan kristallanishi shundan dalolat beradi moddaning kristall holati amorf holatga qaraganda barqarorroqdir. MKT buni shunday tushuntiradi. "Qo'shnilar" ning itaruvchi kuchlari amorf jismning zarralarini asosan katta bo'shliqlar bo'lgan joyga ko'chirishga olib keladi. Natijada, zarrachalarning yanada tartibli joylashishi, ya'ni kristallanish sodir bo'ladi.