Анизотропия свойств кристаллов

Т

Ткр

время

Д.К.Чернов, изучая структуру литой стали указал, что процесс кристаллизации состоит из двух элементарных процессов:

1- зарождения мельчайших зародышей или центров кристаллизации

2- роста кристаллов из этих центров

Этот процесс можно изучать с помощью рассмотрения моделей (схем), что успешно применялось Миркиным И.Л.

Предположим, что на некоторой площади за 1 сек возникает 5 центров кристаллизации, которые растут с определенной скоростью. К концу 1-ой сек образовалось 5 зародышей, к концу «-й они выросли и возникло еще 5 зародышей, к концу 2-й они выросли и так далее. Так в результате возникновения зародышей и их роста происходит процесс кристаллизации.

При образовании кристаллы растут свободно, они могут иметь геометрически правильную форму. При столкновении же растущих кристаллов их правильная форма нарушается. В результате этого при после затвердевания кристаллы имеют неправильную форму, их называют кристаллитами или зернами.

ПРЕВРАЩЕНИЯ В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ.

Атомы элемента могут образовывать любую кристаллическую решетку. Однако устойчивым, а, следовательно, и реально существующим типом является решетка, обладающая наиболее низким запасом свободной энергии.

Так, вольфрам, хром и др имеют ОЦК решетку, медь, серебро и др. – ГЦК.

Однако в ряде случаев при изменении температуры может оказаться, что для того же металла более устойчивой будет другая решетка, чем была при другой температуре.

Существование одного металла в нескольких кристаллических формах называется ПОЛИМОРФИЗМОМ или АЛЛОТРОПИЕЙ.

Аллотропические формы обозначают буквами греческого алфавита.

Превращение одной аллотропической формы в другую при нагреве чистого металла сопровождается поглощением тепла и происходит при постоянной температуре – горизонтальный участок на термической кривой.

Такие металлы как железо, кобальт, олово, марганец, титан и др имеют полиморфные превращения.