علم البلورات

علم البلورات- علم يدرس البلورات وخصائصها وشكلها الخارجي وأسباب حدوثها ، وترتبط مباشرة بعلم المعادن والرياضيات (نظام الإحداثيات الديكارتية) والفيزياء والكيمياء (مسألة نشوء ونمو البلورات). قام به أفلاطون ، فيثاغورس ، إلخ.

حتى بداية القرن التاسع عشر ، كان علم البلورات وصفيًا. ولكن بالفعل في بداية القرن التاسع عشر ، تم تطوير الرياضيات والفيزياء ، لذلك تم تطوير علم البلورات أيضًا. خاصة في منتصف القرن العشرين ، مع ظهور التقنيات الجديدة ، اتخذ علم البلورات طابعًا تجريبيًا (زراعة البلورات وتصنيعها). حتى الآن ، يمكن تمييز الأقسام التالية من علم البلورات:

حتى الآن ، يمكن تمييز الأقسام التالية من علم البلورات:

1. علم البلورات الهندسي- يدرس الشكل الخارجي للبلورات وأنماط بنيتها الداخلية.

2. كيمياء الكريستال- يدرس العلاقة بين التركيب الداخلي للبلورات وتركيبها الكيميائي.

3. علم البلورات الفيزيائية والكيميائية- يدرس أنماط تكوين ونمو البلورات.

4. علم البلورات الفيزيائي- يدرس الخصائص الفيزيائية للبلورات (بصرية ، حرارية ، كهربائية ، إلخ) حيث ظهرت بعض المجالات كعلوم منفصلة (البصريات البلورية).

المواد الصلبة بلورية وغير متبلورة

تنقسم المواد الصلبة إلى:

1. عديم الشكل، حيث توجد الجسيمات الأولية بشكل عشوائي وغير منتظم ، مما يؤدي إلى امتلاك خاصية الخواص (نفس خصائص المادة في أي اتجاه). الأجسام غير المتبلورة غير مستقرة ومع مرور الوقت تصبح متبلورة (فك التبلور).

2. بلوري، التي تتميز بترتيب منظم للجسيمات الأولية التي تخلق بنية بلورية ممثلة بشبكة مكانية.

شعرية بلورية (مكانية)

خلية بلورية- مجموعة من الجسيمات الأولية الموجودة في النقاط المقابلة لمجموعة لانهائية من خطوط متوازية تملأ الفراغ تمامًا ، وتكون متساوية ومتوازية الاتجاه ومجاورة على طول الوجوه بأكملها (رسم بياني 1).

عناصر البنية الشبكية المكانية:

1. عقدة- تحتل الجسيمات الأولية موقعًا معينًا في الشبكة.

2. صف- مجموعة من العقد الموجودة على نفس الخط المستقيم خلال فترة زمنية متساوية معينة تسمى فاصل الصف.

3. شبكة مسطحة- مجموعة من العقد الموجودة في نفس المستوى.

4. خلية أولية- خط متوازي واحد ، يشكل تكراره شبكة مكانية.

أثبت عالم الرياضيات Auguste Bravais أنه لا يمكن أن يكون هناك سوى 14 شبكة مختلفة اختلافًا جذريًا. تحدد معلمات خلية الوحدة نوع الشبكة البلورية.

كريستال- جسم صلب له شكل متعدد السطوح منتظم ، حيث يتم ترتيب الجسيمات الأولية بانتظام على شكل شبكة بلورية.

عناصر تقييد الكريستال:

وجوه (طائرات ناعمة) ؛

الأضلاع (خطوط تقاطع الوجوه) ؛

قمة الرأس (نقطة تقاطع الحواف).

علاقة الشكل الخارجي للبلور بالهيكل الداخلي

1. تتوافق الشبكات المسطحة مع الوجوه الكريستالية.

2. الصفوف تتوافق مع الحواف.

3. تتوافق العقد مع الرؤوس.

لكن تلك الشبكات والصفوف المسطحة فقط هي التي تتوافق مع الوجوه والحواف التي تتمتع بأكبر قدر شبكي كثافةهو عدد العقد لكل وحدة مساحة لشبكة مسطحة أو طول وحدة صف.

من هنا ، اشتق أويلر القانون: "مجموع عدد الوجوه والرؤوس يساوي عدد الأضلاع زائد 2."

الخصائص الأساسية للبلورات

يحدد التركيب الداخلي المنتظم للبلورات على شكل شبكة مكانية أهم الخصائص:

1. التوحيدهي نفس خصائص البلورة في اتجاهات متوازية.

2. تباين الخواص- خصائص مختلفة من الكريستال في اتجاهات غير متوازية (على سبيل المثال ، إذا تم خدش المعدن ("sten" - المقاومة) على طول الاستطالة ، فإن صلابته تكون 4.5 ، وإذا كانت في الاتجاه العرضي ، تكون الصلابة 6 -6.5).

3. القدرة على الحد من الذات- في ظل ظروف النمو المواتية ، تكتسب البلورة شكل متعدد السطوح العادي.

4. تناظر.

التناظر البلوري

تناظر – (من الكلمة اليونانية "sym" - مشابه ، "metrios" - القياس ، المسافة ، الحجم) - التكرار المنتظم لوجوه متطابقة ، حواف ، رؤوس بلورة بالنسبة لبعض الصور الهندسية المساعدة (خط مستقيم ، مستوي ، نقطة). تسمى الصور الهندسية المساعدة ، التي يتم من خلالها الكشف عن تناظر البلورة ، بعناصر التناظر.

تتضمن عناصر التناظر في البلورة محور التناظر (L - من الخط الإنجليزي - الخط) ، مستوى التناظر (P - من المسرحية الإنجليزية - المستوى) ، مركز التناظر (C - من المركز الإنجليزي - المركز ).

محاور التماثل- خط مستقيم ، عند الدوران حوله بمقدار 360 درجة ، يتم دمج البلورة مع موضعها الأولي عدة مرات.

يمكن أن تكون الزاوية الأولية للدوران أ - تساوي 60 درجة ، 90 درجة ، 120 درجة ، 180 درجة.

ترتيب محور التناظر هو عدد تركيبات البلورة مع موضعها الأولي أثناء الدوران بمقدار 360 درجة.

محاور التناظر من الرتب الثانية والثالثة والرابعة والسادسة ممكنة في البلورة. محاور التماثل الخامس ولا يحدث أكثر من السادس. يُرمز إلى ترتيب محاور التناظر بالرمز L 6 ، L 4 ، L 3 ، L 2.

العدد المحتمل لمحاور التناظر من نفس الترتيب كما يلي:

L 2 - 0 ، 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 6 ؛

م 4 - 0 ، 1 ، 3 ؛

مستوى التماثل- طائرة تقسم البلورة إلى جزأين متساويين.

مركز التناظر- نقطة داخل البلورة تتقاطع عندها الخطوط وتنقسم ، وتربط وجوهًا أو حوافًا أو رؤوسًا متطابقة من البلورة. من هذا التعريف يتبع القاعدة: إذا كان هناك مركز تناظر في بلورة ، فيجب أن يكون لكل وجه وجه معاكس ومتساو ومتوازي وموجه بشكل عكسي.

من المعتاد كتابة إجمالي جميع عناصر التناظر المتاحة في سطر ، دون أي علامات ترقيم بينها ، بينما يشار أولاً إلى محاور التناظر ، بدءًا من الترتيب الأعلى ، ثم مستوى التناظر ، وما إلى ذلك آخر مكان، إن وجد ، يتم تسجيل مركز التناظر.

التصنيف البلوري

وفقًا لمجموع عناصر التناظر فيها ، يتم دمج البلورات في فئات. بالعودة إلى عام 1830 ، توصل العالم F.Hessel ، من خلال الحسابات الرياضية ، إلى استنتاج مفاده أن ما مجموعه 32 مجموعة مختلفة من عناصر التناظر في البلورات ممكنة. إنها مجموعة عناصر التناظر التي تحدد الطبقة.

يتم دمج الفئات في التآزر. يتم تجميع الفئات التي تتميز بواحد أو أكثر من عناصر التناظر المتماثلة في تناغم واحد. سينجونيوم معروف 7.

وفقًا لدرجة التناظر ، يتم دمج التوافقات في أقسام فرعية أكبر - الفئات: أعلى ، ومتوسط ​​، وأدنى (جدول).

أشكال الكريستال

1. بسيط - بلورات يكون فيها كل الوجوه لها نفس الشكل والحجم نفسه. من بين الأشكال البسيطة:

مغلق - أغلق المساحة تمامًا بوجوهها (متعددة الوجوه العادية) ؛

مفتوحة - فهي لا تغلق المساحة تمامًا ومن أجل إغلاقها ، يتم تضمين الأشكال البسيطة الأخرى (المنشورات ، وما إلى ذلك)

2. مزيج من الأشكال البسيطة - بلورة يتم تطوير الوجوه عليها والتي تختلف عن بعضها البعض في الشكل والحجم. كم عدد أنواع الأوجه المختلفة الموجودة على البلورة ، يشارك نفس العدد من الأشكال البسيطة في هذه المجموعة.

تسمية الأشكال البسيطة

يعتمد الاسم على عدد الوجوه وشكل الوجوه وقسم الشكل. تستخدم أسماء النماذج البسيطة المصطلحات اليونانية:

· كثرة الوحيدات- واحد فقط؛

· دي ثنائية- اثنان ، مرتين ؛

· ثلاثة- ثلاث ، ثلاث ، ثلاث مرات ؛

· تترا- أربع ، أربع ، أربع مرات ؛

· بنتا- خمسة خمسة؛

· سداسي- ستة ، ستة ؛

· ثماني- ثمانية ، ثمانية ؛

· دوديكا- اثنا عشر ، اثنا عشر ؛

· هيدرون- حافة؛

· جونيو- زاوية

· مزامنة- مماثل؛

· بيناكوس- طاولة المجلس؛

· كلاين- ميل؛

· بولي- كثير من؛

· موسيقى الروك- مائل وغير مستوي.

على سبيل المثال: خماسي السطوح (خمسة ، زاوية ، اثني عشر - 12 خماسيًا) ، ثنائي هرم رباعي الزوايا (رباعي الزوايا في القاعدة ، وهرمان).

أنظمة المحاور البلورية

محاور بلورية- الاتجاهات في البلورة موازية لحوافها ، والتي تؤخذ كمحاور إحداثيات.المحور x هو III ، والمحور y هو II ، والمحور z هو I.

تتطابق اتجاهات المحاور البلورية مع صفوف الشبكة المكانية أو موازية لها. لذلك ، في بعض الأحيان بدلاً من المحاور الأولى والثانية والثالثة ، يتم استخدام تسميات المقاطع الفردية أ ، ب ، ج.

أنواع المحاور البلورية:

1. نظام ثلاثي المحاور مستطيل الشكل (الشكل 2). يحدث عندما تكون الاتجاهات متعامدة مع بعضها البعض. تستخدم في أنظمة مكعب (أ = ب = ج) ، رباعي الزوايا (أ = ب ج) ومعينية (أ ≠ ب ≠ ج).

2. نظام رباعي المحاور (الشكل 3). المحور الرابع موجه رأسيًا ، ويتم رسم ثلاثة محاور خلال 120 درجة في مستوى عمودي عليها. تستخدم للبلورات السداسية والمثلثية ، أ = ب ج

3. منحرف - مائلنظام (الشكل 4). أ = γ = 90 درجة ، ب ≠ 90 درجة ، أ ≠ ب ج. يتم استخدامه لتثبيت بلورات النظام أحادي الميل.

4.
نظام مائل (الشكل 5).أ ≠ γ ≠ ب ≠ 90 درجة ، أ ≠ ب ج. تستخدم لبلورات تريلينك.

قانون الأعداد الصحيحة

هذا هو أحد أهم قوانين علم البلورات ، ويسمى أيضًا قانون Haüy ، وقانون عقلانية النسب المزدوجة ، وقانون عقلانية نسب المعلمات. يقول القانون: "إن النسب المزدوجة للمعلمات المقطوعة بأي وجهين من البلورة على حوافها الثلاثة المتقاطعة تساوي نسب الأعداد الصحيحة والأعداد الصغيرة نسبيًا".

1. نختار ثلاثة حواف غير متوازية تتقاطع عند النقطة O. نأخذ هذه الحواف كمحاور بلورية (الشكل 6).

2. نختار وجهين A 1 B 1 C 1 و A 2 B 2 C 2 على البلورة ، والمستوى A 1 B 1 C 1 ليس موازيًا للمستوى A 2 B 2 C 2 ، والنقاط تقع عليها المحاور البلورية.

3. الأجزاء المقطوعة بواسطة الوجوه على المحاور البلورية تسمى معلمات الوجه. في حالتنا OA 1 و OA 2 و OB 1 و OB 2 و OC 1 و OC 2.

، حيث p ، q ، r أعداد منطقية وصغيرة نسبيًا.

يتم تفسير القانون من خلال بنية الشبكة البلورية. تتوافق الاتجاهات المختارة كمحاور مع صفوف الشبكة المكانية.

رموز الوجه

للحصول على رمز وجه ، تحتاج إلى ضبط البلورة في المحاور البلورية المقابلة ، ثم تحديد وجه واحد- الوجه ، تُؤخذ معلماته على طول كل محور بلوري كوحدة قياس (بمعنى آخر ، كقطعة مقياس). نتيجة لذلك ، ستحدد نسبة المعلمات موضع الوجه في المحاور البلورية.

من الأنسب عدم استخدام المعلمات ، ولكن مؤشرات الوجه- الكميات العكسية للمعلمات:. تتم كتابة المؤشرات بشكل مجعد (قم بتمييز الشكل البسيط ككل ، على سبيل المثال (hkl) أو (hhl)) أو الأقواس (تشير مباشرة إلى وجه معين ، على سبيل المثال (hhl) أو (hlh) ) بدون علامات الترقيم. إذا تم الحصول على فهرس سالب ، فيمكن إظهاره بواسطة علامة المتجه - (hkl). يمكن أيضًا الإشارة إلى الفهارس بقيم رقمية ، مثل (321) أو (110) أو (hk0). "0" - تعني أن الوجه موازي للمحور.

طرق تكوين البلوراتفي

يمكن أن تتكون البلورات من جميع الحالات الكلية للمادة ، سواء في الظروف الطبيعية أو في ظروف المختبر.

الحالة الغازية - رقاقات الثلج (بلورات الجليد) ، الصقيع ، البلاك ، الكبريت الأصلي (أثناء الانفجارات البركانية ، بلورات الكبريت تستقر على جدران الفوهات) ؛ في الصناعة - بلورات اليود والمغنيسيوم. تسامي- عملية تكوين بلورات من مادة غازية.

الحالة السائلة - تكوين بلورات من الذوبان ومن المحلول. يحدث تكوين جميع الصخور المتطفلة من الذوبان (ذوبان صخور الوشاح) ، عندما يكون العامل الرئيسي هو انخفاض درجة الحرارة. لكن الأكثر شيوعًا هو تكوين بلورات من المحاليل. في الطبيعة ، هذه العمليات هي الأكثر شيوعًا وشدة. يعتبر تكوين البلورات من المحاليل بشكل خاص نموذجيًا لتجفيف البحيرات.

الحالة الصلبة هي بشكل أساسي عملية انتقال مادة غير متبلورة إلى مادة متبلورة (إزالة التبلور) ، في الظروف الطبيعيةهذه العمليات بنشاط درجات حرارة عاليةآه والضغوط.

ظهور البلورات

تختلف الحلول في درجة تركيز المادة فيها:

غير مشبع (غير مشبع) - يمكنك إضافة مادة ، وسوف تستمر في الذوبان ؛

مشبع - لا تؤدي إضافة مادة إلى انحلالها ، بل تترسب ؛

مفرط التشبع (مفرط التشبع) - يتشكل إذا وقع محلول مشبع في ظروف يتجاوز فيها تركيز المادة حد الذوبان بشكل كبير ؛ يبدأ المذيب في التبخر أولاً.

على سبيل المثال ، تكوين نواة بلورية من كلوريد الصوديوم:

1. بلورة أحادية البعد (بسبب جاذبية الأيونات ، تتشكل سلسلة) ، (الشكل 7);

2. كريستال ثنائي الأبعاد (شبكة مسطحة) ، (الشكل 8);

3. الشبكة البلورية الأولية (نواة بلورية تتكون من حوالي 8 خلايا وحدة) ، (الشكل 9).

كل بلورة لها سلسلة تكوين خاصة بها (لبلورة الملح - مكعب) ، لكن الآلية ستكون دائمًا كما هي. في الظروف الواقعية ، كقاعدة عامة ، يكون إما شوائب دخيلة (حبة رمل) أو أصغر جسيم من المادة التي سيتم بناء البلورة منها بمثابة مركز التبلور.

نمو البلورات

حتى الآن ، هناك نوعان من النظريات الرئيسية التي تصف نمو البلورات. أولهم يسمى نظرية كوسيل سترانسكي. (الشكل 10). وفقًا لهذه النظرية ، ترتبط الجسيمات بالبلورة في الغالب بطريقة يتم فيها إطلاق أكبر قدر من الطاقة. ويفسر ذلك حقيقة أن أي عملية تصبح "أسهل" إذا تم إطلاق الطاقة.

لكن- يتم إطلاق أقصى قدر من الطاقة (عندما يصطدم الجسيم بزاوية ثلاثية الأضلاع).

ب- سيتم إطلاق طاقة أقل (زاوية ثنائية السطوح).

في- يتم تحرير الحد الأدنى من الطاقة ، وهي الحالة الأكثر احتمالاً.

أثناء النمو ، ستقع الجسيمات أولاً في موضعها لكن، ثم في بوأخيرا في في. لن تبدأ طبقة جديدة في النمو على البلورة حتى يتم بناء الطبقة بالكامل.

تشرح هذه النظرية تمامًا نمو البلورات ذات الوجوه الناعمة المثالية مع آلية نمو الوجوه طبقة تلو الأخرى.

ولكن في الثلاثينيات من القرن العشرين ، ثبت أن الوجوه الكريستالية دائمًا ما تكون مشوهة أو بها نوع من العيوب ، وبالتالي ، في الظروف الحقيقية ، تكون الوجوه البلورية بعيدة عن المستويات المثالية المثالية.

النظرية الثانية اقترحها ج. Lemmlein ، مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أن وجوه البلورات ليست مثالية ، طور نظرية الخلع (نمو الخلع) - الإزاحة. بسبب خلع اللولب ، هناك دائمًا "خطوة" على السطح البلوري ، والتي يتم ربط جزيئات البلورة النامية بها بسهولة أكبر. نظرية الخلع و ، في على وجه الخصوص ، نظرية خلع المسمار (الشكل 11 ، 12)، يجعل دائمًا من الممكن استمرار نمو الوجوه ، لأنه يوجد دائمًا مجال لربط ملائم لجسيم بشبكة بلورية مخلوعة. نتيجة لهذا النمو ، يكتسب سطح الوجه بنية حلزونية.

تكمل كلتا النظريتين ، النمو البلوري المثالي وغير الكامل ، بعضهما البعض ، كل واحدة منهما تستند إلى نفس القوانين والمبادئ وتسمح بشكل كامل بتوصيف جميع قضايا النمو البلوري.

معدل نمو الوجه

معدل الحافة- قيمة القطعة العادية بالنسبة لمستواها ، والتي يتحرك عليها الوجه المحدد لكل وحدة زمنية (الشكل 13).

يختلف معدل نمو الوجوه الكريستالية المختلفة. تتناقص الأوجه ذات معدل الانفتاح العالي تدريجيًا في الحجم ، ويتم استبدالها بأوجه متنامية بمعدل انتقال منخفض ، وقد تختفي تمامًا من سطح الكريستال. (الشكل 14). بادئ ذي بدء ، تتطور الوجوه ذات الكثافة الشبكية الأعلى على البلورة.

يعتمد معدل نمو الحافة على العديد من العوامل:

داخلي وخارجي. من بين العوامل الداخلية ، يكون التأثير الأكبر على معدل نمو الوجوه من خلال كثافتها الشبكية ، والتي يعبر عنها قانون Bravais: "البلورة مغطاة بوجوه ذات كثافة شبكية أعلى وأقل معدل نمو".

العوامل التي تؤثر على شكل البلورة النامية

تنقسم العوامل إلى داخلية (ما يرتبط ارتباطًا مباشرًا بخصائص الأيونات أو الذرات أو الشبكة البلورية) والعوامل الخارجية: الضغط ، وكذلك:

1. تدفقات التركيز.عندما تنمو البلورة في محلول ، توجد منطقة ذات درجة حرارة أعلى قليلاً بالقرب منها (يتم توصيل الجزيئات بحيث يتم إطلاق أكبر قدر ممكن من الطاقة) وبكثافة محلول منخفضة (يتم تغذية البلورة النامية) (الشكل 15) ). عندما يذوب ، كل شيء يحدث في الاتجاه المعاكس.

تلعب التدفقات دورًا مزدوجًا: فالتيارات التي تتحرك باستمرار لأعلى تجلب أجزاء جديدة من المادة ، لكنها أيضًا تشوه شكل البلورات. تحدث التغذية فقط من الأسفل ، وأقل من الجانبين ، وتقريباً لا شيء من الأعلى. عند زراعة البلورات في ظروف معملية ، يحاولون استبعاد تأثير تدفقات التركيز ، حيث يستخدمون طرقًا مختلفة: طريقة النمو البلوري الديناميكي ، وطريقة الخلط الاصطناعي للمحلول ، إلخ.

2. تركيز المحلول ودرجة الحرارة. دائما التأثير على شكل البلورات.

تأثير تركيز المحلول على شكل بلورات الشب (يزيد التركيز من 1 إلى 4):

1 - بلورة على شكل ثماني السطوح ؛

2.3 - مزيج من عدة أشكال بسيطة ؛

4 - بلورة ذات تطور سائد للوجه ثماني السطوح ، يقترب الشكل كرويًا.

تأثير درجة الحرارة على الإبسوميت:

مع زيادة درجة الحرارة ، تكتسب بلورات الإبسوميت شكلًا موشوريًا أكثر سمكًا ، وعند درجة حرارة منخفضة - عدسة رقيقة.

3. شوائب المادة الأجنبية. على سبيل المثال ، يتحول مجسم الشبة إلى مكعب عندما ينمو في محلول بمزيج من البورق.

4. آخرون.

قانون ثبات زوايا الوجه

في منتصف القرن السابع عشر ، في عام 1669 ، درس العالم الدنماركي ستينو العديد من بلورات الكوارتز وأدرك أنه بغض النظر عن مقدار تشوه البلورة ، فإن الزوايا بين الوجوه تظل دون تغيير. في البداية ، تم التعامل مع القانون ببرود ، ولكن بعد 100 عام من البحث من قبل لومونوسوف والعالم الفرنسي روميو ديليل ، بشكل مستقل عن بعضهما البعض ، أكد هذا القانون.

حتى الآن ، القانون له اسم مختلف - قانون Steno-Lomonosov-Rome-Delille). قانون ثبات زوايا الوجه: "في جميع بلورات نفس المادة ، الزوايا بين الوجوه والحواف المقابلة ثابتة". يتم تفسير هذا القانون من خلال بنية الشبكة البلورية.

لقياس الزوايا بين الوجوه ، يتم استخدام جهاز مقياس الزوايا (على غرار مزيج من منقلة ومسطرة). للحصول على قياسات أكثر دقة ، اخترع مقياس الزوايا البصري بواسطة E. فيدوروف.

معرفة الزوايا بين وجوه بلورة مادة ما ، من الممكن تحديد تكوين المادة.

تداخل البلورات

من بين تداخل البلورات ، هناك مجموعتان رئيسيتان مميزتان:

1. غير منتظم - تداخلات بلورات غير مترابطة وغير موجهة فيما بينها في الفضاء (درزي).

2. منتظم:

موازى؛

توأمان.

لصق متوازيالبلورات هي عدة بلورات من نفس المادة ، والتي يمكن أن تكون ذات أحجام مختلفة ، ولكنها موجهة بالتوازي مع بعضها البعض ، والشبكة البلورية في هذا الوصلة متصلة مباشرة بواحد.

مفصل صولجان- بلورات الكوارتز الأصغر تنمو مع بلورة أكبر.

زوجي

مزدوج- تداخل طبيعي بين بلورتين ، حيث تكون إحدى البلورات صورة معكوسة للآخر ، أو تتم إزالة نصف التوأم من الآخر عن طريق الدوران 180 درجة. من وجهة نظر علم المعادن ، في أي توأم ، دائمًا ما تكون زاوية الدخول الداخلية مرئية. (الشكل 16).

العناصر المزدوجة:

1. الطائرة المزدوجة - الطائرة التي ينعكس فيها جزأين من التوأم.

2. محور مزدوج - محور ، عند الدوران يتحول نصف التوأم إلى النصف الثاني.

3. طائرة الانصهار - الطائرة التي يتجاور فيها جزأا التوأم بعضهما البعض. في حالات خاصة ، يتطابق المستوى المزدوج ومستوى الاندماج ، ولكن في معظم الحالات لا يكون هذا هو الحال.

إن تركيبة العناصر الثلاثة للتوائم وطبيعتها تحدد قوانين التوأمة: "الإسبنيل" ، "الغاليك" ، إلخ.

تنبت التوائمبلورة واحدة تنمو من خلال بلورة أخرى. في حالة وجود عدة بلورات ، يتم تمييز المحملات ، والأربع مرات ، وما إلى ذلك وفقًا لذلك. (حسب عدد البلورات).

التوائم متعددة التركيبات- سلسلة من البلورات المزدوجة مرتبة بحيث تقع كل واحدة منها متجاورة في اتجاه مزدوج ، والبلورات التي تمر عبر إحداها تكون موازية لبعضها البعض (الشكل 17).

غالبًا ما تظهر التوأمة متعددة التركيبات على البلورات الطبيعية في شكل فقس متوازي رقيق (طبقات مزدوجة).

أشكال بلورات طبيعية

من المعتاد التمييز بين البلورات:

· المثالي- تلك البلورات التي تكون فيها جميع الوجوه التي لها نفس الشكل البسيط متماثلة في الحجم والشكل والمسافة من مركز البلورة ؛

· حقا- يجتمع مع بعض الانحرافات عن الأشكال المثالية.

في البلورات الطبيعية (الحقيقية) ، يعطي التطور غير المتكافئ للوجوه التي لها نفس الشكل انطباعًا بتناظر أقل. (الشكل 18).

في البلورات الحقيقية ، الوجوه بعيدة عن المستويات الصحيحة رياضيًا ، لأن على وجوه البلورات الحقيقية هناك مضاعفات مختلفة في شكل التظليل ، والأنماط ، والحفر ، والنمو ، أي التماثيل. التخصيص: نمط يشبه الباركيه ، والتظليل على الوجه ، والمناطق المجاورة (وهي مناطق صغيرة من وجه الكريستال ، وتحول قليلاً عن اتجاه الوجه). في البلورات الحقيقية ، تكون الأشكال المعقدة من البلورات شائعة جدًا.

عند الانحراف عن ظروف النمو الطبيعية ، بلورات الهيكل العظمي- البلورات التي تطورت عليها الحواف والرؤوس في الغالب ، وتتأخر الوجوه في التطور (على سبيل المثال ، رقاقات الثلج). بلورات مضادة للهيكل العظمي- تم تطوير الأوجه في الغالب ، بينما تتأخر الحواف والرؤوس في التطور (تكتسب البلورة شكلاً مستديرًا ، وغالبًا ما يوجد الماس في هذا الشكل).

هناك أيضًا بلورات ملتوية ، منقسمة ، مشوهة.

التركيب الداخلي للبلورات

غالبًا ما يكون التركيب الداخلي للبلورات منطقيًا. كل تغيير التركيب الكيميائيالحل حيث تنمو البلورة يسبب طبقتها الخاصة. يرجع هيكل المنطقة إلى النبضات والتغيرات في التركيب الكيميائي لمحاليل التغذية ، أي اعتمادًا على ما أكلته البلورة في شبابها ، ستتغير ، على سبيل المثال ، لون المناطق.

يظهر الهيكل القطاعي في الكسر المستعرض ، والذي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بتقسيم المناطق ويرجع ذلك إلى التغيرات في تكوين الوسط.

الادراج في البلورات

تنقسم جميع الادراج إلى متجانسة وغير متجانسة. كما أنها مقسمة حسب وقت التكوين إلى:

1. المتبقي (بقايا) - مرحلة صلبة ، تمثل مادة كانت موجودة حتى قبل نمو البلورة.

2. سينجينتيك - شوائب نشأت مع نمو البلورات.

3. Epigenic - تنشأ بعد تكوين البلورات.

الأكثر أهمية لعلم البلورات هي الادراج المتبقية والتركيبية.

طرق دراسة الشوائب في البلورات

ا. Ermakov و Yu.A. قدم Dolgov مساهمة كبيرة في دراسة الادراج ، واليوم هناك طريقتان رئيسيتان لدراسة الادراج في البلورات:

1. طريقة التجانس- مجموعة من الأساليب القائمة على مبدأ تحويل الادراج إلى حالة متجانسة ؛ كقاعدة عامة ، يتم تحقيق ذلك عن طريق التسخين. على سبيل المثال ، تكون الفقاعات في البلورة سائلة ، وعند تسخينها إلى درجة حرارة معينة ، فإنها تصبح متجانسة ، أي السائل يصبح غازا. بشكل أساسي ، تعمل هذه الطريقة على البلورات الشفافة.

2. طريقة فك التشفير- عن طريق تغيير درجة الحرارة والضغط ، يتم إخراج البلورة ومحتوياتها من التوازن وتؤدي إلى الانفجار.

نتيجة لذلك ، يتم الحصول على بيانات حول درجة حرارة وضغط تكوين بلورة مع غازات أو سوائل مغلقة أو طور صلب في شكل إدراج.

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

استضافت في http://www.allbest.ru/

1 . الخصائص العامةالتخصصات الجيولوجية

لقد انفصلت علوم علم المعادن وعلم البلورات وعلم الصخور تاريخياً عن علم تكوين المواد وهيكل وتاريخ تطور الأرض المسمى جيولوجيا.

علم البلوراتيدرس التكوين والشكل والخصائص الفيزيائية والكيميائية للبلورات التي تتكون منها المعادن المختلفة.

المعدغرافيا دراسة المعادن- علم يدرس بنية وخصائص المعادن ويؤسس علاقة بين تكوينها وهيكلها وخصائصها.

علم المعادنبرز كعلم مركبات كيميائية طبيعية تسمى المعادن. يدرس علم المعادن تكوين المعادن وهيكلها ، وظروف تكوينها وتغييرها.

بتروغرافيا- علم الصخور وتكوينها وبنيتها وتصنيفها وظروف حدوثها.

ترتبط هذه العلوم ارتباطًا وثيقًا بالاحتياجات العملية للصناعات المعدنية والصناعات الأخرى. لا توجد صناعة واحدة لا تستخدم فيها المعادن شكل طبيعي، أو أي مكونات مشتقة منها. تعد معرفة المعادن وتكوينها وخصائصها المختلفة ومجالات التطبيق العملي ضرورية للمتخصصين العاملين في مختلف الصناعات.

مineralsاستدعاء العناصر أو المركبات الكيميائية المتكونة في قشرة الأرض أو غلاف الماء أو الغلاف الجوي نتيجة لعمليات فيزيائية كيميائية مختلفة (دون أي تدخل).

يمكن أن تكون المعادن واحدة عنصر كيميائي: الماس (ج) ؛ الجرافيت (ج) ؛ كبريت (S) ؛ الذهب (Au) أو قد تكون مركبات ذات تكوين ثابت أو متغير:

مركبات ذات تكوين ثابت (صاري الانهيار الجليدي ، الكوارتز ، الكالسيوم)

المركبات ذات التركيب المتغير: أوليفينات تتراوح في تكوينها من Mg 2 (SiO 4) فورستريت إلى Fe 2 (SiO 4) fayalite.

معظم المعادن عبارة عن مواد صلبة بلورية. على الرغم من وجود المعادن الفردية في شكل كريبتوكريستاليني (عادة ما تكون مشتتة الغروانية).

في الطبيعة ، يمكن أن تتناثر المعادن في شكل جزيئات صغيرة أو تتواجد في مجموعات كبيرة. في الوقت نفسه ، يمكن أن تحدث المعادن من نفس المادة في شكل مختلف. وهذا يسبب صعوبات في التحديد الخارجي للمعادن الموجودة في أي صخرة.

يوجد حاليًا حوالي 3800 نوع من المعادن المختلفة معروفة ، منها 250-300 فقط منتشرة ولها قيمة عملية. هذه هي خامات المعادن الحديدية وغير الحديدية والمعادن النادرة والمواد الخام للإنتاج مواد بناءوالمواد الخام للصناعات الكيماوية والأحجار الكريمة وغيرها.

نظرًا لأن المعادن لها الترتيب المنتظم الصحيح للذرات ، نظرًا لتركيبها البلوري والسوائل والغازات والاصطناعية أجسام صلبةوالمواد الجوية الطبيعية.

تختلف المعادن عن بعضها البعض في التركيب الكيميائي والبنية البلورية.

تسمى المعادن التي لها نفس التركيب البلوري ولكنها تختلف في التركيب الكيميائي متماثل.

تسمى المعادن التي لها نفس التركيب الكيميائي ولكن بنية بلورية مختلفة متعدد الأشكال(مثال على المعادن متعددة الأشكال: الماس والجرافيت).

1.1 مورفولوجيا المعادن (أشكال البحث عن المعادن في الطبيعة)

في الطبيعة ، توجد المعادن في شكل:

بلورات واحدة

زوجي

الوحدات.

شبيه ... شخص مشابهيسمى هذا النمو الطبيعي بين بلورتين ، حيث يمكن الحصول على فرد واحد من آخر إما عن طريق الانعكاس في مستوى معين (توأم) أو بالدوران حول محور معين (توأم).

في أغلب الأحيان ، تحدث المعادن في شكل مجاميع عشوائية غير منتظمة. تجمعات.يمكن أن يتكون الركام من بلورات من معدن واحد (مجاميع أحادية المعدن) أو عدة مجاميع (مجاميع متعددة المعادن).

الركام ينقسم إلى:

خشن الحبيبات (أكثر من 5 مم) ؛

متوسطة الحبيبات (1-5 مم) ؛

دقيق الحبيبات (أقل من 1 مم).

أشكال الحبيبات التي يتكون منها الركام هي: متقشر ، ليفي ، ترابي. يتم تمييز الأنواع المورفولوجية التالية من الركام:

الدروع عبارة عن نتوءات بينية من بلورات جيدة التكوين ، تختلف في الارتفاع وتختلف في الاتجاه ، ولكنها متصلة في أحد طرفيها بقاعدة مشتركة مسطحة أو مقعرة.

الإفرازات هي تكوينات معدنية تملأ الفراغات في الصخور. يحدث ملء الفراغات نتيجة الترسب التدريجي للمواد على جدرانها من المحيط إلى المركز.

التحجر - تشكيلات ذات شكل دائري ، عادة ما يكون لها هيكل مشع شعاعي أو هيكل صدفي. على عكس الإفراز ، يحدث ترسب المادة من المركز إلى المحيط.

Oolites هي تشكيلات كروية صغيرة ذات هيكل قشرة متحدة المركز.

Pseudooliths - تكوينات مماثلة في الشكل إلى oolites ، ولكن ليس لها هيكل قشرة متحدة المركز.

التشعبات عبارة عن مجاميع شبيهة بالأشجار تشبه أوراق السرخس وأغصان الأشجار.

1.2 الخصائص الفيزيائيةالمعادن

الخصائص الفيزيائية الرئيسية للمعادن التي تجعل من الممكن تحديدها من خلال السمات الخارجية تشمل: اللون ، لون الخط ، الصبغة ، اللمعان ، درجة الشفافية ، الصلابة ، الانقسام ، الكسر ، الثقل النوعي ، المغناطيسية ، الهشاشة ، المرونة ، المرونة ، إلخ.

اللونهي إحدى الخصائص الفيزيائية المميزة للمعادن. لنفس المعدن ، اعتمادًا على التركيب الكيميائي والهيكل والشوائب الميكانيكية والكيميائية ، يمكن أن يتنوع اللون. من خلال اللون ، يمكن للمرء أن يحكم على شروط تكوين المعادن وانتمائها إلى رواسب معينة.

الأكاديمي أ. يميز Fersman ثلاثة أنواع من الألوان المعدنية: متماثل اللون ، متباين اللون ، و pseudochromatic.

Idiochromatic - اللون الخاص بالمعادن.

Allochromatic - نتيجة لوجود شوائب ميكانيكية أجنبية في المعدن.

Pseudochromatic - ظاهرة حيود أشعة الضوء من أي شقوق داخلية.

لون اندفاعة- أثر تركه معدن على صفيحة خزفية غير مصقولة. هذا هو لون المسحوق المعدني المسحوق.

تلون- الظاهرة عندما يكون للمعدن ، بالإضافة إلى اللون الرئيسي في طبقة سطحية رقيقة ، لون إضافي.

انقسام- قدرة بعض المعادن على الانقسام أو الانقسام على طول مستويات معينة مع تكوين أسطح ناعمة وحتى لامعة.

1.3 نشأة المعادن (حواليتكوين المعادن في الطبيعة)

يمكن تقسيم عمليات تكوين المعادن إلى:

1) داخلية المنشأ (تحدث داخل الأرض وترتبط بالنشاط الصهاري) ؛

2) خارجي المنشأ (يحدث على سطح الأرض ، يتجلى في عمل العوامل الجوية وسطح المحاليل المائية ، وكذلك في النشاط الكيميائي الحيوي للكائنات (الأكسدة ، التحلل) ؛

3) متحولة (تحدث نتيجة تحول الصخور التي تكونت سابقًا عندما تتغير الظروف الفيزيائية والكيميائية.

باراجينهحهوالمعادن.

التكوّن النفاسي هو حدوث مشترك للمعادن في الطبيعة ، بسبب العملية الشائعة لتكوينها. يمكن أن تتشكل المعادن بالتتابع أو في وقت واحد.

1.4 صعلم القياسأنا

بتروغرافيا- علم يدرس الصخور وتكوينها المعدني والكيميائي وتركيبها وتوزيعها وظروف تكوينها.

الصخورتسمى المجاميع المعدنية ذات التركيب الكيميائي والمعدني الثابت إلى حد ما ، وتحتل مناطق مهمة من قشرة الأرض. يمكن أن تكون الصخور أحادية المعادن ، وتتكون من معدن واحد ، ومتعددة المعادن ، والتي تحتوي على العديد من المعادن.

أحاديالصخور - الحجر الجيري والرخام (يتكون من الكالسيت المعدني) ، والكوارتزيت (يتكون من الكوارتز).

متعدد المعادنالصخور - الجرانيت (المعادن الرئيسية المكونة للصخور هي الفلسبار (ميكروكلين ، أورثوكلاز ، بلاجيوجلاز) ، الكوارتز والميكا (البيوتايت ، المسكوفيت).

يُعرف حوالي ألف نوع من الصخور ، والتي ، وفقًا لظروف التكوين (التكوين) ، تنقسم إلى ثلاث فئات:

1. الناري(أو ضال). تتشكل من الصهارة المجمدة في أحشاء الأرض أو على سطحها ؛ إنها تكوينات نموذجية ذات درجة حرارة عالية.

2. رسوبية.يتم حشوها وتحويلها إلى نواتج تدمير الصخور المشكلة سابقًا وبقايا الكائنات الحية ومنتجاتها الأيضية ؛ يحدث تكوين الصخور الرسوبية على سطح الأرض في درجات الحرارة العادية والضغط الطبيعي ، وخاصة في البيئة المائية.

3. المتحولة.تتشكل في أعماق كبيرة بسبب التغيرات في الصخور الرسوبية والبركانية تحت تأثير العمليات الداخلية المختلفة (درجات الحرارة المرتفعة والضغوط والمواد الغازية المنبعثة من الصهارة ، وما إلى ذلك).

2 . أساسيات علم البلورات

ينقسم علم البلورات إلى: علم البلورات الهندسي ، علم البلورات الكيميائي والفيزيائي.

علم البلورات الهندسييأخذ في الاعتبار الأنماط العامة لبناء المواد البلورية التي تشكل بلوراتها ، وكذلك تناسق ونظامية البلورات.

كيمياء الكريستاليدرس العلاقة بين التراكيب والخصائص الكيميائية لمادة بلورية ، وكذلك وصف تراكيب البلورات

علم البلورات الفيزيائييصف الخصائص الفيزيائية للبلورات (الميكانيكية والبصرية والحرارية والكهربائية والمغناطيسية).

2 .1 الأساسياتعلم البلورات الهندسي

ملامح الحالة البلورية. ترتبط كلمة "بلور" دائمًا بفكرة متعدد السطوح بشكل أو بآخر. ومع ذلك ، فإن المواد البلورية لا تتميز فقط بالقدرة على إعطاء تكوينات ذات شكل معين. السمة الرئيسية للأجسام البلورية هي تباين الخواص- اعتماد عدد من الخصائص (قوة الشد ، والتوصيل الحراري ، والانضغاط ، وما إلى ذلك) على الاتجاه في البلورة.

كريفولاذ- أجسام صلبة تكونت على شكل مجسمات منتظمة هندسية متعددة السطوح.

أ) الملح الصخري ب) الكوارتز. ج) أكسيد الحديد الأسود

الشكل 1. بلورات

عناصر تحديد البلورات هي: الطائرات - الوجوه.خطوط تقاطع الحافة - ضلوع؛ نقاط تقاطع الحافة - القمم.

استضافت في http://www.allbest.ru/

استضافت في http://www.allbest.ru/

الشكل 2. عناصر تقييد البلورات

توجد الجسيمات الأولية (الذرات أو الأيونات أو الجزيئات) في البلورات في شكل شبكة مكانية.

الشبكة المكانية عبارة عن نظام من النقاط يقع عند رؤوس خطوط متوازية السطوح متوازية ومتجاورة على طول الوجوه بأكملها ، دون فجوات تملأ الفراغ.

الشكل 3. الشبكة المكانية للبلورة

معدن بلاستيك بلوري معدني

تسمى الخطوط المتوازية الأولية التي تشكل الشبكة المكانية للبلورة الخلايا الأولية.

معلمات هذه الخلية هي: ثلاث زوايا بين ، تؤخذ كمحاور رئيسية ، وثلاثة أجزاء (أ ، ب ، ج) للمسافات بين العقد على طول هذه المحاور.

الشكل 4. معلمات خلية الوحدة

يحدد ترتيب معين للجسيمات في البلورات على شكل شبكة مكانية عددًا من الخصائص الخاصة للمواد البلورية - التوحيد ، والتباين ، والقدرة على القطع الذاتي ، أي تنمو في شكل متعددات الوجوه العادية).

التوحيديعني أن خصائص البلورات هي نفسها في جميع نقاطها.

تباين الخواصتكمن البلورات في التباين في اتجاهات مختلفة لمعظم خواصها الفيزيائية (الميكانيكية والبصرية وغيرها).

القدرة على الحد من الذاتتكمن في حقيقة أنها ، في ظل ظروف النمو المواتية ، تشكل متعددات الوجوه المنتظمة ، تكون وجوهها شبكات مسطحة للشبكة المكانية.

إذا وضعت قطعة بلورات غير منتظمة الشكل في محلول مع الظروف المناسبة ، فستكتسب بعد فترة حوافًا وتأخذ شكل متعدد الوجوه المنتظم ، الذي يميز بلورات هذه المادة.

تحول كرة مقطوعة من بلورة ملح صخرية مكعبة في محلول مشبع إلى بلورة مكعبة.

الشكل 5. مخطط التحول

غالبًا ما تتميز بلورات المعدن بوجود أوجه من نوع معين ، على الرغم من أنه في حالات نادرة قد تختلف الأشكال الخارجية للبلورات لنفس المعدن اعتمادًا على ظروف التكوين.

تعتبر قوانين علم البلورات الهندسية ذات أهمية كبيرة لدراسة البلورات.

القانون الأول:قانون ثبات زوايا الوجه-قانون ستين: بالنسبة إلى بلورات مختلفة من نفس المادة ، بغض النظر عن الحجم والشكل ، يكون بين الوجوه المتوافقة في ظل ظروف معينة ثابتًا.

الشكل 6. بلورات الكوارتز المختلفة

القانون الثاني-قانون عقلانية علاقات المعلمات. قانون أيوي.

على بلورة واحدة ، يمكن العثور على مثل هذه الأشكال فقط ، والتي تتعلق معلمات الوجوه بمعلمات الوجوه ذات الشكل البسيط ، التي تعتبر الشكل الرئيسي ، كأرقام عقلانية.

التناظر البلوري

التناظر البلورييكمن في التكرار المنتظم لوجوه وحواف وزوايا متطابقة في هذه البلورة.

الصور الشرطية ، فيما يتعلق بالتناظر الملاحظ ، تسمى عناصر التناظر. وتشمل هذه: مستوى التناظر ، محور التناظر ، المركز والرأس.

مستوى التماثل- هذا مستوى وهمي يقسم متعدد السطوح البلوري إلى جزأين متساويين ، أحدهما صورة معكوسة للآخر.

يُشار إلى عدد مستويات التناظر في البلورات برقم أمام الرمز الشرطي لمستوى التناظر ، الحرف P.

لا يمكن أن تحتوي البلورات على أكثر من تسعة مستويات تناظر.

محاور التماثل- خط مستقيم وهمي يمر عبر البلورة ، وعند تدويره بزاوية 360 درجة ، يتم دمج الشكل مع نفسه عددًا معينًا من المرات (n مرة). يتم تحديد اسم المحور أو ترتيبه بعدد التوليفات أثناء دورة كاملة حول محور البلورة (360 درجة).

تحتوي البلورات على محاور من الرتب الثانية والثالثة والرابعة والسادسة.

تتم الإشارة إلى محاور التناظر بالحرف L ورمز يشير إلى ترتيب محور التناظر (L 1، L 2، L 3، L 4، L 6).

بالإضافة إلى محاور التناظر المعتادة ، هناك محاور انعكاس ومرايا دوارة. إذا كانت متوفرة ، من أجل محاذاة الشكل مع نفسه ، يجب أن يكون الدوران حول المحور مصحوبًا بزاوية 180 درجة حول المحور المتعامد مع المعطى (الانعكاس) ، أو انعكاس مرآة من المستوى.

مركز التناظر جتسمى النقطة التي تقسم أي خط يمر عبرها ، مرسومًا على التقاطع مع وجوه الشكل.

في عام 1867 A.V. أظهر Gadolin رياضيًا أن وجود 32 نوعًا من التناظر للأشكال البلورية ممكن ، يتميز كل منها بمجموعة معينة من عناصر التناظر.

تنقسم جميع أنواع التماثل في البلورات إلى ثلاث فئات: أدنى ، ومتوسط ​​، وأعلى. لا تحتوي بلورات الفئة الأدنى على محاور من رتبة أعلى - أعلى من الثانية ؛ تتميز الفئة الوسطى بمحور واحد ذي ترتيب أعلى ، وهو الأعلى - بعدة محاور. تنقسم الفئات إلى أنظمة بلورية أو تآزرات.

سينجونيهي مجموعة من عناصر التناظر لها نفس عدد المحاور من نفس الترتيب. هناك سبعة تآزرات في المجموع: ثلاثي الميل ، أحادي الميل ، معيني ، ثلاثي الزوايا ، سداسي ، مكعب ، رباعي الزوايا.

تشتمل الفئة الأدنى على ثلاثة تآزرات - ثلاثية الميل ، وأحادية الميل ، ومعينية. في بلورات النظام البلوري ثلاثي الميل ، لا توجد محاور أو مستويات تناظر: قد يكون مركز التناظر غائبًا أيضًا. يمكن أن تحتوي البلورات أحادية الميل على محور ومستوى تناظر ، ولكن لا يمكن أن تحتوي على محاور أو مستويات تماثل متعددة. يتميز النظام المعيني بوجود عدة عناصر تناظر - عدة محاور أو طائرات.

يعد تناسق الجزيئات المكونة لها شرطًا ضروريًا لتشكيل بلورات عالية التناظر. نظرًا لأن معظم الجزيئات ليست متماثلة ، فإن البلورات عالية التناظر تشكل جزءًا صغيرًا فقط من العدد الإجمالي المعروف.

تُعرف العديد من الحالات عندما توجد نفس المادة في أشكال بلورية مختلفة ، أي يختلف في التركيب الداخلي ، وبالتالي في خواصه الفيزيائية والكيميائية. تسمى هذه الظاهرة تعدد الأشكال.

بين الأجسام البلورية ، غالبًا ما تُلاحظ هذه الظاهرة تماثل- خاصية الذرات أو الأيونات أو الجزيئات لتحل محل بعضها البعض في الشبكة البلورية ، مكونة بلورات مختلطة. البلورات المختلطة عبارة عن مخاليط متجانسة تمامًا المواد الصلبةهي حلول إحلال صلبة. لذلك ، يمكننا القول أن التماثل هو القدرة على تكوين حلول صلبة بديلة.

أشكال الكريستال

بالإضافة إلى عناصر التناظر ، تتميز البلورات أيضًا بشكلها الخارجي. إذاً للمكعب والمجسم الثماني نفس عناصر التناظر ، لكن الشكل الخارجي وعدد الوجوه مختلفان.

شكل الكريستالهو جمع كل وجوهها. يميز بين الأشكال البسيطة والمعقدة.

شكل بسيطيسمى هذا الشكل ، وكل أوجهه متصلة ببعضها البعض بواسطة عناصر التماثل ، أو بعبارة أخرى ، هذه بلورات تتكون من وجوه متطابقة لها ترتيب متماثل (مكعب ، ثماني السطوح ، رباعي الوجوه)

يمكن أن تكون النماذج البسيطة إما إغلاق دورة الفضاء (النماذج المغلقة) أو فتحها ، وليس إغلاق المساحة من جميع الجوانب.

تتضمن النماذج البسيطة المفتوحة ما يلي:

أحادي السطوح ، ثنائي السطوح ، بينانويد ، أهرامات ، مناشير

تشمل النماذج البسيطة المغلقة ما يلي:

Dipyramids ، rhombohedron ، رباعي السطوح ، مكعب ، مجسم ثماني ، إلخ.

الشكل 7. أشكال بلورية بسيطة

شكل معقد أو تركيبةيسمى هذا النموذج ، والذي يتكون من شكلين أو أكثر من الأشكال البسيطة ، أي تتكون الوجوه الكريستالية من عدة أنواع ، ولا ترتبط ببعضها بعناصر تناظر.

تعد الأشكال البسيطة والمعقدة من البلورات نادرة للغاية في الطبيعة. إن انحرافات البلورات الحقيقية عن الأشكال البسيطة الموصوفة ناتجة عن التطور غير المتكافئ للوجوه بسبب التأثير على تكوين بلورة لظروف البيئة التي تتشكل فيها.

في بعض الأحيان ، جنبًا إلى جنب مع تكوين بلورات فردية فردية ، تنشأ نواتجها المختلفة. إحدى هذه الحالات هي التكوين المزدوج لبلورتين أو أكثر تنمو معًا في وضع خاطئ. تسمى هذه العملية توأمة. عادة ما يكون تكوين مثل هذه النواتج البينية ناتجًا عن مضاعفات مختلفة لعملية التبلور (التغيرات في درجة الحرارة ، تركيز المحاليل ، إلخ.)

هناك توائم أولية (تنشأ أثناء التبلور) وتوائم ثانوية تنشأ نتيجة لأي تأثيرات.

بالإضافة إلى تكاثر بلورات مادة واحدة ، من الممكن حدوث نمو متبادل منتظم للبلورات مواد مختلفةأو تعديلات متعددة الأشكال لمادة واحدة ، تتبلور في تراكيب مختلفة. هذه العملية تسمى - تنضيد.

3 . أساسيات كيمياء الكريستال

يحدد التركيب الداخلي للبلورات في النهاية جميع ميزاته: شكل البلورات ، والخصائص الفيزيائية والكيميائية.

شعرية مكانية- هذا نظام من النقاط يقع عند رؤوس خطوط متوازية متساوية المنحى ومتوازية متجاورة على طول الوجوه بأكملها ، وملء الفراغ بدون فجوات.

تتكون الشبكة المكانية من مجموعة لا حصر لها من خطوط متوازية (خلايا أولية) متساوية في الحجم والشكل. أثبت العالم الفرنسي O. Brave في عام 1855 أن هناك 14 نوعًا فقط من المشابك المكانية (الشكل 8). تنقسم هذه الخلايا إلى مجموعتين:

1) بدائية ، تقع جميع عقدها فقط في رؤوس الخلايا الأولية.

2) العقد المعقدة ، والتي لا توجد فقط في رؤوس الخلايا الأولية ، ولكن أيضًا على الوجوه والحواف وفي الحجم.

1 - تريلينك

2 و 3 - أحادي الميل ؛

4،5،6 و 7 - معينية ؛

8 - سداسي

9 - شكل دائري ؛

10 و 11 - رباعي الزوايا ؛

12 و 13 و 14 مكعب.

الشكل 8. أربعة عشر شبكة مكانية O. Brave

بالإضافة إلى التصنيفات المذكورة أعلاه لهيكل البلورات حسب نوع المشابك المكانية ، هناك تقسيم لتركيب البلورات إلى أنواع روابط كيميائيةبين الذرات في بلورة.

هناك الأنواع التالية من الروابط الكيميائية:

أ) أيوني

ب) المعدن

ب) تساهمية أو جزيئية

د) فان دير فال أو ما تبقى

د) الهيدروجين

أيوني (لوحظت الرابطة غير المتجانسة) في الهياكل البلورية الأيونية وتحدث بين أيونيين مشحونين بشكل موحد. المركبات ذات الروابط الأيونية تذوب جيدًا في المحاليل المائية. هذه الوصلات لا توصل الكهرباء بشكل جيد.

تساهميةيتم تنفيذ الرابطة (المثلية القطبية) في هياكل بلورية ذرية وأيونية جزئية بسبب ظهور الإلكترونات الشائعة في الذرات المجاورة. هذه الرابطة قوية جدًا ، مما يفسر زيادة صلابة المعادن برابطة تساهمية. المعادن التي تحتوي على هذه الرابطة هي عوازل جيدة وغير قابلة للذوبان في الماء.

فلزيتجلى الاتصال فقط في الهياكل الذرية. يتميز بحقيقة أن نوى الذرات تقع عند عقد الشبكة البلورية ، كما لو كانت مغمورة في غاز يتكون من إلكترونات حرة تتحرك مثل جزيئات الغاز. تتبرع الذرة بإلكتروناتها وتصبح أيونًا موجب الشحنة. لم يتم تخصيص الإلكترونات المعطاة لأي ذرة ، ولكنها ، كما كانت ، شائعة الاستخدام.

يحدد هذا الاتصال قوة الهيكل. تحدد الحركة الحرة للإلكترونات الخصائص التالية: التوصيل الكهربائي والحراري الجيد ، اللمعان المعدني ، المرونة (على سبيل المثال ، المعادن الأصلية)

سيارة نقل - دير-والس (المتبقي)الرابطة بين جزيئين. على الرغم من أن كل جزيء متعادل إلكتروستاتيكيًا وأن جميع الشحنات متوازنة فيه ، إلا أن العديد من الجزيئات عبارة عن ثنائي القطب ، أي لا يتطابق مركز الثقل لجميع الجسيمات الموجبة الشحنة للجزيء مع مركز الجاذبية لجميع الجسيمات سالبة الشحنة. نتيجة لذلك ، تكتسب أجزاء مختلفة من جزيء واحد شحنة معينة. نتيجة لذلك ، تنشأ الروابط المتبقية بين الجزيئين. قوات فان دير فال صغيرة جدا. الهياكل البلورية مع هذه الرابطة هي عوازل جيدة ، وتتميز بصلابة منخفضة وهشاشة. هذا النوع من الروابط هو سمة من سمات المركبات العضوية. وبالتالي ، يمكننا القول أن طبيعة الرابطة تحدد جميع الخصائص الأساسية للمواد البلورية.

وتجدر الإشارة إلى أن البلورات يمكن أن يكون لها نوع واحد من الروابط ، تسمى هذه البلورات متماثلوأنواع مختلطة من الروابط ، تسمى هذه البلورات غير متجانسة.

في عدد من المعادن (بلورات الجليد) ، تلعب الروابط الهيدروجينية دورًا مهمًا. تنشأ نتيجة تفاعل ذرة الهيدروجين لجزيء واحد مع ذرة النيتروجين والأكسجين والكلور في الجزيئات المجاورة. الروابط الهيدروجينية أقوى من روابط فان دير فالس ، لكنها أضعف بكثير من جميع أنواع الروابط الأخرى.

3 .1 نصف القطر الذري والأيوني. تنسيقرقم ation. زخارف الهيكل

تقع الذرات والأيونات التي تشكل الهياكل البلورية لمختلف المعادن على مسافات مختلفة عن بعضها البعض. تعتمد هذه القيم على شحنة الأيونات والظروف الديناميكية الحرارية وما إلى ذلك.

هذه القيمة تسمى - الذري (نصف القطر الأيوني). ذرية (وواحد) نصف قطرتسمى الحد الأدنى للمسافة التي يمكن عندها لمركز كرة ذرة معينة الاقتراب من سطح الذرات المجاورة.

يسمى عدد الذرات الأقرب (الأيونات) المحيطة بذرة معينة (أيون) رقم التنسيق.

هناك ثلاث طرق لتصوير الهياكل البلورية.

1 طريقة تصوير الهياكل مع المجالات.

2 طريقة تصوير الهياكل عن طريق رسم مراكز الجاذبية للكرات.

3 طريقة تمثيل الهياكل عن طريق التنسيق متعدد السطوح - هذه الطريقة مناسبة لتمثيل الهياكل المعقدة. نظرًا لأن المعادن المختلفة تتكون من هياكل بلورية بأشكال مختلفة (مثمن ، مكعب ، إلخ).

يتم تحديد بنية المواد البلورية من خلال شكل التنسيق متعدد السطوح نفسها وطبيعة تفاعلها المركب ، أي عزر الهيكل.

هناك دوافع الهياكل التالية:

1 عزر التنسيق للهيكل.في هذه الحالة ، ترتبط جميع الأشكال متعددة السطوح بالتنسيق مع بعضها البعض من خلال الوجوه والحواف المشتركة.

2 جزيرةيا هيكل عزر.لا تلمس متعددات الوجوه ذات التنسيق المنفصل بعضها البعض وترتبط ببعضها البعض عن طريق الكاتيونات والأنيونات المشتركة.

3 زخارف سلسلة وشريطالهياكل. في هذه الحالة ، ترتبط متعددات الوجوه التنسيقية ببعضها البعض في سلاسل لا نهاية لها ممتدة في اتجاه واحد.

4 عزر متعدد الطبقاتالهياكل. التنسيق متعدد السطوح متصلة ببعضها البعض في طبقات لا حصر لها في بعدين. داخل الطبقة ، تكون متعددات الوجوه الفردية قريبة من بعضها البعض. توجد الطبقات الفردية على مسافة كبيرة من بعضها البعض.

5 شكل الإطارالهياكل. في هذه الحالة ، ترتبط جميع أشكال التنسيق ببعضها البعض بواسطة رؤوس واحدة فقط في إطارات لا نهائية في ثلاثة أبعاد.

يحدد شكل الهياكل البلورية العديد من الخصائص الفيزيائية.

وبالتالي ، يتم تحديد الخصائص الفيزيائية للمواد البلورية بشكل أساسي من خلال تكوين الذرات والأيونات نفسها التي تشكل الهياكل البلورية (الثقل النوعي ، اللون) ، نوع الرابطة (التوصيل الكهربائي ، التوصيل الحراري ، الصلابة ، القابلية للتطويع ، القابلية للذوبان) ، وعزر الهيكل (الصلابة).

4 . عيوب في البلورات

عادة ما تكون البلورات المعدنية صغيرة. لذلك ، يتكون المنتج المعدني من عدد كبير جدًا من البلورات.

يسمى هذا الهيكل متعدد الكريستالات. في التجميع متعدد البلورات ، لا تستطيع البلورات الفردية أن تأخذ الشكل الصحيح. تسمى البلورات غير المنتظمة في الركام متعدد البلورات بقوليات، أو بلورات. ومع ذلك ، فإن هذا الشرط ليس هو الشرط الوحيد. يؤدي تشوه البلاستيك البارد (التدحرج ، الرسم ، إلخ) إلى اتجاه الحبوب التفضيلي (نَسِيج). يمكن أن تختلف درجة الاتجاه التفضيلي وتتنوع من توزيع عشوائي إلى حالة يتم فيها توجيه جميع البلورات بنفس الطريقة.

مع الإزالة البطيئة جدًا للحرارة أثناء التبلور ، وكذلك بمساعدة طرق خاصة أخرى ، يمكن الحصول على قطعة من المعدن ، وهي بلورة واحدة ، ما يسمى بلورة واحدة. بلورات مفردة ذات أحجام كبيرة (تزن عدة مئات من الجرامات) تُصنع من أجل البحث العلمي ، وكذلك لبعض فروع التكنولوجيا الخاصة (أشباه الموصلات).

أظهرت الدراسات أن التركيب البلوري الداخلي للحبوب غير صحيح.

تسمى الانحرافات عن الترتيب المثالي للذرات في البلورات عيوب.لها تأثير كبير وحاسم في بعض الأحيان على خصائص المواد البلورية.

يخلق الترتيب الخاطئ للذرات الفردية في الشبكة البلورية عيوب النقطة.في بلورة تتكون من ذرات متطابقة ، على سبيل المثال ، في بلورة معدنية ، قد تكون إحدى الذرات غائبة في جزء من الشبكة. في مكانه سيكون هناك تجويف ، حوله - هيكل مشوه. يسمى هذا العيب شاغر.إذا سقطت ذرة من مادة معينة أو ذرة نجس بين الذرات في مواقع الشبكة ، فحينئذٍ عيب التضمين(الشكل 9).

تصبح الصورة أكثر تعقيدًا في الانتقال من بلورة معدنية إلى بلورة أيونية. يجب مراعاة الحياد الكهربائي هنا ؛ لذلك ، يرتبط تكوين العيوب بإعادة توزيع الشحنات. وبالتالي ، فإن ظهور شاغر الكاتيون يترافق مع ظهور أنيون شاغر ؛ يسمى هذا النوع من العيوب في البلورة الأيونية عيبًا شوتكي. إن إدخال أيون في موقع بيني مصحوب بظهور مكان شاغر في مكانه السابق ، والذي يمكن اعتباره مركز شحن للعلامة المعاكسة ؛ وهنا لدينا عيب فرنكل. أعطيت هذه الأسماء تكريما للعالم النمساوي شوتكي والفيزيائي السوفيتي Ya.I. فرنكل.

تنشأ عيوب النقطة لأسباب مختلفة ، بما في ذلك نتيجة للحركة الحرارية للجسيمات. يمكن للوظائف الشاغرة أن تتحرك حول البلورة - تسقط ذرة مجاورة في الفراغ ، مكانها فارغ ، إلخ. وهذا ما يفسر الانتشار في المواد الصلبة والتوصيل الأيوني لملح وبلورات الأكسيد ، والتي تصبح ملحوظة في درجات الحرارة العالية.

بالإضافة إلى العيوب النقطية في البلورات ، هناك دائمًا أيضًا الاضطرابات- العيوب المرتبطة بإزاحة صفوف الذرات. الاضطرابات هي الحافة والمسمار. الأول ناتج عن تحطم الطائرات المملوءة بالذرات ؛ الثاني - عن طريق التحول المتبادل للمحور المتعامد عليه. يمكن أن تتحرك الاضطرابات حول البلورة ؛ تحدث هذه العملية أثناء تشوه البلاستيك للمواد البلورية.

تخيل أنه لسبب ما ظهر نصف مستوي إضافي من الذرات في الشبكة البلورية ، ما يسمى خارج الطائرة(الشكل 10). الحافة 3-3 من هذا المستوى تتشكل عيب في الخط(النقص) من شعرية ، وهو ما يسمى خلع الحافة.يمكن أن يمتد خلع الحافة في الطول على عدة آلاف من المعلمات الشبكية ، ويمكن أن يكون مستقيماً ، ولكن يمكن أن ينحني أيضًا في اتجاه أو آخر. في النهاية ، يمكن أن تلتف إلى دوامة ، وتشكل خلعًا في المسمار. تنشأ منطقة من التشوه الشبكي المرن حول الخلع. المسافة من مركز الخلل إلى مكان الشبكة بدون تشويه تؤخذ مساوية لعرض الخلع ؛ إنها صغيرة وتساوي عدة مسافات ذرية.

أ - الوظائف الشاغرة. ب - ذرة مستبدلة ؛ ذرة مضمنة

الشكل 9. مخطط عيوب النقطة

الشكل 10. خلع في الشبكة البلورية

الشكل 11. تحريك خلع

نظرًا لتشويه الشبكة في منطقة الاضطرابات (الشكل 11 ، أ) ، يتم إزاحة الأخير بسهولة من الوضع المحايد ، ويتحول المستوى المجاور ، الذي يمر إلى موضع وسيط (الشكل 11 ، ب) ، إلى موضع إضافي مستوي (الشكل 11 ، ج) ، مكونًا خلعًا على طول ذرات الحافة. وبالتالي ، يمكن أن يتحرك الخلع (أو بالأحرى ، ينتقل مثل سباق التتابع) على طول مستوى معين (مستوى منزلق) يقع بشكل عمودي على الطائرة الإضافية. وفقًا للأفكار الحديثة ، في المعادن النقية العادية ، فإن كثافة الخلع ، أي يزيد عدد الاضطرابات في 1 سم 3 عن المليون ، وتعتمد الخواص الميكانيكية للمعادن على عدد الاضطرابات وخاصة على قدرتها على الحركة والتكاثر.

وبالتالي ، ينتهك انتظام التركيب البلوري نوعين من العيوب - النقطة ( الشواغر) وخطي ( الاضطرابات). تتحرك الوظائف الشاغرة باستمرار في الشبكة عندما تمر ذرة مجاورة لها في "حفرة" ، تاركة مكانها القديم فارغًا. تؤدي زيادة درجة الحرارة والحركة الحرارية للذرات إلى زيادة عدد هذه الأحداث وزيادة عدد الوظائف الشاغرة.

لا تتحرك العيوب الخطية بشكل عفوي وفوضوي ، مثل الوظائف الشاغرة. ومع ذلك ، فإن الضغط البسيط يكفي لبدء الخلع في الحركة ، وتشكيل طائرة ، وفي القسم ، خط منزلق. من(الشكل 12). كما هو مذكور أعلاه ، يتم إنشاء حقل من شبكة بلورية مشوهة حول الاضطرابات. تتميز طاقة تشويه الشبكة البلورية بما يسمى ناقلات البرغر.

الشكل 12. مستوى القص (C) كتتبع لحركة خلع (A-A) ؛ ب- إضافي

إذا تم رسم كفاف ABCD حول الخلع + (الشكل 13) ، فإن قسم الكفاف BC سيتكون من ستة أجزاء ، والقسم AB من خمسة. الفرق BC-AD = ب ، حيث ب هو حجم متجه برجر. إذا كانت العديد من الاضطرابات (مناطق التشويه للشبكة البلورية التي تتداخل أو تندمج) محاطة بدائرة بمحيط ، فإن قيمتها تتوافق مع مجموع متجهات البرجر لكل خلع. ترتبط القدرة على تحريك الاضطرابات بحجم ناقل البرجر.

الشكل 13. مخطط لتحديد متجه برجر للخلع الخطي

4.1 عيوب السطح

تشمل عيوب الشبكة السطحية عيوب التراص وحدود الحبيبات.

عيب التعبئة.أثناء حركة الخلع الكامل العادي ، تصبح الذرات بالتتابع من موضع توازن إلى آخر ، وأثناء حركة التفكك الجزئي ، تنتقل الذرات إلى مواضع جديدة ليست نموذجية لشبكة بلورية معينة. نتيجة لذلك ، يظهر عيب في التعبئة في المادة. يرتبط ظهور أخطاء التراص بحركة الاضطرابات الجزئية.

في الحالة التي تكون فيها طاقة خطأ التراص عالية ، يكون تقسيم الخلع إلى أجزاء جزئية أمرًا غير مواتٍ بقوة ، وفي حالة انخفاض طاقة خطأ التراص ، يتم تقسيم الاضطرابات إلى جزئية ، والتكديس يظهر خطأ بينهما. المواد ذات الطاقة المنخفضة لخطأ التراص أقوى من المواد ذات الطاقة العالية لخطأ التراص.

حدود الحبوبهي منطقة انتقالية ضيقة بين بلورتين غير منتظمين الشكل. عرض حدود الحبوب ، كقاعدة عامة ، هو 1.5-2 مسافات بين الذرية. نظرًا لأن الذرات الموجودة عند حدود الحبوب يتم إزاحتها من موضع التوازن ، تزداد طاقة حدود الحبوب. تعتمد طاقة حدود الحبوب بشكل أساسي على زاوية سوء التوجيه للشبكات البلورية للحبوب المجاورة. في زوايا سوء التوجيه الصغيرة (حتى 5 درجات) ، تتناسب طاقة حدود الحبوب عمليًا مع زاوية سوء التوجيه. في زوايا سوء التوجيه التي تتجاوز 5 درجات ، تصبح كثافة الاضطرابات عند حدود الحبوب عالية جدًا بحيث تندمج نوى الخلع.

اعتماد طاقة حدود الحبوب (Egr) على زاوية سوء التوجيه (q). qsp 1 و qsp 2 - زوايا سوء التوجيه للحدود الخاصة.

في زوايا معينة من سوء التوجيه للحبوب المجاورة ، تنخفض طاقة حدود الحبوب بشكل حاد. تسمى حدود الحبوب هذه خاصة. وفقًا لذلك ، تسمى زوايا سوء التوجيه للحدود ، التي تكون عندها طاقة الحدود في حدها الأدنى ، زوايا خاصة. يؤدي صقل الحبوب إلى زيادة المقاومة الكهربائية للمواد المعدنية وانخفاض المقاومة الكهربائية للعوازل وأشباه الموصلات.

5 . هيكل بلوري ذري

يمكن أن تكون أي مادة في ثلاث حالات تجميع - صلبة وسائلة وغازية.

المادة الصلبة تحت تأثير الجاذبية تحتفظ بشكلها والسائل ينتشر ويأخذ شكل وعاء. ومع ذلك ، فإن هذا التعريف لا يكفي لوصف حالة المادة.

على سبيل المثال ، يلين الزجاج الصلب عند تسخينه ويتحول تدريجياً إلى حالة سائلة. سيحدث التحول العكسي أيضًا بسلاسة - يتكاثف الزجاج السائل مع انخفاض درجة الحرارة ، وفي النهاية يتكاثف إلى حالة "صلبة". لا يحتوي الزجاج على درجة حرارة انتقالية محددة من الحالة السائلة إلى الحالة "الصلبة" ، ولا توجد درجة حرارة (نقطة) لتغيير حاد في الخصائص. لذلك ، من الطبيعي اعتبار الزجاج "الصلب" سائلًا شديد الكثافة.

لذلك ، فإن الانتقال من الحالة الصلبة إلى السائلة ومن السائل إلى الحالة الصلبة(وكذلك من الغازي إلى السائل) يحدث عند درجة حرارة معينة ويرافقه تغير حاد في الخصائص.

في الغازات ، لا يوجد انتظام في ترتيب الجسيمات (الذرات ، الجزيئات) ؛ تتحرك الجسيمات بشكل عشوائي ، وتتنافر مع بعضها البعض ، ويميل الغاز إلى احتلال أكبر حجم ممكن.

في المواد الصلبة ، يكون ترتيب الذرات مؤكدًا ومنتظمًا ، وتكون قوى الجذب والتنافر متوازنة ، ويحتفظ الجسم الصلب بشكله.

الشكل 14. مناطق الحالة الصلبة والسائلة والغازية حسب درجة الحرارة والضغط

في السائل ، تحتفظ الجسيمات (الذرات ، الجزيئات) فقط بما يسمى أمر وثيق ، أولئك. في الفضاء ، يوجد عدد قليل من الذرات بانتظام ، وليس ذرات من الحجم بأكمله ، كما هو الحال في الجسم الصلب. الترتيب قصير المدى غير مستقر: إما أنه ينشأ أو يختفي تحت تأثير الاهتزازات الحرارية النشطة. وهكذا ، فإن الحالة السائلة ، كما كانت ، وسيطة بين الصلبة والغازية ؛ في ظل الظروف المناسبة ، يكون الانتقال المباشر من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية ممكنًا دون ذوبان وسيط - تسامي(الشكل 14). يميز الترتيب الصحيح والمنتظم للجسيمات (الذرات والجزيئات) في الفضاء الحالة البلورية.

يمكن تخيل البنية البلورية على أنها شبكة مكانية ، عند العقد التي توجد بها الذرات (الشكل 15).

في المعادن ، عند عقد الشبكة البلورية ، لا توجد ذرات ، ولكن لا توجد ذرات مشحونة إيجابياً ، وتتحرك الإلكترونات الحرة بينها ، ولكن يُقال عادةً أن هناك ذرات في عُقد الشبكة البلورية.

الشكل 15. خلية بلورية أولية (مكعب بسيط)

5. عدد 2 مشابك كريستال من المعادن

تتميز الحالة البلورية بشكل أساسي بترتيب معين ومنتظم للذرات في الفضاء . يحدد هذا أنه في البلورة تحتوي كل ذرة على نفس العدد من أقرب الذرات - الجيران الموجودون على نفس المسافة منها. تؤدي رغبة ذرات المعدن (الأيونات) في أن تكون قريبة قدر الإمكان من بعضها البعض ، وأكثر كثافة ، إلى حقيقة أن عدد مجموعات الترتيب المتبادل لذرات المعادن في البلورات صغير.

هناك عدد من المخططات والطرق لوصف متغيرات الترتيب المتبادل للذرات في البلورة. يظهر الترتيب المتبادل للذرات في إحدى المستويات في مخطط الترتيب الذري (الشكل 15). تشكل الخطوط الخيالية المرسومة من خلال مراكز الذرات شبكة شعرية ، توجد في العقد التي توجد فيها الذرات (نون موجبة الشحنة) ؛ هذا ما يسمى طائرة بلورية. التكرار المتعدد للطائرات البلورية مرتبة في نسخ متوازية شعرية الكريستال المكانية, العقد التي هي موقع الذرات (الأيونات). يتم قياس المسافات بين مراكز الذرات المجاورة انجسترومس(1 أ 10-8 سم) أو بوصة كيلو - kX x (1 كيلو × = 1.00202 أ). يتم تحديد الترتيب المتبادل للذرات في الفضاء والقيمة بين المسافات الذرية من خلال تحليل حيود الأشعة السينية. يتم وصف ترتيب الذرات في البلورة بشكل ملائم للغاية في شكل مخططات مكانية ، في شكل ما يسمى الخلايا البلورية الأولية. يُقصد بالخلية البلورية الأولية أصغر مجمع من الذرات ، والذي ، عند تكراره في الفضاء ، يسمح لك بإعادة إنتاج الشبكة البلورية المكانية. أبسط نوع من الخلايا البلورية هو شعرية مكعب. في شبكة مكعبة بسيطة ، لا تكون الذرات معبأة بإحكام كافٍ. تؤدي رغبة ذرات المعدن في احتلال الأماكن الأقرب لبعضها إلى تكوين شبكات من أنواع أخرى: مكعب متمركز حول الجسم(الشكل 16 أ) ، مكعب متمحور حول الوجه(الشكل 16 ب) وسداسية معبأة(الصورة 16 , ه). لذلك ، المعادن لها كثافة أعلى من اللافلزات.

توجد الدوائر التي تصور الذرات في وسط المكعب وعلى طول رؤوسه (مكعب محوره الجسم) ، أو في مراكز الوجوه وعلى طول رؤوس المكعب (مكعب محوره الوجه) ، أو في شكل سداسي الأضلاع ، حيث يتم إدخال نصف سداسي أيضًا ، توجد ثلاث ذرات من المستوى العلوي منها داخل منشور سداسي (شعرية سداسية).

طريقة التصوير الشبكي البلوري الموضحة في الشكل 16 مشروطة (مثل أي طريقة أخرى). قد يكون من الأصح تصوير الذرات في شبكة بلورية على شكل كرات ملامسة (المخططات اليسرى في الشكل 16). ومع ذلك ، فإن مثل هذه الصورة للشبكة البلورية ليست دائمًا ملائمة من الصورة المقبولة (المخططات اليمنى في الشكل 16).

أ - مكعب متمركز حول الجسم ؛

ب - مكعب متمركز على الوجه ؛

ج- سداسية مضغوطة

الشكل 16. الخلايا البلورية الأولية

6 . تبلور المعادن

6 .1 ثلاث حالات للمادة

أي مادة ، كما هو معروف ، يمكن أن تكون في ثلاثة حالات التجميع: الغازية والسائلة والصلبة. في المعادن النقية ، عند درجات حرارة معينة ، يحدث تغيير في حالة التجميع: يتم استبدال الحالة الصلبة بالحالة السائلة عند نقطة الانصهار ، وتصبح الحالة السائلة غازية عند نقطة الغليان. درجات الحرارة الانتقالية تعتمد على الضغط (الشكل 17) ، لكنها محددة تمامًا عند الضغط المستمر.

درجة حرارة الانصهار هي ثابت مهم بشكل خاص لخصائص المعادن. وهي تختلف بالنسبة للمعادن المختلفة ضمن نطاق واسع جدًا - من سالب 38.9 درجة مئوية ، للزئبق - أكثر المعادن انصهارًا في حالة سائلة في درجة حرارة الغرفة ، إلى 3410 درجة مئوية لمعظم المعادن المقاومة للصهر - التنجستن.

ترجع القوة المنخفضة (الصلابة) عند درجة حرارة الغرفة للمعادن القابلة للانصهار (القصدير والرصاص وما إلى ذلك) أساسًا إلى حقيقة أن درجة حرارة الغرفة لهذه المعادن أقل بعدًا عن نقطة الانصهار منها بالنسبة للمعادن المقاومة للصهر

أثناء الانتقال من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة ، تتشكل شبكة بلورية ، تظهر البلورات. تسمى هذه العملية بلورة.

تتميز حالة الطاقة لنظام يحتوي على عدد كبير من الجسيمات (الذرات ، الجزيئات) التي تغطيها الحركة الحرارية بوظيفة ديناميكية حرارية خاصة F ، تسمى طاقة حرة (الطاقة الحرة F = (يو - تيس), اين انت - الطاقة الداخلية للنظام ؛ تي- درجة الحرارة المطلقة؛ S- إنتروبيا).

الشكل 17. تغير في الطاقة الحرة للحالة السائلة والبلورية حسب درجة الحرارة

عند درجة حرارة تساوي تي س, الطاقات الحرة للحالات السائلة والصلبة متساوية ، المعدن في كلتا الحالتين في حالة توازن. هذه درجة الحرارة تي س ويأكل حالة توازن أو درجة حرارة التبلور النظرية.

رغم ذلك، متى تي س لا يمكن أن تحدث عملية التبلور (الذوبان) ، لأنه عند درجة حرارة معينة

لبدء التبلور ، من الضروري أن تكون العملية مواتية من الناحية الديناميكية الحرارية للنظام وأن تكون مصحوبة بانخفاض في الطاقة الحرة للنظام. من المنحنيات الموضحة في الشكل 17 ، يمكن ملاحظة أن هذا ممكن فقط عندما يتم تبريد السائل أسفل النقطة تي س. يمكن استدعاء درجة الحرارة التي يبدأ عندها التبلور عمليًا درجة حرارة التبلور الفعلية.

يسمى تبريد السائل تحت درجة حرارة التبلور المتوازن انخفاض حرارة الجسم. تحدد هذه الأسباب أيضًا أن التحول العكسي من الحالة البلورية إلى الحالة السائلة يمكن أن يحدث فقط فوق درجة الحرارة تي س هذه الظاهرة تسمى ارتفاع درجة الحرارة.

قيمة أو درجة التبريد الفائق هي الفرق بين درجات حرارة التبلور النظرية والفعلية.

على سبيل المثال ، إذا كانت درجة حرارة التبلور النظرية للأنتيمون هي 631 درجة مئوية ، وقبل بدء عملية التبلور ، تم تبريد الأنتيمون السائل إلى 590 درجة مئوية وتبلور عند درجة الحرارة هذه ، ثم درجة التبريد الفائق صيحددها الفرق 631-590 = 41 درجة مئوية. يمكن تصوير عملية انتقال المعدن من الحالة السائلة إلى الحالة البلورية بواسطة منحنيات في الإحداثيات الزمنية - درجة الحرارة (الشكل 18).

يرافق تبريد المعدن في الحالة السائلة انخفاض تدريجي في درجة الحرارة ويمكن تسميته بالتبريد البسيط ، حيث لا يوجد تغيير نوعي في الحالة.

عند الوصول إلى درجة حرارة التبلور ، تظهر منصة أفقية على منحنى درجة الحرارة والوقت ، حيث يتم تعويض إزالة الحرارة بالحرارة المنبعثة أثناء التبلور الحرارة الكامنة للتبلور. في نهاية التبلور ، أي بعد الانتقال الكامل إلى الحالة الصلبة ، تبدأ درجة الحرارة في الانخفاض مرة أخرى ، وتبرد المادة الصلبة البلورية. من الناحية النظرية ، يتم تمثيل عملية التبلور بالمنحنى 1 . منحنى 2 يوضح عملية التبلور الفعلية. يتم تبريد السائل باستمرار إلى درجة حرارة التبريد الفرعي T p , تحت درجة حرارة التبلور النظرية تي س. عندما تبرد تحت درجة الحرارة تي س يتم إنشاء ظروف الطاقة اللازمة لاستمرار عملية التبلور.

الشكل 18. منحنيات التبريد أثناء التبلور

6 .2 آليةعملية التبلور

مرة أخرى في عام 1878 ، د. أشار تشيرنوف ، الذي درس هيكل الفولاذ المصبوب ، إلى أن عملية التبلور تتكون من عمليتين أوليتين. العملية الأولى هي ولادة أصغر جزيئات البلورات ، والتي أطلق عليها تشيرنوف "أساسيات" ، والآن يطلق عليها جراثيم، أو مراكز التبلور. تتمثل العملية الثانية في نمو البلورات من هذه المراكز.

يسمى الحد الأدنى لحجم الجرثومة القادرة على النمو حجم الجنين الحرج, وهذا الجنين يسمى مستدام.

شكل التكوينات البلورية

إن الاهتمام الفعلي بالتبلور معقد بفعل العوامل المختلفة التي تؤثر على العملية إلى حد كبير بحيث يصبح دور درجة التبريد الفائق ثانويًا من الناحية الكمية.

أثناء التبلور من الحالة السائلة ، تصبح عوامل مثل معدل واتجاه إزالة الحرارة ، ووجود جزيئات غير منحلة ، ووجود تيارات الحمل الحراري للسائل ، وما إلى ذلك ، ذات أهمية قصوى لمعدل العملية وللشكل من البلورات المتكونة.

تنمو البلورة بشكل أسرع في اتجاه إزالة الحرارة عنها في الاتجاه الآخر.

إذا ظهرت درنة على السطح الجانبي لبلورة متنامية ، فإن البلورة تكتسب القدرة على النمو في الاتجاه الجانبي. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل بلورة تشبه الشجرة ، ما يسمى ب التغصنات, يظهر الهيكل التخطيطي ، الذي صوره لأول مرة DK Chernov ، في الشكل 19.

الشكل 19. مخطط التغصنات

هيكل السبيكة

يتكون هيكل السبيكة المصبوبة من ثلاث مناطق رئيسية (الشكل 20). المنطقة الأولى - خارجية قشر دقيق الحبيبات 1, تتكون من بلورات صغيرة مشوشة - التشعبات. عند التلامس الأول مع جدران القالب في طبقة رقيقة مجاورة من المعدن السائل ، يحدث تدرج حاد في درجة الحرارة وظاهرة التبريد الفائق ، مما يؤدي إلى تكوين عدد كبير من مراكز التبلور. نتيجة لذلك ، تحصل القشرة على بنية دقيقة الحبيبات.

المنطقة الثانية من السبيكة - منطقة البلورات العمودية 2. بعد تكوين القشرة نفسها ، تتغير ظروف إزالة الحرارة (بسبب المقاومة الحرارية ، بسبب زيادة درجة حرارة جدار القالب ، وأسباب أخرى) ، يتناقص تدرج درجة الحرارة في الطبقة المعدنية السائلة المجاورة بشكل حاد ، وبالتالي ، تنخفض درجة التبريد الفائق للصلب. نتيجة لذلك ، من عدد صغير من مراكز التبلور ، تبدأ البلورات العمودية الموجهة عادة إلى سطح القشرة (أي في اتجاه إزالة الحرارة) في النمو.

المنطقة الثالثة من السبيكة - منطقة بلورية متساوية3 . في وسط السبيكة ، لم يعد هناك اتجاه معين لانتقال الحرارة. "درجة حرارة المعدن المتصلب لديها وقت حتى تتساوى تمامًا تقريبًا عند نقاط مختلفة ، ويتحول السائل إلى حالة طرية ، كما كانت ، بسبب تكوين أساسيات البلورات في نقاطها المختلفة. علاوة على ذلك ، تنمو الأساسيات مع محاور - فروع في اتجاهات مختلفة ، وتلتقي مع بعضها البعض "(تشيرنوف دي كيه). نتيجة لهذه العملية ، يتم تشكيل بنية متساوية. عادة ما تكون نوى البلورة هنا عبارة عن شوائب صغيرة مختلفة موجودة في الفولاذ السائل ، أو دخلت فيها عن طريق الخطأ ، أو لم تذوب في المعدن السائل (- مكونات صهر).

التوزيع النسبي لمنطقة البلورات العمودية والمتساوية في حجم السبيكة له أهمية كبيرة.

في منطقة البلورات العمودية ، يكون المعدن أكثر كثافة ، ويحتوي على عدد أقل من الأصداف وفقاعات الغاز. ومع ذلك ، فإن تقاطعات البلورات العمودية لها قوة منخفضة. يسمى التبلور الذي يؤدي إلى تقاطع مناطق البلورات العمودية التبلور.

يحتوي المعدن السائل على حجم أكبر من المعدن المتبلور ، لذلك يتم تقليل حجم المعدن الذي يصب في القالب أثناء التبلور ، مما يؤدي إلى تكوين فراغات تسمى قذائف الانكماش; يمكن أن تتركز تجاويف الانكماش في مكان واحد أو مبعثرة في حجم السبيكة أو في جزء منها. يمكن ملؤها بغازات قابلة للذوبان في المعدن السائل ولكن يتم إطلاقها أثناء التبلور. في البئر deoxidized ما يسمى الهدوء الصلب, يتم صبها في قالب بامتداد معزول ، يتم تكوين تجويف انكماش في الجزء العلوي من السبيكة ، ويحتوي حجم السبيكة بأكملها على عدد صغير من فقاعات الغاز والتجاويف (الشكل 21 ، أ). غير مؤكسد بشكل كاف ، ما يسمى ب غليان الصلب, يحتوي على قذائف وبثور في جميع أنحاء (الشكل 21 ، ب).

الشكل 20. مخطط هيكل سبيكة فولاذية

الشكل 21. توزيع تجويف الانكماش والفراغات في الفولاذ الهادئ (أ) والغليان (ب) الصلب

7 . تشوه المعادن

7.1 التشوه المرن والبلاستيك

يؤدي تطبيق الضغط على مادة ما إلى حدوث تشوه. قد يكون التشوه المرن, تختفي بعد إزالة الحمولة ، و بلاستيك, المتبقية بعد التفريغ.

التشوهات المرنة والبلاستيكية لها اختلاف فيزيائي عميق.

أثناء التشوه المرن تحت تأثير قوة خارجية ، تتغير المسافة بين الذرات في الشبكة البلورية. إزالة الحمل يقضي على السبب الذي تسبب في التغيير في المسافة بين الذرات ، وتعود الذرات إلى أماكنها الأصلية ويختفي التشوه.

يعتبر تشوه اللدائن عملية مختلفة تمامًا وأكثر تعقيدًا. أثناء تشوه البلاستيك ، يتحرك جزء من البلورة (تحولات) بالنسبة إلى الآخر. إذا تمت إزالة الحمولة ، فلن يعود الجزء النازح من البلورة إلى مكانه القديم ؛ سيبقى التشوه. يتم الكشف عن هذه التحولات عن طريق فحص البنية المجهرية ، كما هو موضح ، على سبيل المثال ، في الشكل 22.

...

وثائق مماثلة

مورفولوجيا المعادن كأجسام بلورية وغير متبلورة ، مقياس موس. خصائص المعادن المستخدمة في التشخيص العياني. تجوية الصخور. مصدر الطاقة ، العوامل ، أنواع التجوية ، النتيجة الجيولوجية: قشرة التجوية.

الاختبار ، تمت إضافة 01/29/2011


الخصائص البصرية والكهربائية للمعادن ، مجالات استخدام المعادن في العلوم والتكنولوجيا. خصائص معادن فئة "الفوسفات". الصخور الرسوبية Clastic ، رواسب الجرافيت ، توصيف الأنواع الجينية للرواسب.

الاختبار ، تمت إضافة 12/20/2010


دراسة نشأة المعادن كعملية منشأ لأي تكوينات جيولوجية. الأنواع الرئيسية للنشأة: داخلية ، خارجية ومتحولة. طرق زراعة البلورات: من البخار ، المحلول الحراري المائي ، المراحل السائلة والصلبة.

الملخص ، تمت الإضافة في 12/23/2010


تشوه الجسم كتغير في شكل وحجم الجسم بفعل قوى خارجية ، أنواعه: مرن ، بلاستيك ، متبقي ، هش. هيكل الطيات ، مكوناتها ودراستها ، التصنيف الصرفي ، الظروف الجيولوجيةالتعليم.

عرض تقديمي ، تمت الإضافة في 02/23/2015


مبادئ تصنيف البلورات. الخصائص الفيزيائية وأصل وتطبيق معادن فئة التنغستات. ملامح الأجسام غير المتبلورة. خصائص المواد البلورية. معادن المعادن الحديدية من أصل رسوبي ، آلية تكوينها.

اختبار ، تمت إضافة 04/03/2012


مورفولوجيا المعادن وخصائصها والاعتماد على التركيب والهيكل. تطوير علم المعادن والارتباط بعلوم الأرض الأخرى. أشكال المعادن في الطبيعة. موطن المعادن الطبيعية والاصطناعية وكثافتها النوعية وهشاشتها. مقياس صلابة موس.

عرض تقديمي ، تمت إضافة 01/25/2015


مفهوم المعادن ومكانتها في طبيعتها ، وهيكلها وأهميتها في جسم الإنسان ، وتحديد الجرعات اللازمة للصحة. تاريخ دراسة المعادن من العصور القديمة حتى الوقت الحاضر. تصنيف المعادن وخواصها الفيزيائية والكيميائية.

الملخص ، تمت الإضافة بتاريخ 04/22/2010


الخصائص الفيزيائية للمعادن واستخدامها كميزات تشخيصية. مفهوم الصخور والمبادئ الأساسية لتصنيفها. حماية الطبيعة في تنمية الرواسب المعدنية. تجميع المقاطع الجيولوجية.

العمل الرقابي ، تمت إضافة 12/16/2015


تكوين الأكاسيد المرتبطة بعمليات جيولوجية مختلفة: داخلية ، خارجية ، ومتحولة. الخصائص الفيزيائية للزرنيخ - معدن نادر ، أكسيد الزرنيخ. صيغة كيميائية، مورفولوجيا ، أصناف وتشكيل الكوارتز.

عرض تقديمي ، تمت إضافة 02/05/2016


تعريف وفهم نشأة المعادن وتشكيلها الجزئي وتشكيلها والسمات الجينية الأخرى للمعادن. أهمية علم المعادن الوراثي. التغيرات في المعادن خلال العمليات الجيولوجية والفيزيائية والكيميائية المختلفة وفي مناطق مختلفة من قشرة الأرض.

المواد
الهندسة الإلكترونية
محاضرة 2
دكتوراه ، مساعد. مارونشوك الأول.

أساسيات علم البلورات

المقدمة
معظم المواد الإنشائية الحديثة ومنها
ومركب - هذه مواد بلورية. كريستال
عبارة عن مجموعة من الذرات المرتبة بانتظام ،
تشكيل بنية منتظمة نشأت بشكل عفوي من
البيئة المضطربة من حوله.
سبب الترتيب المتماثل للذرات هو
ميل البلورة إلى الحد الأدنى من الطاقة الحرة.
التبلور (ظهور النظام من الفوضى ، أي من الحل ،
زوج) يحدث بنفس الحتمية مثل العملية على سبيل المثال
سقوط الجثث. في المقابل ، يتم الوصول إلى الحد الأدنى من الطاقة المجانية
مع أصغر جزء من ذرات السطح في الهيكل ، لذلك
المظهر الخارجي للتركيب الذري الداخلي الصحيح
الأجسام البلورية هي وجه البلورات.
في عام 1669 اكتشف العالم الدنماركي ن. ستينون قانون ثبات الزوايا:
الزوايا بين الوجوه البلورية المقابلة ثابتة و
خاصية هذه المادة. كل جسم صلب يتكون من
تتفاعل الجسيمات. تعتمد هذه الجسيمات على
طبيعة المادة ، قد يكون هناك ذرات فردية ، ومجموعات من الذرات ،
الجزيئات والأيونات وما إلى ذلك. وعليه فإن العلاقة بينهما هي:
الذري (التساهمي) ، الجزيئي (رابطة فان دير فالس) ، الأيوني
(قطبي) ومعدني.

في علم البلورات الحديث ، هناك أربعة
الاتجاهات ، والتي ترتبط إلى حد ما بواحد
الآخرين:
- علم البلورات الهندسي ، الذي يدرس مختلف
أشكال البلورات وقوانين تناظرها ؛
- علم البلورات الإنشائي والكيمياء البلورية ،
الذين يدرسون الترتيب المكاني للذرات في
البلورات واعتمادها على التركيب الكيميائي و
شروط تكوين البلورات.
- فيزياء الكريستال التي تدرس التأثير الداخلي
تركيب البلورات على خواصها الفيزيائية ؛
- دراسة البلورات الفيزيائية والكيميائية
أسئلة تكوين بلورات اصطناعية.

تحليل المشابك المكانية
مفهوم الشبكة المكانية والابتدائية
زنزانة
عند دراسة مسألة التركيب البلوري للأجسام
بادئ ذي بدء ، يجب أن يكون لديك فهم واضح لـ
المصطلحات: "شعرية مكانية" و "ابتدائية
زنزانة". تستخدم هذه المصطلحات ليس فقط في
علم البلورات ، ولكن أيضًا في عدد من العلوم ذات الصلة لـ
أوصاف لكيفية ترتيبها في الفضاء
جزيئات المواد في الأجسام البلورية.
كما هو معروف ، في أجسام بلورية ، على عكس
غير متبلور ، جزيئات المواد (الذرات ، الجزيئات ،
الأيونات) مرتبة بترتيب معين ، بتاريخ
مسافة معينة من بعضها البعض.

الشبكة المكانية هي رسم بياني يظهر
ترتيب جزيئات المواد في الفضاء.
تتكون الشبكة المكانية (الشكل) بالفعل من
مجموعات
مطابق
متوازي السطوح ،
أيّ
بالكامل ، دون ثغرات ، املأ الفراغ.
عادة ما توجد جزيئات المواد في العقد
شعرية - نقاط التقاطع من حوافها.
شعرية مكانية

الخلية الأولية هي
الأقل
بالتوازي مع
الذي يمكنك
بناء الكل
شعرية مكانية
من خلال المستمر
تحويلات موازية
(البث) في ثلاثة
اتجاهات الفضاء.
نوع الخلية الأولية
هو مبين في الشكل.
ثلاثة متجهات أ ، ب ، ج ، وهي حواف الخلية الأولية ،
تسمى نواقل الترجمة. قيمتها المطلقة (أ ،
ب ، ج) هي فترات شعرية ، أو وحدات محورية. محقون في
النظر والزوايا بين متجهات الترجمة - α (بين
المتجهات ب ، ج) ، β (بين أ ، ج) و γ (بين أ ، ب). لذا
وهكذا ، يتم تعريف الخلية الأولية بستة كميات: ثلاثة
قيم الفترة (أ ، ب ، ج) وثلاث قيم للزوايا بينها
(α, β, γ).

قواعد اختيار خلية الوحدة
عند دراسة مفاهيم الخلية الأولية ، يجب على المرء
لاحظ أن الحجم والاتجاه
يمكن اختيار الترجمات في الشبكة المكانية بطرق مختلفة ، وبالتالي شكل وحجم خلية الوحدة
سوف تكون مختلفة.
على التين. يتم النظر في الحالة ثنائية الأبعاد. تظهر مسطحة
شبكة شعرية و طرق مختلفةاختيار شقة
خلية أولية.
طرق الاختيار
خلية أولية

في منتصف القرن التاسع عشر. عالم البلورات الفرنسي O. Brave
اقترح الشروط التالية لاختيار الابتدائية
الخلايا:
1) يجب أن يتوافق تناظر الخلية الأولية مع
تناظرات الشبكة المكانية.
2) عدد الحواف المتساوية والزوايا المتساوية بين الحواف
يجب أن يكون الحد الأقصى ؛
3) في وجود الزوايا القائمة بين الأضلاع عددهم
يجب أن يكون الحد الأقصى ؛
4) تخضع لهذه الشروط الثلاثة ، الحجم
يجب أن تكون الخلية الأولية في حدها الأدنى.
بناءً على هذه القواعد ، أثبت Bravais أن هناك
فقط 14 نوعًا من الخلايا الأولية التي تم تلقيها
اسم المترجمين ، حيث تم إنشاؤها بواسطة
ترجمة - نقل. تختلف هذه الشبكات عن بعضها البعض.
أخرى بحجم البث واتجاهه ، ومن هنا
الاختلاف في شكل الخلية الأولية وفي الرقم
العقد مع جزيئات المواد.

الخلايا الأولية البدائية والمعقدة
وفقًا لعدد العقد التي تحتوي على جزيئات مادية ، أولية
تنقسم الخلايا إلى بدائية ومعقدة. في
خلايا Bravais البدائية ، جزيئات المواد
فقط عند الرؤوس ، في مجمع - عند الرؤوس بالإضافة إلى ذلك
داخل أو على سطح الخلية.
تشمل الخلايا المعقدة I المتمركز حول الجسم ،
وجه متمركز F وقاعدة متمركزة C. في الشكل.
يتم عرض خلايا Bravais الأولية.
خلايا Bravais الابتدائية: أ - بدائية ، ب -
تتمحور القاعدة ، ج - تتمحور حول الجسم ، د -
الوجه

تحتوي الخلية المتمركزة في الجسم على عقدة إضافية في
مركز الخلية التي تنتمي فقط إلى هذه الخلية ، لذلك
هناك عقدتان هنا (1 / 8x8 + 1 = 2).
في خلية متمركزة على الوجه ، عقد بها جزيئات مادية
بالإضافة إلى رؤوس الخلية ، توجد أيضًا في مراكز الوجوه الستة.
تنتمي هذه العقد إلى خليتين في وقت واحد: الخلية المعطاة و
آخر مجاور لها. للحصول على حصة من هذه الخلية ، كل من هؤلاء
العقد تنتمي إلى 1/2 جزء. لذلك ، في وجه تتمحور
ستحتوي الخلية على أربع عقد (1/8 × 8 + 1/2 × 6 = 4).
وبالمثل ، هناك عقدتان في خلية مركزها القاعدة
(1 / 8х8 + 1 / 2х2 = 2) مع جزيئات المواد. معلومات اساسية
حول خلايا Bravais الأولية مذكورة أدناه في الجدول. 1.1
تحتوي خلية Bravais البدائية على ترجمات أ ، ب ، ج فقط
على طول محاور الإحداثيات. في خلية محورها الجسم
تمت إضافة ترجمة أخرى على طول القطر المكاني -
إلى العقدة الموجودة في وسط الخلية. في الوجه
بالإضافة إلى الترجمات المحورية أ ، ب ، ج ، هناك ترجمات إضافية
الترجمة على طول أقطار الوجوه ، وفي القاعدة -
على طول قطري وجه عمودي على المحور Z.

الجدول 1.1
معلومات أساسية عن خلايا Bravais البدائية والمعقدة
أساس
نوع مقضب شجاع
عدد التخصص
عقد الترجمة
بدائي R
1
أ ، ب ، ج
مركز الجسم 2
آية أنا
أ ، ب ، ج ، (أ + ب + ج) / 2
[]
وجه متمركز
F
أ ، ب ، ج ، (أ + ب) / 2 ، (أ + ج) / 2 ،
(ب + ج) / 2
[]
أ ، ب ، ج ، (أ + ب) / 2
[]
4
قاعدة مركزية С 2
يُفهم الأساس على أنه مجموعة الإحداثيات
الحد الأدنى لعدد العقد ، معبرًا عنه محوريًا
الوحدات ، عن طريق البث التي يمكنك الحصول عليها بالكامل
الشبكة المكانية. الأساس مكتوب في ضعف
أقواس مربعة. إحداثيات الأساس لمختلف
يتم إعطاء أنواع خلايا Bravais في الجدول 1.1.

خلايا Bravais الابتدائية
اعتمادًا على الشكل ، يتم توزيع جميع خلايا Bravais فيما بينها
سبعة أنظمة بلورية (Sygonies). كلمة
"Syngonia" تعني التشابه (من اليونانية σύν - "وفقًا لـ ،
معًا ، جنبًا إلى جنب "، و α -" الزاوية "). كل تناغم يتوافق
بعض عناصر التناظر. في الجدول. النسب
بين الفترات الشبكية a و b و c والزوايا المحورية α و β و لـ
كل سينغوني
سينجونيا
ثلاثي الميل
أحادي الميل
معيني
رباعي الزوايا
سداسي الشكل
العلاقات بين
فترات شعرية وزوايا
أ ≠ ج ≠ ج ، α ≠ β ≠ γ ≠ 90º
أ ≠ ب ≠ ج ، α = γ = 90º ≠ β
أ ≠ ب ج ، α = β = γ = 90º
أ \ u003d ب ≠ ج ، α \ u003d β \ u003d γ \ u003d 90º
أ = ب ≠ ج ، α = β = 90º ، γ = 120º
معين السطوح
مكعب
أ \ u003d ب \ u003d ج ​​،
أ = ب = ج ،
α = β = γ ≠ 90º
α = β = γ = 90º

على التين. الكل
أربعة عشر نوعا
خلايا Bravais الابتدائية
وزعت في التآزر.
خلية سداسية Bravais
يمثل
تتمحور حول القاعدة
منشور سداسي. لكن
غالبًا ما يتم تصويرها
خلاف ذلك - في شكل رباعي السطوح
مناشير مع معين في القاعدة ،
الذي يمثل واحدًا من
ثلاثة مناشير التي تتكون منها
سداسية (في الشكل. هي
ممثلة صلبة
خطوط). هذه الصورة
أسهل وأكثر ملاءمة ، على الرغم من ارتباطها بـ
انتهاك المبدأ
تطابق التماثل
(مبدأ الاختيار الأول
الخلية الأولية حسب برافا).

للتناغم معيني الوجود
خلية أولية
استيفاء الشروط
شجاع بدائي
rhombohedron R الذي أ = ب = ج و
α = β = γ ≠ 90º. جنبا إلى جنب مع R- الخلية
لوصف معيني الوجوه
الهياكل المستخدمة و
خلية سداسية
منذ الشكل المعين
يمكن دائمًا اختزال الخلية إلى
سداسية (الشكل) و
تخيلها على أنها ثلاثة
سداسية بدائية
الخلايا. في هذا الصدد ، في
الأدب المعيني
syngony في بعض الأحيان ليس بشكل منفصل
ثلاثة بدائية
النظر ، الحاضر ، لها
خلايا سداسية
كمجموعة متنوعة
يعادل الشكل المعين
سداسي الشكل.

يتم قبول التناغم مع نفس النسب بين
الوحدات المحورية للجمع في فئة واحدة. لهذا
أنظمة ثلاثية ، أحادية الميل ، ومعينية
مجتمعة في أدنى فئة (أ ، ب ، ج) ، رباعي الزوايا ،
سداسية (ومشتقاتها المعينية السطوح) - في
متوسط ​​(أ = ب ≠ ج) ، أعلى فئة (أ = ب = ج) هي
نظام مكعب.
مفهوم التنسيق الرقم
في الخلايا المعقدة ، تتكدس جزيئات المواد أكثر من
أكثر كثافة مما كانت عليه في البدائية ، تملأ الحجم بالكامل
الخلايا أكثر ارتباطًا ببعضها البعض. لتميز
هذا يقدم مفهوم رقم التنسيق.
رقم التنسيق لذرة معينة هو الرقم
أقرب ذرات مجاورة. إذا كان الأمر يتعلق
رقم تنسيق الأيون ، ثم الرقم
الأيونات الأقرب إليه من العلامة المعاكسة. الاكثر
رقم التنسيق ، تلك التي تحتوي على عدد أكبر من الذرات أو
يتم ربط الأيونات ، فكلما زادت المساحة التي تشغلها الجسيمات ، فإن
أكثر إحكاما شعرية.

المشابك المكانية للمعادن
الأكثر شيوعًا بين المعادن هي المكانية
المشابك بسيطة نسبيًا. يتطابقون في الغالب
مع حواجز الترجمة Bravais: cubic
متمحور حول الجسم والوجه. في العقد من هؤلاء
المشابك عبارة عن ذرات معدنية. في شعرية
مكعب محوره الجسم (bcc - شعرية) كل ذرة
محاطة بثمانية اقرب جيران والتنسيق
عدد CC \ u003d 8. المعادن لها شعرية bcc: -Fe ، Li ، Na ، K ، V ،
Cr ، Ta ، W ، Mo ، Nb ، إلخ.
في شعرية المكعب المتمركز على الوجه (fcc - المشابك) KN = 12:
أي ذرة تقع في الجزء العلوي من الخلية
اثنا عشر من الجيران الأقرب ، وهي ذرات ،
تقع في وسط الحواف. تحتوي شبكة FCC على معادن:
Al ، Ni ، Cu ، Pd ، Ag ، Ir ، Pt ، Pb ، إلخ.
إلى جانب هذين ، بين المعادن (Be ، Mg ، Sc ، -Ti ، -Co ،
Zn و Y و Zr و Re و Os و Tl و Cd وما إلى ذلك) هناك أيضًا شكل سداسي
المدمج. هذه الشبكة ليست شبكة متعدية
Brava ، لأنه لا يمكن وصفه بالبث البسيط.

على التين. خلية وحدة سداسية
شعرية مدمجة. خلية وحدة سداسية
شعرية مدمجة سداسية
المنشور ، ولكن غالبًا ما يتم تصويره في النموذج
منشور رباعي السطوح قاعدته معين
(أ = ب) بزاوية γ = 120 درجة. تقع الذرات (الشكل ب) في القمم
وفي وسط أحد المنشورين ثلاثي السطوح المتكون
خلية أولية. تحتوي الخلية على ذرتين: 1 / 8x8 + 1
= 2 ، أساسها [].
نسبة ارتفاع خلية الوحدة ج إلى المسافة أ ، أي
ج / أ يساوي 1.633 ؛ الفترات c و a للمواد المختلفة
مختلف.
سداسي الشكل
شعرية مدمجة:
أ - سداسي
المنشور ، ب -
رباعي السطوح
نشور زجاجي.

مؤشرات CRYSTALLOGRAPHIC
المؤشرات البلورية للطائرة
في علم البلورات ، غالبًا ما يكون من الضروري وصف المتبادل
ترتيب الطائرات البلورية الفردية ، لها
الاتجاهات التي يسهل استخدامها
مؤشرات علم البلورات. علم البلورات
تعطي المؤشرات فكرة عن موقع الطائرة
أو الاتجاهات المتعلقة بنظام الإحداثيات. في
لا يهم إذا كانت مستطيلة أو مائلة
نظام الإحداثيات ، نفس النطاق أو مقياس مختلف
مقاطع على طول محاور الإحداثيات. تخيل سلسلة
طائرات متوازية تمر من خلال نفس
عقد الشبكة المكانية. هذه الطائرات
تقع على نفس المسافة من بعضها البعض و
تشكل عائلة من الطائرات المتوازية. هم انهم
على قدم المساواة في الفضاء وبالتالي
لها نفس الفهارس.

نختار طائرة من هذه العائلة و
نقدم في الاعتبار الأجزاء التي الطائرة
مقاطع على طول محاور الإحداثيات (تنسيق المحاور س ،
عادة ما يتم دمج y و z مع حواف الابتدائية
خلايا ، المقياس على كل محور يساوي
الوحدة المحورية المقابلة - الفترة أ ، أو ب ،
مسخ). يتم التعبير عن قيم المقاطع في المحور
الوحدات.
المؤشرات البلورية للمستوى (الفهارس
Miller) هي أصغر ثلاثة أعداد صحيحة ،
التي تتناسب عكسيا مع عدد المحوري
وحدات مقطوعة بالطائرة على الإحداثيات
المحاور.
يشار إلى مؤشرات المستوى بالحروف h و k و l و
مكتوبة على التوالي وتنتهي في جولة
بين قوسين- (hkl).

المؤشرات (hkl) تميز جميع مستويات الأسرة
طائرات موازية. هذا الرمز يعني ذلك
عائلة من الطائرات المتوازية تقطع المحور
الوحدة على طول المحور x إلى أجزاء h ، على طول المحور y إلى k
أجزاء وعلى طول المحور z إلى أجزاء.
في هذه الحالة ، المستوى الأقرب إلى أصل الإحداثيات ،
يقطع المقاطع 1 / ساعة على محاور الإحداثيات (على طول المحور س) ،
1 / ك (على طول المحور ص) ، 1 / ​​لتر (على طول المحور ع).
ترتيب إيجاد المؤشرات البلورية
طائرات.
1. نجد الأجزاء المقطوعة بالطائرة
تنسيق المحاور وقياسها بالوحدات المحورية.
2. نأخذ القيم المتبادلة لهذه الكميات.
3. نعطي نسبة الأرقام التي تم الحصول عليها إلى النسبة
أصغر ثلاثة أعداد صحيحة.
4. يتم وضع الأرقام الثلاثة الناتجة بين قوسين.

مثال. أوجد مؤشرات المستوى الذي يقطع عند
تنسيق محاور المقاطع التالية: 1/2 ؛ 1/4 1/4.
نظرًا لأن أطوال المقاطع يتم التعبير عنها بوحدات محورية ،
لدينا 1 / ح = 1/2 ؛ 1 / ك = 1/4 ؛ 1 / لتر = 1/4.
أوجد المعادلات وخذ النسبة
ح: ك: ل = 2: 4: 4.
التقليل بمقدار اثنين ، نقدم نسبة الكميات التي تم الحصول عليها
إلى نسبة أصغر ثلاثة أعداد صحيحة: h: k: l = 1: 2:
2. مؤشرات المستوى مكتوبة بين قوسين
على التوالي ، بدون فواصل - (122). تتم قراءتها بشكل منفصل
"واحد ، اثنان ، اثنان".
إذا تقاطع المستوى مع المحور البلوري عند
الاتجاه السلبي ، فوق المقابل
يتم وضع علامة الطرح فوق الفهرس. إذا كانت الطائرة
موازية لأي محور إحداثيات ، ثم في الرمز
مؤشر المستوى المقابل لهذا المحور هو صفر.
على سبيل المثال ، الرمز (hko) يعني أن الطائرة
يتقاطع مع المحور z عند اللانهاية ومؤشر المستوى
على طول هذا المحور سيكون 1 / ∞ = 0.

تقطع المستويات على كل محور بعدد متساوٍ
الوحدات المحورية يشار إليها بالرمز (111). في مكعب
ويطلق على تآزيراتهم مستويات المجسم الثماني ، منذ النظام
هذه الطائرات ، على مسافة متساوية من الأصل ،
يشكل مجسم ثماني - الشكل ثماني السطوح.
المجسم الثماني

الطائرات التي تقطع على محورين عدد متساوٍ من المحاور
وحدات وموازية لمحور ثالث (مثل المحور ع)
يرمز لها ب (110). في التناغم المكعب ، مماثل
تسمى هذه الطائرات بطائرات ثنائية السطوح المعينية ،
لذا
كيف
النظام
طائرات
يكتب
(110)
نماذج
الاثنا عشري الوجوه (dodeca - اثنا عشر) ، كل وجه
وهو التين المعين.
معيني
ثنائي الوجوه

المستويات التي تتقاطع مع محور واحد وتكون موازية لاثنين
أخرى (على سبيل المثال ، المحاور y و z) ، تشير إلى - (100) و
تسمى في التناغم المكعب مستويات المكعب ، أي
نظام من الطائرات المتشابهة يشكل مكعبًا.
عند حل المشكلات المختلفة المتعلقة بالبناء في
خلية وحدة من الطائرات ، نظام الإحداثيات
يُنصح بالاختيار بحيث تكون الطائرة المطلوبة
تقع في خلية أولية معينة. فمثلا،
عند إنشاء الطائرة (211) في خلية مكعبة ، البداية
يمكن نقل الإحداثيات بسهولة من العقدة O إلى العقدة O '.
طائرة مكعبة (211)

أحيانًا يتم كتابة مؤشرات المستوى بأقواس معقوفة
(hkl) هذا الإدخال يعني رمز مجموعة متطابقة
طائرات. تمر هذه الطائرات عبر نفس العقد
في شبكة مكانية ، تقع بشكل متماثل في
الفضاء
و
تتميز
نفس الشيء
التباعد بين الكواكب.
تنتمي طائرات المجسم الثماني في التناغم المكعب إلى
مجموعة واحدة (111) ، يمثلون وجوه ثماني السطوح و
لديها المؤشرات التالية: (111) ← (111) ، (111) ، (111) ، (111) ،
(111), (111), (111), (111).
تم العثور على رموز جميع طائرات الكوكبة بواسطة
التباديل والتغييرات في علامات الفرد
فهارس.
بالنسبة للطائرات ذات الاثني عشر الوجوه المعينية ، الترميز
مجموعة: (110) → (110) ، (110) ، (110) ،
(110), (101), (101), (101), (101), (011), (011), (011), (011).

مؤشرات CRYSTALLOGRAPHIC للعقدة
المؤشرات البلورية للعقدة هي
الإحداثيات مأخوذة في كسور من الوحدات المحورية ومكتوبة بها
أقواس مربعة مزدوجة. في هذه الحالة ، الإحداثي
المقابل لمحور x ، يُشار إليه عمومًا بالحرف
u ، للمحور y - v ، للمحور z - w. يبدو رمز العقدة
[]. رموز بعض العقد في الخلية الأولية
هو مبين في الشكل.
بعض العقد في
خلية أولية
(في بعض الأحيان يتم الإشارة إلى العقدة
كيف [])

مؤشرات الاتجاه البلوري
في بلورة حيث جميع الاتجاهات متوازية
متطابقة مع بعضها البعض ، الاتجاه يمر
أصل الإحداثيات يميز جميع أفراد الأسرة
اتجاهات متوازية.
موقع
في
الفضاء
الاتجاهات،
يمر عبر الأصل ، يتم تحديده
إحداثيات أي عقدة ملقاة على هذا
اتجاه.
إحداثيات
أي
عقدة
مملوكة
الاتجاه ، معبرًا عنه في كسور الوحدات المحورية و
خفضت إلى نسبة أصغر ثلاثة أعداد صحيحة
أعداد،
و
يوجد
بلوري
المؤشرات
الاتجاهات. يتم الإشارة إليها بواسطة الأعداد الصحيحة u ، v ، w
ومكتوبة معًا بين قوسين مربعين.

ترتيب البحث عن فهارس الاتجاه
1. من عائلة الاتجاهات المتوازية ، حدد
واحد يمر عبر الأصل ، أو
حرك هذا الاتجاه بالتوازي مع نفسه
إلى الأصل ، أو نقل الأصل
ينسق إلى عقدة في الاتجاه المحدد.
2. ابحث عن إحداثيات أي عقدة تنتمي إلى
اتجاه معين ، معبراً عنها بوحدات محورية.
3. خذ نسبة إحداثيات العقدة وأحضرها إلى
نسبة أصغر الأعداد الصحيحة.
4. اختم الأرقام الثلاثة الناتجة في المربع
أقواس.
اهم الاتجاهات في المكعب شعرية ولها
يتم عرض المؤشرات في الشكل.

بعض الاتجاهات في شكل مكعب

مفهوم الكريستال والقطبي
مركب
تعتمد طريقة الإسقاطات البلورية على
واحدة من السمات المميزة للبلورات - القانون
ثبات الزاوية: الزوايا بين وجوه معينة و
حواف الكريستال ثابتة دائمًا.
لذلك ، عندما تنمو البلورة ، تتغير أحجام الوجوه ، وتتغير
الشكل ، لكن الزوايا تظل كما هي. لذلك ، في
الكريستال ، يمكنك تحريك جميع الحواف والوجوه بالتوازي
لأنفسنا في نقطة ما في الفضاء ؛ ركن
النسبة محفوظة.
مثل
الكلية
طائرات
و
الاتجاهات،
بالتوازي مع الطائرات والاتجاهات في الكريستال و
يمر عبر نقطة واحدة يسمى
مجمع الكريستال ، وتسمى النقطة نفسها
المركز
مركب.
في
بناء
الإسقاطات البلورية تحل محل الكريستال دائمًا
مجمع بلوري.

في كثير من الأحيان ، لا يتم النظر في مجمع بلوري ، ولكن
قطبي (عكسي).
مجمع قطبي ، تم الحصول عليه من بلوري
(مباشر) عن طريق استبدال الطائرات بالأعراف لهم ، و
الاتجاهات - الطائرات العمودية عليها.
أ
ب
المكعب (أ) ، بلوريه (ب) و
مجمع قطبي (ج)
في

تناظر متعدد السطوح البلورية
(تناظر مستمر)
مفهوم التناظر
توجد بلورات في الطبيعة على شكل بلورات
متعددات الوجوه. بلورات من مواد مختلفة مختلفة
من بعضهم البعض في أشكالهم. الملح الصخري مكعبات.
بلور صخري - موشورات سداسية مشيرة إلى
ينتهي. الماس - في أغلب الأحيان ثماني السطوح العادية
(ثماني الوجوه) ؛ بلورات العقيق - dodecahedrons (الشكل).
هذه البلورات متناظرة.

صفة مميزة
خاصية
بلورات
هو
تباين خصائصهم: في اتجاهات مختلفة هم
مختلفة ، لكنها متطابقة في اتجاهات متوازية ، و
هي نفسها في الاتجاهات المتماثلة.
لا تملك البلورات دائمًا شكل منتظم
متعددات الوجوه.
في ظل ظروف النمو الحقيقية ، في
يمكن صعوبة في النمو الحر وجوه متناظرة
تطوير الشكل الخارجي بشكل غير متساو وصحيح
قد تفشل ، ولكن الصحيح الداخلية
تم الحفاظ على الهيكل بالكامل ، وكذلك
يتم الحفاظ على تناظر الخصائص الفيزيائية.
الكلمة اليونانية "تناظر" تعني التناسب.
يتكون الشكل المتماثل من متساوٍ ومتطابق
القطع. يُفهم التناظر على أنه خاصية للأجسام أو
أشكال هندسية لدمج الأجزاء الفردية مع بعضها البعض
آخر في ظل بعض التحولات المتماثلة.
صور هندسية ، بمساعدة التي يتم تعيينها و
يتم إجراء تحويلات متناظرة ، تسمى
عناصر التناظر.

بالنظر إلى تناسق الوجه الخارجي للبلورة ،
بلوري
الأربعاء
الحالي
نفسك
كيف
مستمر ، مستمر ، ما يسمى بالاستمرارية (in
مترجم من اللاتينية إلى الروسية - يعني مستمر ،
صلب). جميع النقاط في مثل هذه البيئة هي نفسها تمامًا.
تصف عناصر التناظر في الاستمرارية الخارجية
شكل بلوري متعدد السطوح ، لذلك هم لا يزالون
تسمى عناصر التناظر العياني.
في الحقيقة
نفس
بلوري
الأربعاء
هو
منفصله. تتكون البلورات من جزيئات فردية
(الذرات والأيونات والجزيئات) الموجودة في
الفضاء
في
شكل
بلا نهاية
تمتد
الشبكات المكانية. التناسق في الترتيب
من هذه الجسيمات أكثر تعقيدًا وثراءً من تناظر الجزء الخارجي
أشكال متعددة السطوح البلورية. لذلك ، جنبا إلى جنب مع
الأستمرارية
يعتبر
و
انقطاع
-
هيكل منفصل وحقيقي لجزيئات المواد مع
بعناصر تناظرها ، تسمى
عناصر التناظر المجهري.

عناصر التناظر
في
بلوري
متعددات الوجوه
يجتمع
بسيط
عناصر
تناظر
(المركز
تناظر،
مستوى التناظر ، المحور الدوار) والعنصر المعقد
التناظر (محور الانعكاس).
مركز التناظر (أو مركز الانعكاس) - نقطة مفردة
داخل الشكل ، عندما ينعكس في أي نقطة
الرقم له ما يعادل نفسه ، أي كلا النقطتين
(على سبيل المثال ، زوج من القمم) تقع على نفس الخط المستقيم ،
مرورًا بمركز التناظر وعلى مسافة متساوية من
له. في وجود مركز تناظر ، كل وجه
مكاني
الأرقام
لديها
موازى
و
وجه معاكس ، كل حافة
يتوافق مع مسافات متساوية ، متساوية ، موازية ، لكن
الحافة المعاكسة. لذلك المركز
التناظر يشبه نقطة المرآة.

مستوى التماثل هو المستوى الذي
يقسم الشكل إلى جزأين ، يقع كل منهما
بالنسبة لصديق ككائن وانعكاس المرآة ،
أي إلى جزأين متساويين مرآتين
طائرات التناظر - Р (قديم) و M (دولي).
بيانيا ، تتم الإشارة إلى مستوى التناظر بواسطة مادة صلبة
خط. يمكن أن يكون للرقم واحد أو أكثر
مستويات التماثل ، وكلها تتقاطع مع بعضها البعض
صديق. يحتوي المكعب على تسع مستويات من التماثل.

يكون المحور المحوري مستقيمًا جدًا عند الدوران
والذي ، في زاوية معينة ، الشكل
يتحد مع نفسه. زاوية الدوران
يحدد ترتيب المحور الدوار n والذي
يوضح عدد المرات التي سيتم فيها دمج الشكل مع نفسه
مع دوران كامل حول هذا المحور (360 درجة):
في عزلة الأشكال الهندسيةالمستطاع
محاور التناظر من أي ترتيب ولكن في شكل بلوري
متعدد الوجوه ، ترتيب المحور محدود ، يمكن أن يكون
فقط القيم التالية: n = 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 6. In
بلوري
متعددات الوجوه
غير ممكن
المحاور
تناظرات من الرتب الخامسة وأعلى من السادس. يتبع
من مبدأ استمرارية الوسط البلوري.
تعيينات محاور التناظر: قديم - Ln (L1، L2، L3، L4، L6)
و
دولي
عربي
أعداد،
يتوافق مع ترتيب المحور الدوار (1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 6).

بيانيا
دوار
المضلعات:
المحاور
صورت

مفهوم فئة التناظر
كل متعدد الوجوه المتبلور له مجموعة
عناصر التناظر. تتحد مع بعضها البعض ، العناصر
تتقاطع تناظرات البلورة بالضرورة ، وفي نفس الوقت
ظهور عناصر تناظر جديدة أمر ممكن.
في علم البلورات ، تم إثبات النظريات التالية
إضافة عناصر التناظر:
1. خط تقاطع مستويين من التناظر هو المحور
التناظر ، حيث تكون زاوية الدوران ضعف الزاوية
بين الطائرات.
2. من خلال نقطة تقاطع محورين من ممرات التماثل
المحور الثالث للتناظر.
3. في
نقطة
التقاطعات
طائرة
تناظر
مع
محور التناظر الزوجي المتعامد معها
يظهر مركز التناظر.
4. عدد المحاور من الدرجة الثانية ، المتعامدة مع الرئيسي
محاور التماثل ذات الترتيب الأعلى (الثالث ، الرابع ،
السادس) يساوي ترتيب المحور الرئيسي.

5. عدد مستويات التماثل المتقاطعة على طول
المحور الرئيسي من الترتيب الأعلى ، يساوي ترتيب هذا المحور.
عدد مجموعات عناصر التناظر مع بعضها البعض
في بلورات محدودة للغاية. كله ممكن
يتم اشتقاق مجموعات من عناصر التناظر في البلورات
بدقة رياضية ، مع الأخذ في الاعتبار النظريات
إضافة عناصر التناظر.
مجموعة كاملة من عناصر التناظر الكامنة في
يسمى الكريستال المعطى فئة التناظر.
ويظهر الاشتقاق الرياضي الصارم أن كل شيء
المستطاع
إلى عن على
بلوري
متعددات الوجوه
مجموعات
عناصر
تناظر
أرهق
اثنان وثلاثون فئة من التناظر.

العلاقة بين الشبكة المكانية والعناصر
تناظر
يحدد وجود بعض عناصر التناظر
الهندسة
مكاني
شبكات
فرض
تأكيد
مصلحات
على ال
مشترك
موقعك
تنسيق المحاور والمساواة بين الوحدات المحورية.
يوجد قواعد عامةاختيار محاور الإحداثيات ،
مع الأخذ بعين الاعتبار مجموعة عناصر التماثل البلورية.
1. يتم دمج محاور الإحداثيات مع محاور خاصة أو مفردة
الاتجاهات،
غير متكرر
في
كريستال
محاور دوارة أو انعكاس ، والتي
ترتيب المحور أكبر من واحد ، والأعراف على المستوى
تناظر.
2. إذا كان هناك اتجاه خاص واحد فقط في البلورة ، فمعها
اجمع أحد محاور الإحداثيات ، وعادةً ما يكون المحور Z. اثنان
توجد محاور أخرى في مستوى عمودي على
اتجاه خاص موازٍ لحواف البلورة.
3. في حالة عدم وجود اتجاهات خاصة تنسق المحاور
يتم اختيارهم بالتوازي مع ثلاثة لا يرقدون في نفس المستوى
حواف الكريستال.

بناءً على هذه القواعد ، يمكنك الحصول على السبعة
أنظمة بلورية ، أو تآزرات. وهي تختلف
عن بعضها البعض بنسبة وحدات القياس أ ، ب ، ج و
الزوايا المحورية. ثلاثة احتمالات: أ ب ج ، أ = ب ج ، أ = ب = ج
السماح
نشر
الكل
بلوري
نظم الإحداثيات (التناغم) في ثلاث فئات من الأدنى والمتوسطة والعالية.
تتميز كل فئة بوجود معين
عناصر التناظر. لذلك ، بالنسبة لبلورات من أدنى فئة
لا توجد محاور أعلى مرتبة ، أي المحاور 3 و 4 و 6 ، ولكن قد تكون موجودة
محاور الرتبة الثانية والمستويات ومركز التناظر.
بلورات الفئة الوسطى لها محور أعلى
الترتيب ، وقد يكون هناك أيضًا محاور من الدرجة الثانية ، طائرات
التناظر ، مركز التناظر.
تنتمي البلورات الأكثر تناسقًا إلى الأعلى
التصنيفات. لديهم عدة محاور من الدرجة العالية
(الثالث والرابع) ، قد يكون هناك محاور من الدرجة الثانية ،
المستوى ومركز التناظر. ومع ذلك ، لا توجد محاور
الترتيب السادس.

مفهوم التناظر بين الانقطاع والمكان
مجموعة
التوفر
32
الطبقات
تناظر
بلوري
متعدد الوجوه يظهر أن مجموعة متنوعة من الخارجية
تخضع الأشكال البلورية لقوانين التناظر.
تناسق التركيب الداخلي للبلورات والترتيب
يجب أن تكون الجسيمات (الذرات والأيونات والجزيئات) داخل البلورات
تكون أكثر صعوبة لأن الشكل الخارجي للبلورات
محدودة ، والشبكة البلورية تمتد
لانهائي في كل اتجاهات الفضاء.
كانت قوانين ترتيب الجسيمات في البلورات
أنشأه عالم البلورات الروسي العظيم إ.
فيدوروف عام 1891. وجدوا 230 طريقة
ترتيب الجسيمات في شعرية مكانية - 230
مجموعات تناظر الفضاء.

عناصر تناظر المشابك المكانية
بالإضافة إلى عناصر التناظر الموصوفة أعلاه (وسط
تناظر،
طائرة
تناظر،
دوار
و
محاور الانقلاب) ، في وسط منفصل ، آخر
عناصر
تناظر،
ذات صلة
مع
ما لا نهاية
الشبكة المكانية والتكرار الدوري
في ترتيب الجسيمات.
ضع في اعتبارك أنواعًا جديدة من التناظر متأصلة فقط في
خصم. هناك ثلاثة منهم: الترجمة ، انزلاق الطائرة
انعكاسات ومحور حلزوني.
الترجمة هي نقل جميع الجسيمات على التوازي
الاتجاهات في نفس الاتجاه إلى نفس الشيء
بحجم.
الترجمة عنصر بسيط من عناصر التناظر ،
متأصلة في كل شعرية مكانية.

الجمع بين الترجمة ومستوى التماثل
يؤدي إلى ظهور مستوى انعكاس للرعي ،
مزيج الترجمة مع المحور الدوار يخلق
المحور اللولبي.
انزلاق الطائرة أو الطائرة الانعكاسية
الانزلاق هو مثل هذا المستوى ، عندما ينعكس في
والتي ، كما في المرآة ، تليها الترجمة على طول
اتجاه الكذب في مستوى معين ، بالمقدار
يساوي نصف فترة الهوية لمُعطى
الاتجاهات ، يتم الجمع بين جميع نقاط الجسم. تحت فترة
الهوية ، كما في السابق ، سوف نفهم المسافة
بين النقاط على طول بعض الاتجاهات (على سبيل المثال ،
الفترات أ ، ب ، ج في خلية وحدة هي فترات
الهوية على طول محاور الإحداثيات X ، Y ، Z).

المحور الحلزوني هو خط مستقيم ، الدوران حوله
بعض
ركن،
المقابلة
ترتيب
محاور
مع
الترجمة اللاحقة على طول المحور بواسطة مضاعفات
فترة الهوية t ، تجمع بين نقاط الجسم.
تعيين المحور الحلزوني بشكل عام هو nS ، حيث n
يميز ترتيب المحور الدوار (ن = 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 6) ، و
St / n هو مقدار الترجمة على طول المحور. في نفس الوقت ، S S = 0 ، 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 ، 6. لذلك ، بالنسبة للمحور الحلزوني من الدرجة الثانية
الترجمة t / 2 للمحور الحلزوني الثالث
ترتيب أصغر نقل t / 3.
سيكون تعيين المحور الحلزوني من الدرجة الثانية 21.
سيحدث مزيج الجسيمات بعد الدوران حول المحور
180 درجة متبوعة بالترجمة على طول الاتجاه ،
بالتوازي مع المحور ، بواسطة t / 2.
سيكون تعيين المحور الحلزوني من الترتيب الثالث 31.
ومع ذلك ، فإن المحاور مع ترجمة تعد من مضاعفات الأصغر ممكنة.
لذلك ، من الممكن وجود محور حلزوني 32 مع ترجمة 2t / 3.

المحوران 31 و 32 يعنيان الدوران حول المحور بمقدار 120 درجة على طول
في اتجاه عقارب الساعة يليه تحول. هذه المسمار
المحاور تسمى الحق. إذا تم إجراء منعطف
عكس اتجاه عقارب الساعة ثم محاور التناظر المركزية
تسمى اليسار. في هذه الحالة ، عمل المحور 31 لليمين
مطابق لعمل المحور 32 يسار و 32 يمين - 31
اليسار.
يمكن أيضًا النظر في محاور التماثل الحلزونية
الترتيب الرابع والسادس: المحور 41 و 43 المحاور 61 و 65 و 62
و 64. يمكن أن يكون اليمين واليسار. عمل المحاور 21 و 42 و
63 لا يعتمد على اختيار اتجاه الدوران حول المحور.
لهذا
أنهم
نكون
محايد.
الشرط
تسميات محاور التماثل الحلزونية:

تدوين مجموعة الفضاء التماثل
يحتوي رمز مجموعة الفضاء على كامل
معلومات حول تناظر التركيب البلوري. على ال
يتم وضع المركز الأول في رمز المجموعة الفضائية
حرف يميز نوع شعرية Bravais: P بدائي ،
من
تتمحور حول القاعدة ،
أنا
متمحور حول الجسم ، F - متمحور حول الوجه. في
وضع التناغم المعيني الشكل الحرف R في المقام الأول.
متبوعًا برقم أو رقمين أو ثلاثة أرقام أو أحرف ،
تشير
عناصر
تناظر
في
رائد
الاتجاهات ، على غرار الطريقة التي يتم بها ذلك
وضع تدوين فئة التناظر.
إذا كان في الهيكل في أي من الاتجاهات الرئيسية
كلا مستوي التماثل و
محاور التناظر ، الأفضلية للطائرات
التناظر ، وفي رمز مجموعة الفضاء
مستويات التماثل مكتوبة.

في حالة وجود محاور متعددة ، يتم إعطاء الأفضلية لـ
محاور بسيطة - دوارة وانعكاس ، منذ ذلك الحين
التناظر أعلى من التناظر
محاور المسمار.
وجود رمز مجموعة الفضاء ، يمكن للمرء بسهولة
تحديد نوع شعرية Bravais ، وتناغم الخلية ، والعناصر
التناظر في الاتجاهات الرئيسية. نعم ، مكاني
المجموعة P42 / mnm (مجموعات Fedorov من ditetatragonal dipyramidal
طيب القلب
تناظر،
135
مجموعة)
يميز خلية Bravais البدائية في رباعي الزوايا
syngony (يحدد المحور الحلزوني من الدرجة الرابعة 42
تيتراغونال سينغوني).
الاتجاهات الرئيسية هي كما يلي:
عناصر التناظر. مع الاتجاه - المحور Z.
يتزامن مع المحور الحلزوني 42 ، وهو عمودي
التماثل م. في الاتجاهات (محاور X و Y)
يقع مستوى انعكاس الرعي من النوع n ، في
الاتجاه يمر بمستوى التناظر م.

عيوب في بنية الأجسام البلورية
تنقسم عيوب الجسم إلى ديناميكية
(مؤقت) وثابت (دائم).
1. عندما تنشأ العيوب الديناميكية
الميكانيكية والحرارية والكهرومغناطيسية
تأثير على الكريستال.
وتشمل هذه الفونونات - تشوهات الوقت
انتظام شعرية ناتج عن الحرارية
حركة الذرات.
2. عيوب ثابتة
يميز بين عيوب النقطة والممتدة
هياكل الجسم.

عيوب النقطة: مواقع شعرية غير مأهولة
(الشواغر)؛ إزاحة ذرة من عقدة إلى فجوة ؛
إدخال ذرة أو أيون غريب في الشبكة.
العيوب الممتدة: الاضطرابات (الحافة و
المسمار) ، المسام ، الشقوق ، حدود الحبوب ،
التضمينات الدقيقة لمرحلة أخرى. يتم عرض بعض العيوب
على الصورة.

الخصائص الأساسية
المواد

الخصائص الرئيسية هي: الميكانيكية ، الحرارية ،
الكهربائية والمغناطيسية والتكنولوجية ، فضلا عن الخاصة بهم
المقاومة للتآكل.
الخصائص الميكانيكية للمواد تميز إمكانية وجودها
استخدامها في المنتجات المعرضة ل
الأحمال الميكانيكية. المؤشرات الرئيسية لهذه الخصائص
بمثابة معلمات للقوة والصلابة. انهم لا يعتمدون فقط على
طبيعة المواد ، ولكن أيضًا على الشكل والحجم والحالة
سطح العينات ، وكذلك أوضاع الاختبار ، أولاً وقبل كل شيء ،
على معدل التحميل ودرجة الحرارة والتعرض للوسائط وغيرها
عوامل.
القوة هي خاصية المواد لمقاومة الكسر ، و
أيضًا تغيير لا رجوع فيه في شكل العينة تحت تأثير
الأحمال الخارجية.
قوة الشد - الضغط المقابل للحد الأقصى
(في لحظة إتلاف العينة) إلى قيمة الحمولة. موقف سلوك
أعظم قوة مؤثرة على العينة في المنطقة الأصلية
المقطع العرضي لها يسمى كسر الضغط و
تشير إلى σv.

التشوه هو تغيير في الترتيب النسبي للجسيمات في
مواد. أبسط أنواعها هي التوتر ، والضغط ، والانحناء ،
تطور ، التحول. تشوه - تغيير في شكل وحجم العينة في
نتيجة التشوه.
معلمات التشوه - الاستطالة النسبية ε = (l– l0) / l0 (حيث
l0 و l هما الطولان الأصليان وبعد تشوه العينة) ، تكون زاوية القص
تغيير في الزاوية اليمنى بين الأشعة المنبثقة من نقطة واحدة في
العينة ، عندما تكون مشوهة. يسمى التشوه مرونة إذا
يختفي بعد إزالة الحمولة ، أو البلاستيك ، إذا لم يكن كذلك
يختفي (لا رجعة فيه). الخصائص البلاستيكية للمواد في
غالبًا ما يتم إهمال التشوهات الصغيرة.
الحد المرن هو الضغط الذي تحدث عنده التشوهات المتبقية (أي
(هـ) اكتشاف التشوهات أثناء تفريغ العينة)
القيمة التي تحددها المواصفات. عادة القبول
التشوه المتبقي هو 10–3 10–2٪. الحد المرن الخاص بك
يحد من مساحة التشوهات المرنة للمادة.
نشأ مفهوم المعامل كسمة لمرونة المواد
عند التفكير في الأجسام المرنة بشكل مثالي ، يكون تشوهها خطيًا
يعتمد على الجهد. مع تمدد بسيط (ضغط)
σ = E
حيث E هو معامل يونغ ، أو معامل المرونة الطولية ، والتي
يميز مقاومة المواد للتشوه المرن (الشد والضغط) ؛ ε هي السلالة النسبية.

عند القص في المادة في اتجاه القص وعلى طول الخط الطبيعي لها
ضغوط عرضية فقط
حيث G هو معامل القص الذي يميز مرونة المادة عند
تغيير شكل العينة التي يظل حجمها ثابتًا ؛ γ هي الزاوية
تحول.
مع ضغط شامل للمواد في جميع الاتجاهات ،
الجهد العادي
حيث K هو معامل مرونة الحجم الذي يميز
المقاومة المادية لتغيير حجم العينة ، لا
يرافقه تغيير في شكله ؛ ∆ - نسبي
ضغط كبير.
قيمة ثابتة تميز مرونة المواد عند
التوتر أحادي المحور ، هو نسبة بواسون:
حيث ε 'هو الضغط العرضي النسبي ؛ ε - نسبي
استطالة طولية للعينة.

الصلابة هي خاصية ميكانيكية للمواد ،
معقدة تعكس قوتها ، ليونة ، وكذلك
خصائص الطبقة السطحية للعينات. تعبر عن نفسها
مقاومة المواد للبلاستيك المحلي
التشوه الذي يحدث عند أكثر من
جسم صلب - إندينتر. الضغط على إندينتر في العينة باستخدام
القياس اللاحق لأبعاد الطباعة هو الأساسي
الطريقة التكنولوجية في تقييم صلابة المواد. في
اعتمادًا على ميزات تطبيق التحميل والتصميم
المسافات البادئة وتحديد أرقام الصلابة تميز الطرق
برينل ، روكويل ، فيكرز ، شور. عند القياس
الصلادة الدقيقة وفقًا لـ GOST 9450–76 على سطح العينة
تبقى بصمات ذات عمق ضئيل ، لذلك هكذا
يتم استخدام الطريقة عندما يتم عمل العينات على شكل رقائق معدنية ،
أفلام ، طلاء بسماكة صغيرة. طريقة التحديد
صلابة البلاستيك هي المسافة البادئة في العينة
طرف كروي عن طريق التطبيق المتسلسل
أحمال مختلفة.

التآكل هو عملية فيزيائية وكيميائية لتغيير الخصائص والضرر
هيكل وتدمير المواد بسبب انتقال مكوناتها إلى
مركبات كيميائية ذات مكونات بيئية. تحت
يشير تلف التآكل إلى أي عيب هيكلي
المواد الناتجة عن التآكل. إذا كانت ميكانيكية
تعمل التأثيرات على تسريع تآكل المواد ، ويسهل التآكل منها
تدمير ميكانيكي ، هناك تآكل ميكانيكي
أضرار مادية. خسائر المواد بسبب التآكل وتكاليف
تتزايد حماية الآلات والمعدات منه بشكل مستمر
بسبب تكثيف نشاط الإنتاج البشري و
تلوث البيئة بمخلفات الإنتاج.
غالبًا ما تتميز مقاومة المواد للتآكل بـ
باستخدام معلمة مقاومة التآكل - القيمة ، المعاملة بالمثل
معدل التآكل الفني للمادة في نظام تآكل معين.
تكمن شرطية هذه الخاصية في حقيقة أنها لا تنطبق عليها
المواد ، ولكن لنظام التآكل. مقاومة التآكل للمادة
لا يمكن تغييرها دون تغيير المعلمات الأخرى لنظام التآكل.
الحماية من التآكل هي تعديل للتآكل
مما يؤدي إلى انخفاض معدل تآكل المادة.

خصائص درجة الحرارة.
مقاومة الحرارة - خاصية الاحتفاظ بالمواد أو قليلاً
تغيير المعلمات الميكانيكية في درجات حرارة عالية. ملكية
تقاوم المعادن التأثيرات المسببة للتآكل للغازات عند الارتفاع
تسمى درجات الحرارة مقاومة الحرارة. كميزة
تستخدم مقاومة الحرارة للمواد القابلة للانصهار درجة الحرارة
تليين.
مقاومة الحرارة - خاصية المواد لمقاومة لفترة طويلة
تشوه وكسر في درجات حرارة عالية. هو - هي
أهم ما يميز المواد المستخدمة فيه
درجات الحرارة T> 0.3 Tm. تحدث مثل هذه الظروف في المحركات
الاحتراق الداخلي ومحطات الطاقة البخارية والتوربينات الغازية ،
أفران تعدين ، إلخ.
في درجات الحرارة المنخفضة (في التكنولوجيا - من 0 إلى -269 درجة مئوية) تزداد
قوة ثابتة ودورية للمواد ، الخاصة بهم
ليونة وصلابة ، زيادة التعرض للكسر الهش.
هشاشة البرد - زيادة في هشاشة المواد مع انخفاض في
درجة الحرارة. يتم تحديد ميل المادة إلى الكسر الهش بواسطة
وفقًا لنتائج اختبارات التأثير للعينات ذات الشق عند التخفيض
درجة الحرارة.

يتم تسجيل التمدد الحراري للمواد عن طريق تغيير الأبعاد
وشكل العينات عندما تتغير درجة الحرارة. بالنسبة للغازات ، فمن المستحق
زيادة في الطاقة الحركية للجسيمات عند تسخينها للسوائل
والمواد الصلبة مرتبطة بعدم التناسق الحراري
اهتزازات الذرات ، بسبب زيادة المسافات بين الذرية
زيادة درجات الحرارة.
من الناحية الكمية ، يتميز التمدد الحراري للمواد
معامل درجة حرارة تمدد الحجم:
والمواد الصلبة - ومعامل درجة الحرارة الخطي
ملحقات (TKLR):
- التغيرات في الحجم الخطي وحجم العينات و
درجة الحرارة (على التوالي).
يعمل الفهرس ξ على تحديد ظروف التمدد الحراري (عادةً -
عند ضغط مستمر).
تجريبيًا ، يتم تحديد αV و αl عن طريق قياس التمدد ، والذي يدرس
اعتماد التغيرات في حجم الأجسام تحت تأثير العوامل الخارجية.
خاص أدوات القياس- مقاييس التمدد - تختلف
جهاز حساسات وحساسية لأنظمة تسجيل الأحجام
عينات.

السعة الحرارية - نسبة كمية الحرارة التي يتلقاها الجسم أثناء
تغيير متناهي الصغر في حالته في أي عملية ، إلى
بسبب الزيادة الأخيرة في درجة الحرارة:
وفقًا لعلامات العملية الديناميكية الحرارية التي يتم فيها
السعة الحرارية للمادة ، وتمييز السعة الحرارية عند حجم ثابت
وتحت ضغط مستمر. أثناء التسخين ثابتًا
الضغط (عملية متساوية الضغط) يتم إنفاق جزء من الحرارة على التمدد
عينة وجزء - لزيادة الطاقة الداخلية للمادة. الحرارة،
تم الإبلاغ عنها لنفس العينة بحجم ثابت (عملية متساوية الصدور) ،
يتم إنفاقه فقط على زيادة الطاقة الداخلية للمادة.
السعة الحرارية النوعية ، J / (kg · K)] ، هي نسبة السعة الحرارية إلى الكتلة
هيئة. يميز بين الحرارة النوعية عند الضغط المستمر (cp) و
بحجم ثابت (cv). نسبة السعة الحرارية إلى الكمية
المواد تسمى السعة الحرارية المولية (سم) ، J / (مول⋅ كلفن). للجميع
المواد ср> сv ، للغازات المتخلخلة (القريبة من المثالية) сmp - сmv =
R (حيث R = 8.314 J / (m⋅K) هو ثابت الغاز العام).

الموصلية الحرارية هي نقل الطاقة من الأجزاء الأكثر سخونة من الجسم إلى
أقل تسخينًا نتيجة للحركة الحرارية والتفاعل
الجسيمات الدقيقة. هذه القيمة تميز العفوي
معادلة درجة حرارة المواد الصلبة.
بالنسبة للمواد المتناحرة ، فإن قانون فورييه صالح ، والذي بموجبه
ناقلات الكثافة تدفق الحرارة q متناسب وعكس
في اتجاه التدرج الحراري T:
حيث λ هي الموصلية الحرارية [W / (m K)] اعتمادًا على
حالة التجميع ، التركيب الذري والجزيئي ، التركيب ،
درجة الحرارة ومعلمات المواد الأخرى.
الانتشار الحراري (م 2 / ث) مقياس
خصائص العزل الحراري للمادة:
أين ρ هي الكثافة ؛ تزوج - حرارة نوعيةالمواد في
ضغط مستمر.

الخصائص التكنولوجية للمواد تميز الامتثال
المواد للتأثيرات التكنولوجية أثناء المعالجة في المنتجات. معرفة
تسمح لك هذه الخصائص بتصميم و
تنفيذ العمليات التكنولوجية لتصنيع المنتجات. رئيسي
الخصائص التكنولوجية للمواد هي آلية
القطع والضغط ، معلمات الصب ، قابلية اللحام ، الميل إلى
التشوه والتزييف أثناء المعالجة الحرارية ، إلخ.
تتميز قابلية الماكينة بالمؤشرات التالية:
جودة معالجة المواد - خشونة السطح المشكل
ودقة أبعاد العينة وعمر الأداة والمقاومة
القطع - سرعة القطع والقوة ، نوع تشكيل الرقاقة. قيم
يتم تحديد المؤشرات عند تحويل العينات ومقارنتها بـ
معلمات المادة تؤخذ كمعيار.
يتم تحديد قابلية التشغيل بالضغط في العملية التكنولوجية
اختبار المواد لتشوه البلاستيك. طرق التقييم
تعتمد آلية الضغط على نوع المواد وتقنيتها
يتم المعالجة. على سبيل المثال ، الاختبارات التكنولوجية للمعادن للثني
يتم إجراؤها عن طريق ثني العينات بزاوية محددة مسبقًا. تعتبر العينة قد صمدت
الاختبارات ، إذا لم تظهر الكسر ، التفريغ ، التمزق ، الشقوق.
يتم اختبار الألواح والأشرطة من أجل البثق باستخدام جهاز خاص
صحافة. يتم تشكيل ثقب كروي في العينة ، مما يوقف الرسم في الوقت الحالي
تحقيق تدفق المواد. يتم تحديد النتيجة بالحد الأقصى
عمق جيد في العينات غير التالفة.

ميكنهم عن طريق ضغط مواد المسحوق أن يميزهم
السيولة وقابلية الضغط والتشكيل. طريقة التحديد
تعتمد السيولة على تسجيل وقت انتهاء صلاحية عينة المسحوق في
عملية الانسكاب العفوي من خلال معايرة
ثقب القمع. تتحكم هذه المعلمة في معدل التعبئة.
قوالب مواد مسحوق لمعالجة الضغط.
يتميز ضغط المسحوق بالاعتماد على حجم العينة
مسحوق من الضغط - رسم بياني للضغط. القابلية للتشكيل - الملكية
مادة المسحوق للحفاظ على الشكل الذي تم الحصول عليه في العملية
ملحة.
صب خصائص المواد - مجموعة من التكنولوجية
المؤشرات التي تميز تشكيل المسبوكات عن طريق الصب
المواد المنصهرة في قالب. السيولة -
تعتمد خاصية المادة المنصهرة لملء القالب عليها
على اللزوجة الذائبة ، ودرجات حرارة الذوبان والعفن ، درجة
ترطيب جدران القالب بالذوبان ، إلخ. يتم تقييمه حسب الطول
الحشوة تذوب في قناة مستقيمة أو لولبية
قالب خاص. مسبك الانكماش - تقليل الحجم
تذوب أثناء الانتقال من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة. عمليا
يتم تعريف الانكماش على أنه نسبة الأبعاد الخطية المقابلة
القوالب والمسبوكات على شكل معامل انكماش عديم الأبعاد ،
فردي لكل مادة.

قابلية اللحام - خاصية تشكيل المادة
وصلة ملحومة ، أداء منها
يتوافق مع جودة المواد الأساسية ،
ملحومة. يتم الحكم على قابلية اللحام
نتائج الاختبار للعينات الملحومة و
خصائص المادة الأساسية في منطقة اللحام
التماس. قواعد تحديد ما يلي
مؤشرات قابلية لحام المعادن: ميكانيكي
خصائص الوصلات الملحومة ، الأنماط المسموح بها
لحام القوس والسطوح ، جودة ملحومة
المفاصل واللحامات ، قوة طويلة الأمد
مفاصل ملحومة.

علم البلورات هو علم البلورات والأجسام الطبيعية البلورية. يدرس شكل المواد البلورية وبنيتها الداخلية وأصلها وتوزيعها وخصائصها.

يتم تحديد الخصائص الرئيسية للبلورات - تباين الخواص ، والتجانس ، والقدرة على الاحتراق الذاتي ووجود درجة حرارة انصهار ثابتة - من خلال هيكلها الداخلي.

البلورات كلها أجسام صلبة لها شكل متعدد السطوح ناتج عن الترتيب المنظم للذرات. يسمى علم البلورات علم البلورات ، الأجسام الطبيعية البلورية. يدرس شكل المواد البلورية وبنيتها الداخلية وأصلها وتوزيعها وخصائصها. البلورات كلها مواد صلبة لها شكل متعدد السطوح ، ناتج عن الترتيب المرتب للذرات. المكعبات هي أمثلة على بلورات جيدة التكوين ...

عنوان:

أكثر من خمسة آلاف نوع من البلورات معروفة. لديهم شكل مختلف وعدد مختلف من الوجوه. شكل البلورة هو مجمل كل وجوهها. الشكل البسيط في علم البلورات هو مجموعة من الوجوه المتماثلة المتصلة بواسطة عناصر التناظر. من بين الأشكال البسيطة ، يتم تمييز الأشكال المغلقة ، والتي تغلق جزءًا من الفضاء تمامًا ، على سبيل المثال ، مكعب ، مجسم ثماني ؛ افتح أشكالًا بسيطة ، على سبيل المثال ، مناشير مختلفة ، ومساحة ...

عنوان:

Syngony (من اليونانية σύν ، "وفقًا لـ ، معًا" ، و α ، "زاوية" - حرفياً "زاوية مماثلة") هي أحد أقسام البلورات بناءً على شكل خلية الوحدة الخاصة بهم. يتضمن Syngony مجموعة من فئات التناظر التي لها عنصر واحد مشترك أو مميز من التناظر مع نفس عدد اتجاهات الوحدة. هناك سبعة تآزرات: مكعب ، رباعي الزوايا (مربع) ، ثلاثي الزوايا ، سداسي ، معيني ، أحادي الميل ، ثلاثي الميل.

عنوان:

تعني كلمة "تناظر" في اليونانية "نسبة" (قابلية التكرار). تتكون الأجسام والأجسام المتماثلة من أجزاء متكافئة متكررة بشكل صحيح في الفضاء. يتنوع تناسق البلورات بشكل خاص. البلورات المختلفة متماثلة إلى حد ما. إنها أهم ممتلكاتهم وأكثرها خصوصية ، مما يعكس انتظام الهيكل الداخلي.

عنوان:

من وجهة نظر علم البلورات الهندسي ، تعتبر البلورة متعددة السطوح. لوصف شكل البلورات ، نستخدم مفهوم عناصر القيد. يتكون الشكل الخارجي للبلورات من ثلاثة عناصر محددة: الوجوه (المستويات) والحواف (خطوط تقاطع الوجوه) وزوايا الوجه.

عنوان:

تنشأ البلورات عندما تتغير المادة من أي حالة تجمّع إلى حالة صلبة. الشرط الرئيسي لتكوين البلورات هو خفض درجة الحرارة إلى مستوى معين ، تحته الجسيمات (الذرات والأيونات) ، بعد أن فقدت الحركة الحرارية الزائدة ، تظهر خصائصها الكيميائية الكامنة ويتم تجميعها في شبكة مكانية.