Leszek A. Dobrzański - Rozdział 3 - Struktura i umocnienie metali i stopów.pdf

(33199 KB) Pobierz

43542901 UNPDF

3 roz 6-11-02 22:44 Page 1

Struktura

i umocnienie

metali i stopów

43542901.356.png

3 roz 6-11-02 22:44 Page 114

3.1. Krystaliczna

struktura metali

3.1.1. Podstawowe elementy krystalografii

ELEMENTY SIECI PRZESTRZENNEJ KRYSZTAŁU

W kryształach atomy są ułożone w odstępach okresowo powtarzających się

w co najmniej trzech nierównoległych kierunkach (rys. 3.1 ). Każda prosta łącząca

środki dowolnych dwóch atomów w krysztale jest nazywana prostą sieciową .

Najbliższa odległość atomów na prostej sieciowej w sieci prymitywnej nosi nazwę

podstawowego periodu identyczności lub parametru sieci . Przesunięcie, tzw.

translacja prostej sieciowej, o period identyczności w kierunku różnym od

kierunku prostej powoduje znalezienie

płaszczyzny sieciowej . Płaszczyzna sieciowa

poddana translacjom w kierunku do niej

nierównoległym tworzy sieć przestrzenną .

Elementami sieci przestrzennej są zatem:

płaszczyzny sieciowe ,

proste sieciowe , będące śladami przecię-

cia płaszczyzn sieciowych,

węzły sieci , stanowiące punkty przecięcia

prostych sieciowych; węzły sieci prymi-

tywnej odpowiadają położeniu środków

atomów kryształu (rys. 3.1).

c

a

b

ELEMENTARNA KOMÓRKA SIECIOWA

Trzy rodziny równoległych płaszczyzn

sieciowych dzielą sieć przestrzenną na iden-

tyczne równoległościany o parametrach a , b

i c , stanowiących podstawowe periody iden-

tyczności (parametry) sieci (rys. 3.1).

Równoległościany te są nazywane elemen-

tarnymi komórkami sieciowymi i w pełni

charakteryzują dany kryształ o sieci prymity-

wnej. Komórka sieciowa może być opisana

przez jej podstawowe periody identyczności

(parametry sieci) a , b i c oraz kąty między

nimi zawarte

z

c

b

y

a

,

,

(rys. 3.2 ).

x

114

Rysunek 3.1

Schemat sieci przestrzennej

kryształu; a, b i c – podsta-

wowe periody identyczności

Rysunek 3.2

Komórka elementarna

sieci przestrzennej

kryształu

43542901.367.png

43542901.378.png

43542901.389.png

43542901.001.png

43542901.012.png

43542901.023.png

43542901.034.png

43542901.045.png

43542901.056.png

43542901.067.png

43542901.078.png

43542901.089.png

43542901.100.png

43542901.111.png

43542901.122.png

43542901.133.png

43542901.144.png

43542901.155.png

43542901.166.png

43542901.177.png

43542901.188.png

43542901.199.png

43542901.210.png

43542901.221.png

43542901.232.png

43542901.243.png

43542901.254.png

43542901.265.png

43542901.276.png

43542901.287.png

43542901.298.png

43542901.309.png

43542901.320.png

43542901.331.png

43542901.337.png

43542901.338.png

43542901.339.png

43542901.340.png

43542901.341.png

43542901.342.png

43542901.343.png

43542901.344.png

43542901.345.png

43542901.346.png

43542901.347.png

43542901.348.png

43542901.349.png

43542901.350.png

43542901.351.png

43542901.352.png

43542901.353.png

43542901.354.png

43542901.355.png

43542901.357.png

43542901.358.png

43542901.359.png

43542901.360.png

43542901.361.png

43542901.362.png

43542901.363.png

43542901.364.png

43542901.365.png

43542901.366.png

43542901.368.png

43542901.369.png

43542901.370.png

43542901.371.png

43542901.372.png

43542901.373.png

43542901.374.png

43542901.375.png

43542901.376.png

43542901.377.png

43542901.379.png

43542901.380.png

43542901.381.png

43542901.382.png

43542901.383.png

43542901.384.png

43542901.385.png

43542901.386.png

43542901.387.png

43542901.388.png

43542901.390.png

43542901.391.png

43542901.392.png

43542901.393.png

43542901.394.png

43542901.395.png

43542901.396.png

43542901.397.png

43542901.398.png

43542901.399.png

43542901.002.png

43542901.003.png

43542901.004.png

43542901.005.png

43542901.006.png

3 roz 6-11-02 22:44 Page 115

3.1. Krystaliczna struktura metali

SYMETRIA KRYSZTAŁU

Kryształ charakteryzuje się symetrycznym ułożeniem elementów sieci prze-

strzennej. Proste elementy symetrii jakie mogą występować w kryształach to środek,

osie i płaszczyzny symetrii. Rozróżnia się przy tym osie symetrii dwu-, trój-, cztero-

lub sześciokrotne, w zależności od tego, o jaki kąt (180, 120, 90 lub 60°) należy

obrócić kryształ wokół osi, aby otrzymać identyczne ułożenie składowych sieci

przestrzennej i ile razy to nastąpi przy obrocie o kąt pełny.

Sprzężonymi elementami symetrii są osie inwersyjne złożone z obrotu i inwersji

(czyli przekształcenia względem środka symetrii). Istnieją 32 kombinacje elemen-

tów symetrii przechodzących przez jeden punkt nazywane grupami punktowymi

lub klasami symetrii .

UKŁADY KRYSTALOGRAFICZNE

Rodzaj elementów symetrii w elementarnej komórce sieciowej decyduje o po-

dziale kryształów na 7 układów krystalograficznych (tabl. 3.1 ).

Tablica 3.1

Układy krystalograficzne i typy sieci przestrzennych

Układ krystalograficzny

Parametry elementarnej

komórki sieciowej

Typ sieci przestrzennej

Symbol sieci

przestrzennej

Trójskośny

a

b

c

prymitywna

P

90°

Jednoskośny

a

b

c

prymitywna

centrowana na podstawach

P

C

=

=

90°

≠ γ

Rombowy

a

b

c

prymitywna

przestrzennie centrowana

ściennie centrowana

centrowana na podstawach

P

I

F

C

=

=

= 90°

Romboedryczny

(trygonalny)

a = b = c

prymitywna

P

=

=

90°

Heksagonalny

a = b

c

prymitywna

P

=

= 90°

= 120°

Tetragonalny

a = b

c

prymitywna

przestrzennie centrowana

P

I

=

=

= 90°

Regularny

a = b = c

prymitywna

przestrzennie centrowana

ściennie centrowana

P

I

F

=

=

= 90°

TYPY SIECI PRZESTRZENNEJ

W zależności od tego, czy elementarne komórki sieciowe mają atomy wyłącznie

na narożach (komórki prymitywne), czy także wewnątrz lub na ścianach bocznych

(komórki złożone), w ramach układów krystalograficznych występuje łącznie 14

typów sieci przestrzennej Bravais’go (tabl. 3.2 ).

115

43542901.007.png

43542901.008.png

43542901.009.png

43542901.010.png

43542901.011.png

43542901.013.png

43542901.014.png

43542901.015.png

43542901.016.png

43542901.017.png

43542901.018.png

43542901.019.png

43542901.020.png

43542901.021.png

43542901.022.png

43542901.024.png

43542901.025.png

43542901.026.png

43542901.027.png

43542901.028.png

43542901.029.png

43542901.030.png

43542901.031.png

43542901.032.png

43542901.033.png

43542901.035.png

43542901.036.png

43542901.037.png

43542901.038.png

43542901.039.png

43542901.040.png

43542901.041.png

43542901.042.png

43542901.043.png

43542901.044.png

43542901.046.png

43542901.047.png

43542901.048.png

43542901.049.png

43542901.050.png

43542901.051.png

43542901.052.png

43542901.053.png

43542901.054.png

43542901.055.png

43542901.057.png

43542901.058.png

43542901.059.png

43542901.060.png

43542901.061.png

43542901.062.png

43542901.063.png

43542901.064.png

43542901.065.png

43542901.066.png

43542901.068.png

43542901.069.png

43542901.070.png

43542901.071.png

43542901.072.png

43542901.073.png

43542901.074.png

43542901.075.png

43542901.076.png

43542901.077.png

43542901.079.png

43542901.080.png

43542901.081.png

43542901.082.png

43542901.083.png

43542901.084.png

43542901.085.png

43542901.086.png

43542901.087.png

43542901.088.png

43542901.090.png

43542901.091.png

43542901.092.png

43542901.093.png

43542901.094.png

43542901.095.png

43542901.096.png

43542901.097.png

43542901.098.png

43542901.099.png

43542901.101.png

43542901.102.png

43542901.103.png

43542901.104.png

43542901.105.png

43542901.106.png

43542901.107.png

43542901.108.png

43542901.109.png

43542901.110.png

43542901.112.png

43542901.113.png

3 roz 6-11-02 22:44 Page 116

3. Struktura i umocnienie metali i stopów

Tablica 3.2

Schematy rodzajów sieci przestrzennych (według A. Bravais’go)

c

c

c

a

b

b

b

a

a

Jednoskośne

Trójskośna prymitywna

prymitywna

centrowana na podstawach

c

c

c

c

b

b

b

b

a

a

a

a

Rombowe

prymitywna

centrowana na podstawach przestrzennie centrowana

ściennie centrowana

a a

a α

c

c

c

a

a

a

a

a

a

Tetragonalne

Heksagonalna

Romboedryczna

prymitywna

przestrzennie centrowana

a

a

a

a

a

a a

a

a

Regularne

prymitywna

przestrzennie centrowana

ściennie centrowana

116

43542901.114.png

43542901.115.png

43542901.116.png

43542901.117.png

43542901.118.png

43542901.119.png

43542901.120.png

43542901.121.png

43542901.123.png

43542901.124.png

43542901.125.png

43542901.126.png

43542901.127.png

43542901.128.png

43542901.129.png

43542901.130.png

43542901.131.png

43542901.132.png

43542901.134.png

43542901.135.png

43542901.136.png

43542901.137.png

43542901.138.png

43542901.139.png

43542901.140.png

43542901.141.png

43542901.142.png

43542901.143.png

43542901.145.png

43542901.146.png

43542901.147.png

43542901.148.png

43542901.149.png

43542901.150.png

43542901.151.png

43542901.152.png

43542901.153.png

43542901.154.png

43542901.156.png

43542901.157.png

43542901.158.png

43542901.159.png

43542901.160.png

43542901.161.png

43542901.162.png

43542901.163.png

43542901.164.png

43542901.165.png

43542901.167.png

43542901.168.png

43542901.169.png

43542901.170.png

43542901.171.png

43542901.172.png

43542901.173.png

43542901.174.png

43542901.175.png

43542901.176.png

43542901.178.png

43542901.179.png

43542901.180.png

43542901.181.png

43542901.182.png

43542901.183.png

43542901.184.png

43542901.185.png

43542901.186.png

43542901.187.png

43542901.189.png

43542901.190.png

43542901.191.png

43542901.192.png

43542901.193.png

43542901.194.png

43542901.195.png

43542901.196.png

43542901.197.png

43542901.198.png

43542901.200.png

43542901.201.png

43542901.202.png

43542901.203.png

43542901.204.png

43542901.205.png

43542901.206.png

43542901.207.png

43542901.208.png

43542901.209.png

43542901.211.png

43542901.212.png

43542901.213.png

43542901.214.png

43542901.215.png

43542901.216.png

43542901.217.png

43542901.218.png

43542901.219.png

43542901.220.png

43542901.222.png

43542901.223.png

43542901.224.png

43542901.225.png

43542901.226.png

43542901.227.png

43542901.228.png

3 roz 6-11-02 22:44 Page 117

3.1. Krystaliczna struktura metali

W celu dokładnego scharakteryzowania sieci krystalicznej konieczne jest poda-

nie układu krystalograficznego i typu sieci przestrzennej oraz periodów identycz-

ności i kątów między nimi zawartych.

GĘSTOŚĆ WYPEŁNIENIA SIECI PRZESTRZENNEJ

Gęstość wypełnienia sieci rdzeniami atomowymi charakteryzuje liczba koordy-

nacyjna l k , równa liczbie najbliższych i równo oddalonych rdzeni atomowych od

dowolnego wybranego rdzenia atomowego w sieci krystalicznej. Stopień

wypełnienia przestrzeni sieci krystalicznej jest określony przez stosunek objętości

przestrzeni zajętej przez atomy do całkowitej objętości komórki sieciowej. Sieć

krystaliczną można scharakteryzować także przez podanie liczby rdzeni atomo-

wych przypadających na jedną elementarną komórkę sieciową .

WSKAŹNIKI ELEMENTÓW SIECI PRZESTRZENNYCH

W wielu zagadnieniach metaloznawczych istnieje konieczność jednoznacznego

określenia węzłów, kierunków i płaszczyzn w sieci krystalograficznej. Dla każdego

elementu sieci dokonuje się tego przez podanie trzech liczb:

wskaźników węzła,

wskaźników kierunku,

wskaźników płaszczyzny.

WSKAŹNIKOWANIE WĘZŁÓW SIECIOWYCH

Współrzędne węzła sieciowego (rys. 3.3 ) określają liczby periodów identycz-

ności a , b i c (rys. 3.2), o które jest oddalony węzeł od początku układu współ-

rzędnych odpowiednio wzdłuż jego osi x , y oraz z . Osie x , y i z układu

z

012

–

002

012

022

112

102

112

122

011

–

001

011

021

111

101

111

121

[010]

010

–

000

010

020

y

110

100

110

120

x

117

Rysunek 3.3

Współrzędne węzłów

i kierunków sieciowych

–

–

–

43542901.229.png

43542901.230.png

43542901.231.png

43542901.233.png

43542901.234.png

43542901.235.png

43542901.236.png

43542901.237.png

43542901.238.png

43542901.239.png

43542901.240.png

43542901.241.png

43542901.242.png

43542901.244.png

43542901.245.png

43542901.246.png

43542901.247.png

43542901.248.png

43542901.249.png

43542901.250.png

43542901.251.png

43542901.252.png

43542901.253.png

43542901.255.png

43542901.256.png

43542901.257.png

43542901.258.png

43542901.259.png

43542901.260.png

43542901.261.png

43542901.262.png

43542901.263.png

43542901.264.png

43542901.266.png

43542901.267.png

43542901.268.png

43542901.269.png

43542901.270.png

43542901.271.png

43542901.272.png

43542901.273.png

43542901.274.png

43542901.275.png

43542901.277.png

43542901.278.png

43542901.279.png

43542901.280.png

43542901.281.png

43542901.282.png

43542901.283.png

43542901.284.png

43542901.285.png

43542901.286.png

43542901.288.png

43542901.289.png

43542901.290.png

43542901.291.png

43542901.292.png

43542901.293.png

43542901.294.png

43542901.295.png

43542901.296.png

43542901.297.png

43542901.299.png

43542901.300.png

43542901.301.png

43542901.302.png

43542901.303.png

43542901.304.png

43542901.305.png

43542901.306.png

43542901.307.png

43542901.308.png

43542901.310.png

43542901.311.png

43542901.312.png

43542901.313.png

43542901.314.png

43542901.315.png

43542901.316.png

43542901.317.png

43542901.318.png

43542901.319.png

43542901.321.png

43542901.322.png

43542901.323.png

43542901.324.png

43542901.325.png

43542901.326.png

43542901.327.png

43542901.328.png

43542901.329.png

43542901.330.png

43542901.332.png

43542901.333.png

43542901.334.png

43542901.335.png

43542901.336.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Układ żelazo-węgiel nom.ppt (1112 KB)
Leszek A. Dobrzański - Rozdział 4 - Kształtowanie struktury i własności metali i stopów metodami technicznymi.pdf (63478 KB)
Leszek A. Dobrzański - Rozdział 3 - Struktura i umocnienie metali i stopów.pdf (33199 KB)
Odkształcenie i pękanie - Blicharski.pdf (62945 KB)
twardość1.pdf (74 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin