Кристалл туралы түсінік
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
1.бөлім.Кристалл туралы түсінік ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
1.1 Кристалдардың қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
1.2 Кристалдардың құрылысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...6
2. бөлім. Кристалдық құрылыстың ақаулары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...7
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..12
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..13
Қосымша беттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
Глоссарий ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
1.бөлім.Кристалл туралы түсінік ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
1.1 Кристалдардың қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
1.2 Кристалдардың құрылысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...6
2. бөлім. Кристалдық құрылыстың ақаулары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...7
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..12
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..13
Қосымша беттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
Глоссарий ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
Нақты кристалдардың құрылысы идеал кристалдардан өзгеше болады. Нақты кристалдарда әрдайым ақау болады, сондықтан кристалдың барлық көлемінде атомдардың идеал дұрыс қалыпта орналасуы мүмкін емес.
Кристалдық құрылыстың ақаулы қозғалмалы болып келеді, әрі олар жылжи алады және бір-бірімен әрекетке түседі. Әр түрлі ақаулардың орын ауыстыру жылдамдығы әр түрлі болуына қарамастан, қыздыру кезінде ақаулардың қозғалғыштығы артады. Қыздырылған металда басқаларына қарағанда ақау аз болады.
Кристалл ақаулары нүктелік, сызықтық және беттік болып ажыратылады.
1.Нүтелік ақаулар. Нүктелік ақаулардың мөлшері атомаралық ашықтықпен мөлшерлес. Нүктелік ақауларға: бос орын, түйін аралық және қоспа атомдар жатады.
Бос орын деп кристалдық тордың бос түйінін айтады.
Түйін аралық атом деп түйіннен босап шығып, түйін аралығына орналасқан атомды айтады. Қоспа атомдар не тор түйіндеріне, не түйін аралығына орналасады. Сөйтіп олар осыған сай орын басу не ену қатты ерітінділерін түзеді.
Барлық нүктелік ақаулар кристалдық торды бұзады, криталдың электр кедергісін арттырады және белгілі бір дәрежеде кристалды берік етеді.
2. Сызықтық ақаулар. Сызықтық ақаудың ұзындығы енінен бірнеше есе артық болады. Сызықтық ақаулардың маңызды түрлері шеткері және винттік дислокация болып табылады.
3. Беттік ақаулар. Беттік ақаудың қалындығы өте жұқа, ал ені мен ұзындығы оның қалындығынан бірнеше есе артық болып келеді.
Ақаулар арасындағы өзара әрекеттесу, яғни олардың бірін-бірі жоюы немесе кешендердің түзілуі кристалдырдың қасиеттеріне әсер етеді.
Кристалдық құрылыстың ақаулы қозғалмалы болып келеді, әрі олар жылжи алады және бір-бірімен әрекетке түседі. Әр түрлі ақаулардың орын ауыстыру жылдамдығы әр түрлі болуына қарамастан, қыздыру кезінде ақаулардың қозғалғыштығы артады. Қыздырылған металда басқаларына қарағанда ақау аз болады.
Кристалл ақаулары нүктелік, сызықтық және беттік болып ажыратылады.
1.Нүтелік ақаулар. Нүктелік ақаулардың мөлшері атомаралық ашықтықпен мөлшерлес. Нүктелік ақауларға: бос орын, түйін аралық және қоспа атомдар жатады.
Бос орын деп кристалдық тордың бос түйінін айтады.
Түйін аралық атом деп түйіннен босап шығып, түйін аралығына орналасқан атомды айтады. Қоспа атомдар не тор түйіндеріне, не түйін аралығына орналасады. Сөйтіп олар осыған сай орын басу не ену қатты ерітінділерін түзеді.
Барлық нүктелік ақаулар кристалдық торды бұзады, криталдың электр кедергісін арттырады және белгілі бір дәрежеде кристалды берік етеді.
2. Сызықтық ақаулар. Сызықтық ақаудың ұзындығы енінен бірнеше есе артық болады. Сызықтық ақаулардың маңызды түрлері шеткері және винттік дислокация болып табылады.
3. Беттік ақаулар. Беттік ақаудың қалындығы өте жұқа, ал ені мен ұзындығы оның қалындығынан бірнеше есе артық болып келеді.
Ақаулар арасындағы өзара әрекеттесу, яғни олардың бірін-бірі жоюы немесе кешендердің түзілуі кристалдырдың қасиеттеріне әсер етеді.
1 .Жұмашева Ж.Т Материалтану пәні бойынша оқу -әдістемелік кешені.-Алматы: ҚазҰТУ баспасы,2004 ж. 42 бет
2. Сидорин И.И ,аударғандар: Жүсіпов Б., Жанбосынов Е., Байымбетов Н. – Алматы,1984 ж.449 бет.
3.Смағұлов Д.Ұ . Металлография. – Алматы: ҚазҰТУ, 2001 ж.305 бет
2. Сидорин И.И ,аударғандар: Жүсіпов Б., Жанбосынов Е., Байымбетов Н. – Алматы,1984 ж.449 бет.
3.Смағұлов Д.Ұ . Металлография. – Алматы: ҚазҰТУ, 2001 ж.305 бет
Кіріспе
Нақты кристалдардың құрылысы идеал кристалдардан өзгеше болады.
Нақты кристалдарда әрдайым ақау болады, сондықтан кристалдың барлық
көлемінде атомдардың идеал дұрыс қалыпта орналасуы мүмкін емес.
Кристалдық құрылыстың ақаулы қозғалмалы болып келеді, әрі олар
жылжи алады және бір-бірімен әрекетке түседі. Әр түрлі ақаулардың орын
ауыстыру жылдамдығы әр түрлі болуына қарамастан, қыздыру кезінде ақаулардың
қозғалғыштығы артады. Қыздырылған металда басқаларына қарағанда ақау аз
болады.
Кристалл ақаулары нүктелік, сызықтық және беттік болып
ажыратылады.
1.Нүтелік ақаулар. Нүктелік ақаулардың мөлшері атомаралық ашықтықпен
мөлшерлес. Нүктелік ақауларға: бос орын, түйін аралық және қоспа атомдар
жатады.
Бос орын деп кристалдық тордың бос түйінін айтады.
Түйін аралық атом деп түйіннен босап шығып, түйін аралығына
орналасқан атомды айтады. Қоспа атомдар не тор түйіндеріне, не түйін
аралығына орналасады. Сөйтіп олар осыған сай орын басу не ену қатты
ерітінділерін түзеді.
Барлық нүктелік ақаулар кристалдық торды бұзады, криталдың электр
кедергісін арттырады және белгілі бір дәрежеде кристалды берік етеді.
2. Сызықтық ақаулар. Сызықтық ақаудың ұзындығы енінен бірнеше есе
артық болады. Сызықтық ақаулардың маңызды түрлері шеткері және винттік
дислокация болып табылады.
3. Беттік ақаулар. Беттік ақаудың қалындығы өте жұқа, ал ені мен
ұзындығы оның қалындығынан бірнеше есе артық болып келеді.
Ақаулар арасындағы өзара әрекеттесу, яғни олардың бірін-бірі жоюы
немесе кешендердің түзілуі кристалдырдың қасиеттеріне әсер етеді.
1 Кристалл туралы түсінік
Кристалл дегеніміз - атомдары және молекулалары үздіксіз
кристалдық тор түзетін қатты денелер. Кристалл денелер қыздыру кезінде
қатты күйде болады,яғни сұйық күйге көшетін белгілі бір темперетураға дейін
өзінің нақты пішінің сақтайды. Суыту кезінде процесс кері бағытта жүреді.
Мұндай денелерге металдар, тұздар, алмас және т.б заттар жатады. Мұның
өзінде бір күйден екінші күйге ауысу процесі белгілі бір балқу
температурасында изотермиялық (1- сурет) болып өтеді.
Жалпы кристалдарды сипаттағанда олардың жағын, қырын және төбелерін
көрсетеді. Жақтары өзара қиылысып түзу сызық түрінде кристалдардың төбелері
болып саналады.
Кристалдық тор металл атомдарынан құралған біркелкі элементарлық
ұяшықтардың орасан зор санынан тұрады.
Кристалдық тордың элементар ұяшығын сипаттау үшін алты шама
пайдаланады: координаталар осьтері бойынша ең жақын элементар бөлшектерге
дейінгі қашықтыққа тең үш кесінді (а,в,с) және осы кесінділердің арасындағы
үш бұрыш ( (,(,( ).
Осы шамалардың арақатынасы ұяшық пішінін анықтайды. Элементар
ұяшықтардың пішіні бойынша барлық кристалдарды жеті жүйеге бөледі (1-
кесте)
1-кесте
Элементтердің кристалдық жүйесі.
Жүйе Қырлары Бұрыштары
Триклиндік а(в(с (((((
Моноклиндік а(в(с ((((90(((90(
Ромбдық а(в(с ((((((90(
Ромбоэдралық а(в(с ((((((90(
Гексагональдік а(в(с ((((90(
((120(
Тетрагональдік а(в(с ((((((90(
Кубтік а(в(с ((((((90(
1.1 Кристалдардың қасиеттері
Кристалды заттардың ең маңызды қасиеттеріне біркелкілілігі
(изотроптылығы) және анизотроптылығы жатады. Бұл қасиеттерге тікелей
байланысты кристалдардың өз бетімен қырлану құбылысы қосылады.
Біркелкілілігі (изотроптылығы) деп, параллельді бағыттарда
физикалық қасиеттерібірдей заттарды айтады. Бұл топқа аморфты және
симметриясы жоғары, яғни куб симметриялы заттар жатады. Мысалы, шынының
жылу өткізгіштігі, электр өткізгіштігі және сол сияқты басқа физикалық
қасиеттері бір нүктеден барлық бағыттарға бірдей таралуына байланысты
олардың векторлары шар пішіндес фигураны береді. Кристалл құрамындағы
бөлшектер аралығымен олардың байланыс күштері әр бағытта әр түрлі болуына
сәйкес, кристалдардың көп қасиеттері бір-біріне симметриялы бағыттарда
бірдей болып, ал симметриялы емес бағыттарда өзгереді, яғни анизотропты
болады. Грек тілінде (анизо(- әр түрлі, (тропос( - бағыт. Бағыттарды алсақ,
әр бағыттағы физикалық қасиеттері өзара бірдей болғанымен, үш вектордың
бойындағы қасиеттердің мәні бірдей болмайды. Мұны үш осьті элипсоид
көрсетеді. Анизотроптық қасиеттері ішкі құрылымына, демек кристалл
бөлшектерінің орналасу тәртібіне, олардың ара қашықтығына, химялық
байланысына тәуелді. Минерал заттардың анизотроптық қасиеттері слюдаларда
айқын көрінеді. Дистен Al2(SiO4(O деген минералдың анизотроптық қасиеті
оның қаттылығынан белгілі. Кристалдың ұзындығынан сызса пышақ із қалдырады,
ал көлденеңнен сызғанда пышақтың жүзі батпайды, демек ұзынынан қаттылық
мәні 4,5-ке тең, көлденеңне -7. Сонымен кристалдарда анизотроптық қасиеті
жиі кездеседі. Біркелкі кристалл изотропты болу үшін, оның параллель
бағытындағы физикалық қасиеттері бір мәнде болу керек. Анизотропты құбылыс
кристалдардың түзілуіне көп әсерін тигізеді. Кристалдардың сыртқы бейнесі
ішкі құрылымына байланысты. Ал, ішкі құрылымы кристалл құрайтың
бөлшектердің орналасу тәртібіне сай кеңістік торымен бейнеленеді. Егер шар
пішіндес қырланған кристалды өзінің қоректену ортасында қалдырсақ кристалл
өсіп қайта қырланады. Қайта қырлаану қабілеті барлық кристалдарға тән.
Сонымен дұрыс формасы жоқ тұрпатсыз күйдегі кристалдарды өзіне лайықты
орнына қайта салсақ, ол еркін өсіп көпқырлы кристалдар түзеді. Бұл
құбылысты регенерация деп атайды.
1.2 Кристалдардың құрылысы
Кристалл денелер олардың өздері құралатын элементар бөлшектерінің
(иондар, атомдар, молекулалар) кеңістіктер реттеліп орналасуымен
сипатталады. Осы геометриялық фактор кристалл денелер қасиеттерінің
антизотропиялы (векторлық) болуына, сондай-ақ кристалдарда, деформация
кезінде, элементар бөлшектер ығысатын жазықтықтың – сырғанау жазықтығының
пайда болуына әсер етеді.
Кристалды құрайтын атомдардың электрондық құрылысы кристалдың
атомаралық өзара әсері сипатын анықтайды және оның электрлік, жылулық,
магниттік және оптикалық қасиеттерін қалыптастырады. Осындай өзара әсер
энергиясы: балқу және булану температурасын, сығылғыштық және ұлғаю
коэфициенттерін атом диаметрін, диффузияның активтілік энергиясын сондай-ақ
серпімділік модулі тәрізді механикалық қасиеттерін анықтайды.
Материалдардың көптеген механикалық және физикалық қасиеттері (беріктік,
пластикалық, коэрцитивті күш т.б) құрылымға тәуелді.
Құрылым ұғымы – кең ұғым. Бұл көбіне құралсыз не лупаның көмегімен
аз ғана үлкейту арқылы көрініп, барлық детальдың көлемі бойынша байқалатын
болуы мүмкін біртекті емес құрылым. Құрылымның мұндай түрі макроқұрылым деп
аталады. Макроқұрылымдардың арнаулы үлгілерде (жалтыратылған эжәне
қышқылмен өңделген) зерттей отырып, тұтастықтың бұзылуының
(жарықтарды,кішірейген қуысты,газ кеуектерін т.б),химиялық әртектілігін
(ағыс фигурасын) сан алуан түрлерін табуға болады.
Кристалдардағы атомдардың және атомдардағы электрондардың таралу
деңгейіндегі нәзік құрылым дифракциялық тәсілдермен (ренгенография,
электронография, нейтронография) зерттеледі.Кристалл атомдарының қысқа
толқынды (10-8-10-10 см) рентген сәулелерімен (немесе
электрондар,нейтрондар толқындарымен) өзара әрекетке түсуі кезінде алынған
дифракциялық көріністі талдай отырып, кристалл және аморф денелердің
атомдық құрылысы жайлы өте мол информация алуға болады.
2 Кристалдық құрылыстың ақаулары
Нақты кристалдарлың құрылысы идеал кристалдардан өзгеше
болады.Нақты кристалдарда әрдайым ақау болады, сондықтан кристалдық барлық
көлемде атомдардың идеал дұрыс қалыпта орналасуы мүмкін емес. Кристалдық
тордың ақауы деп кристалдық тордағы бөлшектердің периодты түрде
орнплпсуының бұзылуы.
Кристалдық тордың ақауы немесе жетілмегені қозғалмалы болып
келеді,әрі олар жылжи алады және бір-бірімен әрекетке түседі. Әр түрлі
ақаулардың орын ауыстыру жылдамдығы әр түрлі болуына қарамастан, қыздыру
кезінде ақаулардың қозғалтқышы артады. Ақаулардың концентрациясы ақаулардың
қозғалтқышының және өзара әрекеттесуінің нәтижесінде өзгеріп отырады.
Қыздырылған металда басқаларынан гөрі ақау аз болады. Шынықтыру,
деформациялау және т.б өңдеулерден кейін нақты кристалдардағы ақаулардың
концентрациясы артады.
Кристал құрылысының дұрыстығын бұза отырып, ақаулар
термодинамикалық орнықсыз күйде болады. Бірақ олар қажетті кинематикалық
шарттардың болмау әсерінен жоғалып кетпейді.
Кристалл ақаулары нүктелік, сызықтық және беттік болып
ажыратылады. Нүктелік ақаулардың мөлшері атомаралық қашықтықпен шамалас.
Сызықтық ақаудың ұзындығы енінен бірнеше есе артық болады; беттік ақаудың
қалындығы өте жұқа, ал ені мен ұзындығы лның қалындығынан бірнеше есе артық
болыпкеледі.
Нүктелік ақаулар.Қарапайым нүктелік ақауларға; бос орын (вакансия)
, түйін аралық атом және қоспа атомдар (2-сурет) жатады.
Бос орын деп кристалдық тордың бос түйінін, түйін аралық атом деп
түйіннен босап шығып, түйін аралығына орналасқан атомды айтады. Қоспа
атомдар не тор түйіндерінде, не түйін аралығына орналасқан. Сөйтіп олар
осыған сай орын басу не ену қатты ерітінділерін түзеді.
Бос орын мен түйін аралық атомдар кристалдарда, абсолют нөлден
жоғары кез келген температурада, атомдардың жылулық тербелісінде пайда
болады.
Бос орынның пайда болуы үшін 1-2 эВ энергия, ал түйін аралық
атомның түзілуіне 5-6 эВ энергия қажет.
Екі ақаудың да концентрациясы қыздыру кезінде кенет артады.Бірақ
пайда болу энергиясының әр түрлілігіне байланысты, кез келген
температурада кристалдағы түйін аралық атомға қарағанда бос орын әлдеқайда
көп болады.Мысалы, бөлме температурасындағы мыста 10-13 ( бос орын, ал
балқу нүктесінің маңында 0,01( (104 атомға бір бос орыннан тиеді) болып
келеді.Бос орын 0,01( болған жағдайда, түйін аралық атом одан 1020 есе аз
болады.
Қыздырғанда бос орын санының өсуі кристалдың бос бетінде
байқалады.Беттік қабаттағы атомдар асқа да атомдар сияқты тербелісте
болады.Олардың энергиясында жоғары болып келетін кейбіреулері өз ұяшығын
(орнын) тастап, адсорбциялық қабатқа өтеді.Мұндай ұяшықтарға келесі
қабаттың атомдары орын ауыстырады да; олардың тастап кеткен түйіндері бос
орынға айналады.Кристалл өз бетіндегі бос орынды еріп жіберген тәрізді
болып көрінеді.Пайда болған ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Нақты кристалдардың құрылысы идеал кристалдардан өзгеше болады.
Нақты кристалдарда әрдайым ақау болады, сондықтан кристалдың барлық
көлемінде атомдардың идеал дұрыс қалыпта орналасуы мүмкін емес.
Кристалдық құрылыстың ақаулы қозғалмалы болып келеді, әрі олар
жылжи алады және бір-бірімен әрекетке түседі. Әр түрлі ақаулардың орын
ауыстыру жылдамдығы әр түрлі болуына қарамастан, қыздыру кезінде ақаулардың
қозғалғыштығы артады. Қыздырылған металда басқаларына қарағанда ақау аз
болады.
Кристалл ақаулары нүктелік, сызықтық және беттік болып
ажыратылады.
1.Нүтелік ақаулар. Нүктелік ақаулардың мөлшері атомаралық ашықтықпен
мөлшерлес. Нүктелік ақауларға: бос орын, түйін аралық және қоспа атомдар
жатады.
Бос орын деп кристалдық тордың бос түйінін айтады.
Түйін аралық атом деп түйіннен босап шығып, түйін аралығына
орналасқан атомды айтады. Қоспа атомдар не тор түйіндеріне, не түйін
аралығына орналасады. Сөйтіп олар осыған сай орын басу не ену қатты
ерітінділерін түзеді.
Барлық нүктелік ақаулар кристалдық торды бұзады, криталдың электр
кедергісін арттырады және белгілі бір дәрежеде кристалды берік етеді.
2. Сызықтық ақаулар. Сызықтық ақаудың ұзындығы енінен бірнеше есе
артық болады. Сызықтық ақаулардың маңызды түрлері шеткері және винттік
дислокация болып табылады.
3. Беттік ақаулар. Беттік ақаудың қалындығы өте жұқа, ал ені мен
ұзындығы оның қалындығынан бірнеше есе артық болып келеді.
Ақаулар арасындағы өзара әрекеттесу, яғни олардың бірін-бірі жоюы
немесе кешендердің түзілуі кристалдырдың қасиеттеріне әсер етеді.
1 Кристалл туралы түсінік
Кристалл дегеніміз - атомдары және молекулалары үздіксіз
кристалдық тор түзетін қатты денелер. Кристалл денелер қыздыру кезінде
қатты күйде болады,яғни сұйық күйге көшетін белгілі бір темперетураға дейін
өзінің нақты пішінің сақтайды. Суыту кезінде процесс кері бағытта жүреді.
Мұндай денелерге металдар, тұздар, алмас және т.б заттар жатады. Мұның
өзінде бір күйден екінші күйге ауысу процесі белгілі бір балқу
температурасында изотермиялық (1- сурет) болып өтеді.
Жалпы кристалдарды сипаттағанда олардың жағын, қырын және төбелерін
көрсетеді. Жақтары өзара қиылысып түзу сызық түрінде кристалдардың төбелері
болып саналады.
Кристалдық тор металл атомдарынан құралған біркелкі элементарлық
ұяшықтардың орасан зор санынан тұрады.
Кристалдық тордың элементар ұяшығын сипаттау үшін алты шама
пайдаланады: координаталар осьтері бойынша ең жақын элементар бөлшектерге
дейінгі қашықтыққа тең үш кесінді (а,в,с) және осы кесінділердің арасындағы
үш бұрыш ( (,(,( ).
Осы шамалардың арақатынасы ұяшық пішінін анықтайды. Элементар
ұяшықтардың пішіні бойынша барлық кристалдарды жеті жүйеге бөледі (1-
кесте)
1-кесте
Элементтердің кристалдық жүйесі.
Жүйе Қырлары Бұрыштары
Триклиндік а(в(с (((((
Моноклиндік а(в(с ((((90(((90(
Ромбдық а(в(с ((((((90(
Ромбоэдралық а(в(с ((((((90(
Гексагональдік а(в(с ((((90(
((120(
Тетрагональдік а(в(с ((((((90(
Кубтік а(в(с ((((((90(
1.1 Кристалдардың қасиеттері
Кристалды заттардың ең маңызды қасиеттеріне біркелкілілігі
(изотроптылығы) және анизотроптылығы жатады. Бұл қасиеттерге тікелей
байланысты кристалдардың өз бетімен қырлану құбылысы қосылады.
Біркелкілілігі (изотроптылығы) деп, параллельді бағыттарда
физикалық қасиеттерібірдей заттарды айтады. Бұл топқа аморфты және
симметриясы жоғары, яғни куб симметриялы заттар жатады. Мысалы, шынының
жылу өткізгіштігі, электр өткізгіштігі және сол сияқты басқа физикалық
қасиеттері бір нүктеден барлық бағыттарға бірдей таралуына байланысты
олардың векторлары шар пішіндес фигураны береді. Кристалл құрамындағы
бөлшектер аралығымен олардың байланыс күштері әр бағытта әр түрлі болуына
сәйкес, кристалдардың көп қасиеттері бір-біріне симметриялы бағыттарда
бірдей болып, ал симметриялы емес бағыттарда өзгереді, яғни анизотропты
болады. Грек тілінде (анизо(- әр түрлі, (тропос( - бағыт. Бағыттарды алсақ,
әр бағыттағы физикалық қасиеттері өзара бірдей болғанымен, үш вектордың
бойындағы қасиеттердің мәні бірдей болмайды. Мұны үш осьті элипсоид
көрсетеді. Анизотроптық қасиеттері ішкі құрылымына, демек кристалл
бөлшектерінің орналасу тәртібіне, олардың ара қашықтығына, химялық
байланысына тәуелді. Минерал заттардың анизотроптық қасиеттері слюдаларда
айқын көрінеді. Дистен Al2(SiO4(O деген минералдың анизотроптық қасиеті
оның қаттылығынан белгілі. Кристалдың ұзындығынан сызса пышақ із қалдырады,
ал көлденеңнен сызғанда пышақтың жүзі батпайды, демек ұзынынан қаттылық
мәні 4,5-ке тең, көлденеңне -7. Сонымен кристалдарда анизотроптық қасиеті
жиі кездеседі. Біркелкі кристалл изотропты болу үшін, оның параллель
бағытындағы физикалық қасиеттері бір мәнде болу керек. Анизотропты құбылыс
кристалдардың түзілуіне көп әсерін тигізеді. Кристалдардың сыртқы бейнесі
ішкі құрылымына байланысты. Ал, ішкі құрылымы кристалл құрайтың
бөлшектердің орналасу тәртібіне сай кеңістік торымен бейнеленеді. Егер шар
пішіндес қырланған кристалды өзінің қоректену ортасында қалдырсақ кристалл
өсіп қайта қырланады. Қайта қырлаану қабілеті барлық кристалдарға тән.
Сонымен дұрыс формасы жоқ тұрпатсыз күйдегі кристалдарды өзіне лайықты
орнына қайта салсақ, ол еркін өсіп көпқырлы кристалдар түзеді. Бұл
құбылысты регенерация деп атайды.
1.2 Кристалдардың құрылысы
Кристалл денелер олардың өздері құралатын элементар бөлшектерінің
(иондар, атомдар, молекулалар) кеңістіктер реттеліп орналасуымен
сипатталады. Осы геометриялық фактор кристалл денелер қасиеттерінің
антизотропиялы (векторлық) болуына, сондай-ақ кристалдарда, деформация
кезінде, элементар бөлшектер ығысатын жазықтықтың – сырғанау жазықтығының
пайда болуына әсер етеді.
Кристалды құрайтын атомдардың электрондық құрылысы кристалдың
атомаралық өзара әсері сипатын анықтайды және оның электрлік, жылулық,
магниттік және оптикалық қасиеттерін қалыптастырады. Осындай өзара әсер
энергиясы: балқу және булану температурасын, сығылғыштық және ұлғаю
коэфициенттерін атом диаметрін, диффузияның активтілік энергиясын сондай-ақ
серпімділік модулі тәрізді механикалық қасиеттерін анықтайды.
Материалдардың көптеген механикалық және физикалық қасиеттері (беріктік,
пластикалық, коэрцитивті күш т.б) құрылымға тәуелді.
Құрылым ұғымы – кең ұғым. Бұл көбіне құралсыз не лупаның көмегімен
аз ғана үлкейту арқылы көрініп, барлық детальдың көлемі бойынша байқалатын
болуы мүмкін біртекті емес құрылым. Құрылымның мұндай түрі макроқұрылым деп
аталады. Макроқұрылымдардың арнаулы үлгілерде (жалтыратылған эжәне
қышқылмен өңделген) зерттей отырып, тұтастықтың бұзылуының
(жарықтарды,кішірейген қуысты,газ кеуектерін т.б),химиялық әртектілігін
(ағыс фигурасын) сан алуан түрлерін табуға болады.
Кристалдардағы атомдардың және атомдардағы электрондардың таралу
деңгейіндегі нәзік құрылым дифракциялық тәсілдермен (ренгенография,
электронография, нейтронография) зерттеледі.Кристалл атомдарының қысқа
толқынды (10-8-10-10 см) рентген сәулелерімен (немесе
электрондар,нейтрондар толқындарымен) өзара әрекетке түсуі кезінде алынған
дифракциялық көріністі талдай отырып, кристалл және аморф денелердің
атомдық құрылысы жайлы өте мол информация алуға болады.
2 Кристалдық құрылыстың ақаулары
Нақты кристалдарлың құрылысы идеал кристалдардан өзгеше
болады.Нақты кристалдарда әрдайым ақау болады, сондықтан кристалдық барлық
көлемде атомдардың идеал дұрыс қалыпта орналасуы мүмкін емес. Кристалдық
тордың ақауы деп кристалдық тордағы бөлшектердің периодты түрде
орнплпсуының бұзылуы.
Кристалдық тордың ақауы немесе жетілмегені қозғалмалы болып
келеді,әрі олар жылжи алады және бір-бірімен әрекетке түседі. Әр түрлі
ақаулардың орын ауыстыру жылдамдығы әр түрлі болуына қарамастан, қыздыру
кезінде ақаулардың қозғалтқышы артады. Ақаулардың концентрациясы ақаулардың
қозғалтқышының және өзара әрекеттесуінің нәтижесінде өзгеріп отырады.
Қыздырылған металда басқаларынан гөрі ақау аз болады. Шынықтыру,
деформациялау және т.б өңдеулерден кейін нақты кристалдардағы ақаулардың
концентрациясы артады.
Кристал құрылысының дұрыстығын бұза отырып, ақаулар
термодинамикалық орнықсыз күйде болады. Бірақ олар қажетті кинематикалық
шарттардың болмау әсерінен жоғалып кетпейді.
Кристалл ақаулары нүктелік, сызықтық және беттік болып
ажыратылады. Нүктелік ақаулардың мөлшері атомаралық қашықтықпен шамалас.
Сызықтық ақаудың ұзындығы енінен бірнеше есе артық болады; беттік ақаудың
қалындығы өте жұқа, ал ені мен ұзындығы лның қалындығынан бірнеше есе артық
болыпкеледі.
Нүктелік ақаулар.Қарапайым нүктелік ақауларға; бос орын (вакансия)
, түйін аралық атом және қоспа атомдар (2-сурет) жатады.
Бос орын деп кристалдық тордың бос түйінін, түйін аралық атом деп
түйіннен босап шығып, түйін аралығына орналасқан атомды айтады. Қоспа
атомдар не тор түйіндерінде, не түйін аралығына орналасқан. Сөйтіп олар
осыған сай орын басу не ену қатты ерітінділерін түзеді.
Бос орын мен түйін аралық атомдар кристалдарда, абсолют нөлден
жоғары кез келген температурада, атомдардың жылулық тербелісінде пайда
болады.
Бос орынның пайда болуы үшін 1-2 эВ энергия, ал түйін аралық
атомның түзілуіне 5-6 эВ энергия қажет.
Екі ақаудың да концентрациясы қыздыру кезінде кенет артады.Бірақ
пайда болу энергиясының әр түрлілігіне байланысты, кез келген
температурада кристалдағы түйін аралық атомға қарағанда бос орын әлдеқайда
көп болады.Мысалы, бөлме температурасындағы мыста 10-13 ( бос орын, ал
балқу нүктесінің маңында 0,01( (104 атомға бір бос орыннан тиеді) болып
келеді.Бос орын 0,01( болған жағдайда, түйін аралық атом одан 1020 есе аз
болады.
Қыздырғанда бос орын санының өсуі кристалдың бос бетінде
байқалады.Беттік қабаттағы атомдар асқа да атомдар сияқты тербелісте
болады.Олардың энергиясында жоғары болып келетін кейбіреулері өз ұяшығын
(орнын) тастап, адсорбциялық қабатқа өтеді.Мұндай ұяшықтарға келесі
қабаттың атомдары орын ауыстырады да; олардың тастап кеткен түйіндері бос
орынға айналады.Кристалл өз бетіндегі бос орынды еріп жіберген тәрізді
болып көрінеді.Пайда болған ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz