کریستالوگرافی

کریستالوگرافی- علمی که به مطالعه کریستال ها، خواص، شکل خارجی و دلایل پیدایش آنها می پردازد که مستقیماً با کانی شناسی، ریاضیات (سیستم مختصات دکارتی)، فیزیک و شیمی (مساله پیدایش و رشد بلورها) مرتبط است. توسط افلاطون، فیثاغورث و غیره انجام شده است.

تا اوایل قرن نوزدهم، کریستالوگرافی توصیفی بود. اما در ابتدای قرن نوزدهم، ریاضیات و فیزیک توسعه یافتند، بنابراین کریستالوگرافی نیز توسعه یافت. به خصوص در اواسط قرن بیستم، با ظهور فناوری های جدید، کریستالوگرافی خصلت تجربی (رشد و سنتز کریستال ها) به خود گرفت. تا به امروز، بخش های زیر از کریستالوگرافی را می توان متمایز کرد:

تا به امروز، بخش های زیر از کریستالوگرافی را می توان متمایز کرد:

1. کریستالوگرافی هندسی- شکل خارجی بلورها و الگوهای ساختار داخلی آنها را مطالعه می کند.

2. شیمی کریستال- رابطه بین ساختار داخلی بلورها و ترکیب شیمیایی آنها را مطالعه می کند.

3. کریستالوگرافی فیزیکی و شیمیایی- الگوهای تشکیل و رشد کریستال ها را مطالعه می کند.

4. کریستالوگرافی فیزیکی- بررسی خواص فیزیکی کریستال ها (نوری، حرارتی، الکتریکی و غیره)، که در آن برخی از مناطق به عنوان علوم جداگانه پدید آمده اند (اپتیک کریستال).

جامدات کریستالی و بی شکل

جامدات به دو دسته تقسیم می شوند:

1. بی شکل، که در آن ذرات بنیادی به طور تصادفی و نامنظم قرار می گیرند که منجر به داشتن خاصیت همسانگردی (همان خواص ماده در هر جهت) می شود. اجسام آمورف ناپایدار هستند و با گذشت زمان تبدیل به کریستال می شوند (تبلور زدایی).

2. کریستالی، با آرایش منظم ذرات بنیادی مشخص می شود که ساختار بلوری ایجاد می کند که توسط یک شبکه فضایی نشان داده می شود.

شبکه کریستالی (فضایی).

سلول کریستالی- مجموعه ای از ذرات بنیادی واقع در نقاط متناظر مجموعه بی نهایت متوازی الاضلاع که فضا را به طور کامل پر می کنند، به صورت مساوی، موازی گرا و در امتداد تمام صورت ها مجاور هستند. (عکس. 1).

عناصر ساختار شبکه فضایی:

1. گره ها- ذرات بنیادی که موقعیت خاصی را در شبکه اشغال می کنند.

2. ردیف- مجموعه ای از گره ها که در یک خط مستقیم در یک فاصله مساوی معین قرار دارند که فاصله ردیف نامیده می شود.

3. مش مسطح- مجموعه ای از گره های واقع در همان صفحه.

4. سلول ابتدایی- یک متوازی الاضلاع منفرد که تکرار آن یک شبکه فضایی را تشکیل می دهد.

ریاضیدان آگوست براویس ثابت کرد که فقط 14 شبکه اساساً متفاوت می توانند وجود داشته باشند. پارامترهای سلول واحد نوع شبکه کریستالی را تعیین می کند.

کریستال- جسم جامدی که به شکل چندوجهی منظم است که در آن ذرات بنیادی به صورت شبکه بلوری به طور منظم چیده شده اند.

عناصر محدود کننده کریستال:

چهره ها (هواپیماهای صاف)؛

دنده ها (خطوط تقاطع چهره ها)؛

راس (نقطه تقاطع لبه ها).

رابطه شکل خارجی کریستال با ساختار داخلی

1. مش های مسطح با چهره های کریستالی مطابقت دارند.

2. ردیف ها با لبه ها مطابقت دارند.

3. گره ها با رئوس مطابقت دارند.

اما فقط آن دسته از مش‌ها و ردیف‌های مسطح مربوط به چهره‌ها و لبه‌هایی است که بیشترین میزان را دارند شبکه ای تراکمتعداد گره ها در واحد سطح یک شبکه مسطح یا واحد طول یک ردیف است.

اویلر از اینجا قانون را استخراج کرد: "مجموع تعداد وجه ها و رئوس برابر است با تعداد یال ها به اضافه 2."

خواص اساسی کریستال ها

ساختار داخلی منظم بلورها به شکل شبکه فضایی آنها را تعیین می کند مهمترین خواص:

1. یکنواختیهمان خواص کریستال در جهات موازی است.

2. ناهمسانگردی- خواص مختلف کریستال در جهات غیر موازی (مثلاً اگر کانی دیستن ("sten" - مقاومت) در طول کشیدگی خراشیده شود، سختی آن 4.5 است و اگر در جهت عرضی باشد، سختی 6 است. -6.5).

3. توانایی خود محدود کردن- در شرایط رشد مطلوب، کریستال شکل یک چند وجهی منظم را به خود می گیرد.

4. تقارن.

تقارن کریستالی

تقارن – (از یونانی "sym" - مشابه، "metrios" - اندازه گیری، فاصله، اندازه) - تکرار منظم چهره ها، لبه ها، رئوس یک کریستال نسبت به برخی از تصاویر هندسی کمکی (خط مستقیم، صفحه، نقطه). تصاویر هندسی کمکی که به کمک آنها تقارن یک بلور آشکار می شود، عناصر تقارن نامیده می شوند.

عناصر تقارن یک کریستال شامل محور تقارن (L - از خط انگلیسی - خط)، صفحه تقارن (P - از بازی انگلیسی - صفحه)، مرکز تقارن (C - از مرکز انگلیسی - مرکز). ).

محور تقارن- یک خط مستقیم، هنگام چرخش به دور آن 360 درجه، کریستال چندین بار با موقعیت اولیه خود ترکیب می شود.

زاویه اولیه چرخش a - می تواند برابر با 60 درجه، 90 درجه، 120 درجه، 180 درجه باشد.

ترتیب محور تقارن تعداد ترکیبات کریستال با موقعیت اولیه آن در طول چرخش 360 درجه است.

محورهای تقارن مرتبه دوم، سوم، چهارم و ششم در کریستال امکان پذیر است. محورهای تقارن پنجم و بیشتر از ششم اتفاق نمی افتد. ترتیب محورهای تقارن با L 6 , L 4 , L 3 , L 2 نشان داده می شود.

تعداد ممکن محورهای تقارن با همان ترتیب به شرح زیر است:

L 2 - 0، 1، 2، 3، 4، 6;

L 4 - 0، 1، 3;

صفحه تقارن- صفحه ای که کریستال را به دو قسمت مساوی آینه تقسیم می کند.

مرکز تقارن- نقطه ای در داخل کریستال که در آن خطوط همدیگر را قطع و به دو نیم می کنند و چهره ها، لبه ها یا رئوس کریستال را به هم متصل می کنند. از این تعریف این قاعده پیروی می کند: اگر در یک بلور مرکز تقارن وجود داشته باشد، هر صورت باید دارای یک وجه متضاد، مساوی، موازی و معکوس باشد.

مرسوم است که مجموع تمام عناصر تقارن موجود را در یک خط بنویسید، بدون اینکه هیچ علامت نگارشی بین آنها وجود داشته باشد، در حالی که ابتدا محورهای تقارن نشان داده می شود، از بالاترین مرتبه شروع می شود، سپس صفحه تقارن و در ادامه آخرین مکان، در صورت وجود، مرکز تقارن ثبت می شود.

طبقه بندی کریستال

با توجه به مجموع عناصر تقارن در آنها، کریستال ها به کلاس ها ترکیب می شوند. در سال 1830، دانشمند F. Hessel، با محاسبات ریاضی، به این نتیجه رسید که در مجموع 32 ترکیب مختلف از عناصر تقارن در کریستال ها امکان پذیر است. مجموعه ای از عناصر تقارن است که کلاس را تعریف می کند.

کلاس ها در syngonies ترکیب می شوند. طبقاتی که با یک یا چند عنصر تقارن یکسان مشخص می شوند در یک سنگونی گروه بندی می شوند. سینگونیوم شناخته شده 7.

با توجه به درجه تقارن، syngonies به زیربخش های بزرگتر ترکیب می شوند - دسته ها: بالاتر، متوسط، پایین (جدول).

کریستال شکل می گیرد

1. ساده - بلورهایی که در آنها همه چهره ها یک شکل و یک اندازه دارند. در میان اشکال ساده متمایز می شود:

بسته - فضا را با صورت خود کاملاً ببندید (چند وجهی منظم).

باز - فضا را به طور کامل نمی بندند و برای بسته شدن آنها اشکال ساده دیگری (منشور و غیره) درگیر می شوند.

2. ترکیبی از فرم های ساده - کریستالی که روی آن صورت هایی ایجاد می شود که از نظر شکل و اندازه با یکدیگر متفاوت هستند. چند نوع وجه مختلف روی یک کریستال وجود دارد، به همان تعداد شکل ساده در این ترکیب شرکت می کنند.

نامگذاری اشکال ساده

این نام بر اساس تعداد چهره ها، شکل صورت ها، بخش شکل است. نام فرم های ساده از اصطلاحات یونانی استفاده می کند:

· مونونوکلئوز- فقط یکی؛

· دی، دو- دو، دو بار؛

· سه- سه، سه، سه بار؛

· تترا- چهار، چهار، چهار بار؛

· پنتا- پنج، پنج؛

· هگزا- شش، شش؛

· اکتا- هشت، هشت؛

· دودکا- دوازده-، دوازده؛

· هدرون- حاشیه، غیرمتمرکز؛

· گونیو- گوشه؛

· syn- مشابه؛

· پیناکوس- میز، تخته؛

· cline- شیب؛

· چند- بسیاری از؛

· سنگنوس- مایل، ناهموار.

به عنوان مثال: یک پنج ضلعی (پنج، زاویه، دوازده - 12 پنج ضلعی)، یک دو هرم چهارضلعی (یک چهار ضلعی در قاعده، و دو هرم).

سیستم های محورهای کریستالوگرافی

محورهای کریستالوگرافی- جهات در کریستال موازی با لبه های آن که به عنوان محور مختصات در نظر گرفته می شوند.محور x III است، محور y II، محور z I است.

جهت محورهای کریستالوگرافی با ردیف های شبکه فضایی منطبق است یا با آنها موازی است. بنابراین، گاهی اوقات به جای نامگذاری محورهای I، II، III، از نامگذاری قطعات منفرد a، b، c استفاده می شود.

انواع محورهای کریستالوگرافی:

1. سیستم سه محوری مستطیلی (شکل 2). زمانی رخ می دهد که جهت ها عمود بر یکدیگر باشند. در سیستم های مکعبی (a=b=c)، چهارضلعی (a=b≠c) و لوزی (a≠b≠c) استفاده می شود.

2. سیستم چهار محور (شکل 3). محور چهارم به صورت عمودی است و سه محور از طریق 120 درجه در یک صفحه عمود بر آن کشیده شده است. برای کریستال های شش ضلعی و مثلثی، a=b≠c استفاده می شود

3. موربسیستم (شکل 4). a=γ=90°، b≠90°، a≠b≠c. برای نصب کریستال های سیستم مونوکلینیک استفاده می شود.

4.
سیستم مایل (شکل 5). a≠γ≠b≠90 درجه، a≠b≠c. برای کریستال های تری کلینیک استفاده می شود.

قانون اعداد صحیح

این یکی از مهمترین قوانین کریستالوگرافی است که قانون هاوی، قانون عقلانیت نسبت های دوگانه، قانون عقلانیت نسبت پارامترها نیز نامیده می شود. این قانون می گوید: "نسبت دو برابر پارامترهایی که توسط هر دو وجه از یک کریستال بر روی سه لبه متقاطع آن قطع شده است برابر با نسبت اعداد صحیح و اعداد نسبتا کوچک است."

1. سه یال غیر موازی را انتخاب می کنیم که در نقطه O قطع می شوند. این یال ها را به عنوان محورهای کریستالوگرافی در نظر می گیریم. (شکل 6).

2. دو وجه A 1 B 1 C 1 و A 2 B 2 C 2 را روی کریستال انتخاب می کنیم و صفحه A 1 B 1 C 1 با صفحه A 2 B 2 C 2 موازی نیست و نقاط روی آن قرار دارند. محورهای کریستالوگرافی

3. قطعات بریده شده توسط وجوه بر روی محورهای کریستالوگرافی، پارامترهای چهره نامیده می شوند. در مورد ما OA 1 , OA 2 , OB 1 , OB 2 , OC 1 , OC 2 .

، که در آن p، q، r اعداد گویا و نسبتا کوچک هستند.

این قانون با ساختار شبکه کریستالی توضیح داده می شود. جهت انتخاب شده به عنوان محور با ردیف های شبکه فضایی مطابقت دارد.

نمادهای چهره

برای به دست آوردن نماد چهره، باید کریستال را در محورهای کریستالوگرافی مربوطه تنظیم کنید، سپس انتخاب کنید تک چهره- صورت، که پارامترهای آن در امتداد هر محور کریستالوگرافی به عنوان واحد اندازه گیری (به عبارت دیگر، به عنوان یک قطعه مقیاس) در نظر گرفته می شود. در نتیجه، نسبت پارامترها موقعیت صورت را در محورهای کریستالوگرافی مشخص می کند.

راحت تر است که از پارامترها استفاده نکنید، بلکه شاخص های چهره– مقادیر معکوس نسبت به پارامترها: . شاخص ها به صورت فرفری نوشته می شوند (مثلاً یک فرم ساده را به عنوان یک کل مشخص کنید (hkl) یا (hhl)) یا پرانتز (مستقیماً به یک چهره خاص رجوع کنید، به عنوان مثال. (hhl) یا (hlh) ) بدون علائم نگارشی. اگر یک شاخص منفی به دست آید، می توان آن را با علامت برداری - (hkl) نشان داد. شاخص ها را می توان با مقادیر عددی مانند (321)، (110) یا (hk0) نیز نشان داد. "0" - به این معنی است که صورت موازی با محور است.

راه های تشکیل کریستالکه در

کریستال ها را می توان از همه حالت های انباشته ماده چه در شرایط طبیعی و چه در شرایط آزمایشگاهی تشکیل داد.

حالت گازی - دانه های برف (کریستال های یخ)، یخ زدگی، پلاک، گوگرد بومی (در طول فوران های آتشفشانی، کریستال های گوگرد روی دیواره های دهانه ها می نشینند). در صنعت - کریستال های ید، منیزیم. تصعید- فرآیند تشکیل کریستال ها از یک ماده گازی.

حالت مایع - تشکیل کریستال از مذاب و از محلول. تشکیل تمام سنگ های نفوذی از مذاب ها (مذاب های ماگمایی گوشته) اتفاق می افتد، زمانی که عامل اصلی کاهش دما است. اما رایج ترین آنها تشکیل کریستال از محلول ها است. در طبیعت، این فرآیندها رایج ترین و شدیدترین هستند. به خصوص تشکیل کریستال ها از محلول ها برای خشک شدن دریاچه ها معمول است.

حالت جامد عمدتاً فرآیند تبدیل یک ماده بی شکل به یک ماده کریستالی (بلور زدایی) است. شرایط طبیعیاین فرآیندها فعال هستند دمای بالاآه و فشارها

ظهور کریستال ها

محلول ها در درجه غلظت ماده در آنها متفاوت هستند:

غیر اشباع (اشباع نشده) - می توانید یک ماده اضافه کنید و به حل شدن ادامه می دهد.

اشباع شده - افزودن یک ماده منجر به انحلال آن نمی شود، رسوب می کند.

فوق اشباع (فوق اشباع) - در صورتی تشکیل می شود که محلول اشباع شده در شرایطی قرار گیرد که غلظت ماده به طور قابل توجهی از حد حلالیت فراتر رود. ابتدا حلال شروع به تبخیر می کند.

به عنوان مثال، تشکیل یک هسته کریستالی NaCl:

1. کریستال یک بعدی (در اثر جاذبه یون ها یک سری تشکیل می شود) (شکل 7);

2. کریستال دوبعدی (شبکه مسطح)، (شکل 8);

3. شبکه کریستالی اولیه (هسته کریستالی از حدود 8 سلول واحد)، (شکل 9).

هر کریستال زنجیره تشکیل خود را دارد (برای یک کریستال نمک - یک مکعب)، اما مکانیسم همیشه یکسان خواهد بود. در شرایط واقعی، به عنوان یک قاعده، یا یک ناخالصی خارجی (یک دانه شن) یا کوچکترین ذره ماده ای که کریستال از آن ساخته می شود، به عنوان مرکز تبلور عمل می کند.

رشد کریستال

تا به امروز، دو نظریه اصلی برای توصیف رشد کریستال ها وجود دارد. اولین آنها نظریه Kossel-Stransky نام دارد. (شکل 10). طبق این نظریه، ذرات عمدتاً به گونه ای به کریستال متصل می شوند که بیشترین انرژی آزاد می شود. این با این واقعیت توضیح داده می شود که اگر انرژی آزاد شود، هر فرآیندی "آسان تر" می شود.

ولی- حداکثر مقدار انرژی آزاد می شود (زمانی که ذره به این زاویه سه وجهی برخورد می کند).

ب- انرژی کمتری آزاد می شود (زاویه دو وجهی).

AT- حداقل انرژی آزاد می شود که محتمل ترین حالت است.

در طول رشد، ذرات ابتدا در موقعیت خود قرار می گیرند ولی، سپس در بو در نهایت در AT. تا زمانی که لایه به طور کامل ساخته نشود، یک لایه جدید روی کریستال شروع به رشد نخواهد کرد.

این نظریه به طور کامل رشد کریستال هایی با وجوه صاف ایده آل را با مکانیسم رشد لایه به لایه صورت ها توضیح می دهد.

اما در دهه 30 قرن بیستم، ثابت شد که چهره های کریستالی همیشه اعوجاج دارند یا دارای نوعی نقص هستند، بنابراین، در شرایط واقعی، چهره های کریستالی از سطوح ایده آل صاف فاصله دارند.

نظریه دوم توسط G.G. Lemmlein با در نظر گرفتن این واقعیت که چهره کریستال ها ایده آل نیستند، نظریه دررفتگی (رشد دررفتگی) - جابجایی را توسعه داد. به دلیل جابجایی پیچ، همیشه یک "پله" روی سطح کریستال وجود دارد که ذرات یک کریستال در حال رشد به راحتی به آن متصل می شوند. تئوری دررفتگی و در به ویژه، تئوری دررفتگی پیچ (شکل 11 و 12)، همیشه رشد چهره ها را ممکن می سازد، زیرا همیشه جا برای اتصال مطلوب یک ذره به یک شبکه کریستالی دررفته وجود دارد. در نتیجه چنین رشدی، سطح صورت ساختار مارپیچی پیدا می کند.

هر دو نظریه، رشد بلوری کامل و ناقص، مکمل یکدیگر هستند، هر یک از آنها بر اساس قوانین و اصول یکسانی است و به طور کامل اجازه می دهد تا همه مسائل رشد بلور را مشخص کند.

نرخ رشد وجهی

نرخ کشش لبه- مقدار قطعه نرمال نسبت به صفحه آن، که در آن صورت داده شده در واحد زمان حرکت می کند (شکل 13).

سرعت رشد سطوح مختلف کریستالی متفاوت است. وجوه با سرعت حرکت بالاتر به تدریج در اندازه کاهش می یابند، با چهره های در حال رشد با سرعت حرکت پایین جایگزین می شوند و ممکن است به طور کامل از سطح کریستال ناپدید شوند. (شکل 14). اول از همه، چهره هایی با بیشترین تراکم شبکه ای روی کریستال رشد می کنند.

سرعت رشد لبه به عوامل زیادی بستگی دارد:

داخلی و خارجی. از میان عوامل داخلی، بیشترین تأثیر را بر روی سرعت رشد وجه ها، چگالی شبکه ای آنها می گذارد که با قانون براویس بیان می شود: «بلور با وجه هایی با تراکم شبکه ای بالاتر و کمترین نرخ رشد پوشیده شده است.

عوامل موثر بر شکل کریستال در حال رشد

فاکتورها به دو دسته داخلی (آنچه که مستقیماً به خواص یونها یا اتمها یا شبکه کریستالی مربوط می شود) و خارجی تقسیم می شوند: فشار و همچنین:

1. جریان های تمرکز.هنگامی که یک کریستال در یک محلول رشد می کند، ناحیه ای با دمای کمی بالاتر در نزدیکی آن وجود دارد (ذرات به گونه ای متصل می شوند که تا حد امکان انرژی آزاد شود) و با چگالی محلول کاهش می یابد (کریستال در حال رشد تغذیه می شود) (شکل 15). ). وقتی منحل می شود، همه چیز برعکس اتفاق می افتد.

جریان ها نقش دوگانه ای دارند: جریان هایی که دائماً به سمت بالا حرکت می کنند، بخش های جدیدی از ماده را به ارمغان می آورند، اما شکل کریستال ها را نیز مخدوش می کنند. تغذیه فقط از پایین، کمتر از طرفین و تقریباً هیچ کدام از بالا انجام نمی شود. هنگام رشد کریستال ها در شرایط آزمایشگاهی، آنها سعی می کنند تأثیر جریان های غلظت را حذف کنند، که برای آن از روش های مختلفی استفاده می کنند: روش رشد کریستال دینامیکی، روش اختلاط مصنوعی محلول و غیره.

2. غلظت و دما محلول. همیشه شکل کریستال ها را تحت تاثیر قرار دهید.

تأثیر غلظت محلول بر شکل بلورهای آلوم (غلظت از 1 به 4 افزایش می یابد):

1 - کریستالی به شکل هشت وجهی؛

2.3 - ترکیبی از چندین شکل ساده.

4- کریستالی با رشد غالب وجه هشت ضلعی که شکل آن کروی است.

اثر دما بر اپسومیت:

با افزایش دما، کریستال های اپسومیت شکل منشوری ضخیم تری به دست می آورند و در دمای پایین - عدسی نازک.

3. ناخالصی های ماده خارجی. به عنوان مثال، یک هشت وجهی زاج هنگام رشد در محلولی با مخلوط بوراکس به مکعب تبدیل می شود.

4. دیگران.

قانون ثبات زوایای وجهی

در اواسط قرن هفدهم، در سال 1669، دانشمند دانمارکی استنو چندین کریستال کوارتز را مورد مطالعه قرار داد و متوجه شد که هر چقدر هم که کریستال اعوجاج داشته باشد، زوایای بین چهره ها بدون تغییر باقی می ماند. در ابتدا با این قانون با خونسردی برخورد شد، اما پس از 100 سال تحقیق توسط لومونوسوف و دانشمند فرانسوی رومئو دلیل، مستقل از یکدیگر، این قانون را تأیید کردند.

تا به امروز، این قانون نام متفاوتی دارد - قانون Steno-Lomonosov-Rome-Delille). قانون ثبات زوایای صورت: "در تمام بلورهای یک ماده، زوایای بین وجه ها و لبه های مربوطه ثابت است." این قانون با ساختار شبکه کریستالی توضیح داده می شود.

برای اندازه گیری زوایای بین وجه ها از دستگاه گونیا (مشابه ترکیبی از نقاله و خط کش) استفاده می شود. برای اندازه گیری دقیق تر، یک گونیومتر نوری اختراع شده توسط E.S. فدوروف.

با دانستن زوایای بین وجوه یک کریستال یک ماده، می توان ترکیب یک ماده را تعیین کرد.

رشد متقابل کریستال ها

در میان رشد کریستال ها، دو گروه اصلی متمایز می شوند:

1. نامنظم - رشد متقابل بلورها، که به هم پیوسته نیستند و در بین خود در فضا جهت گیری ندارند (دروز).

2. منظم:

موازی؛

دوقلوها.

اتصال موازیکریستال ها چندین کریستال از یک ماده هستند که می توانند اندازه های متفاوتی داشته باشند، اما به موازات یکدیگر قرار گرفته اند، شبکه کریستالی در این اتصال مستقیماً به یکی متصل می شود.

مفصل عصا- کریستال های کوارتز کوچکتر همراه با یک کریستال بزرگتر رشد می کنند.

دوبل

دو برابر- رشد متقابل طبیعی دو کریستال که در آن یکی از کریستال ها تصویر آینه ای از دیگری است، یا با چرخش 180 درجه، نیمی از دوقلو از دیگری جدا می شود. از دیدگاه کانی شناسی، در هر دوقلویی، یک زاویه بازگشت داخلی همیشه قابل مشاهده است. (شکل 16).

عناصر دوقلو:

1. هواپیمای دوقلو - صفحه ای که در آن دو قسمت از دوقلو منعکس شده است.

2. محور دوقلو - محوری که هنگام چرخش به دور آن نیمی از دوقلو به دوم تبدیل می شود.

3. صفحه فیوژن - صفحه ای که در طول آن دو قسمت دوقلو مجاور یکدیگر هستند. در موارد خاص، صفحه دوقلو و صفحه همجوشی بر هم منطبق هستند، اما در بیشتر موارد اینطور نیست.

ترکیب و ماهیت هر سه عنصر دوقلو تعیین کننده قوانین دوقلوسازی است: "اسپینل"، "گالیک" و غیره.

جوانه زدن دوقلوهایک کریستال از طریق کریستال دیگر رشد می کند. اگر چندین کریستال درگیر باشد، سه راهی، چهارتایی و غیره بر این اساس متمایز می شوند. (بسته به تعداد کریستال ها).

دوقلوهای پلی سنتتیک- مجموعه ای از کریستال های دوقلو مرتب شده اند به طوری که هر دو کریستال مجاور در یک جهت دوقلو در کنار یکدیگر قرار گرفته اند و کریستال هایی که از یکی می گذرند به موازات یکدیگر جهت گیری می کنند. (شکل 17).

دوقلویی پلی سنتتیک روی کریستال های طبیعی اغلب خود را به شکل جوجه کشی موازی نازک (درزهای دوقلو) نشان می دهد.

اشکال کریستال های طبیعی

در بین کریستال ها مرسوم است که تشخیص دهید:

· ایده آل- آن دسته از کریستال هایی که در آنها تمام چهره های یک شکل ساده از نظر اندازه، شکل، فاصله از مرکز کریستال یکسان هستند.

· واقعی- با انحرافات خاصی از اشکال ایده آل روبرو شوید.

در بلورهای طبیعی (واقعی)، رشد ناهموار چهره‌های هم‌شکل، تقارن کمتری را ایجاد می‌کند. (شکل 18).

در کریستال های واقعی، چهره ها از صفحه های ریاضی درست فاصله دارند، زیرا در چهره کریستال های واقعی عوارض مختلفی به شکل سایه، الگوها، حفره ها، رشدها وجود دارد. مجسمه ها. تخصیص: الگوی پارکت مانند، سایه زدن روی صورت، مجاورت ها (آنها مناطق کوچکی از صورت کریستال هستند که کمی از جهت صورت تغییر می کنند). در کریستال های واقعی، اشکال پیچیده کریستال ها بسیار رایج است.

هنگام انحراف از شرایط رشد طبیعی، کریستال های اسکلتی- کریستال هایی که لبه ها و رئوس آنها عمدتاً توسعه یافته اند و چهره ها در توسعه عقب هستند (مثلاً دانه های برف). کریستال های ضد اسکلتی- وجه ها عمدتاً توسعه یافته اند، در حالی که لبه ها و رئوس در توسعه عقب هستند (کریستال شکل گرد به دست می آورد، الماس اغلب به این شکل یافت می شود).

همچنین کریستال های پیچ خورده، تقسیم شده، تغییر شکل یافته وجود دارد.

ساختار داخلی کریستال ها

ساختار داخلی کریستال ها اغلب ناحیه ای است. هر تغییر ترکیب شیمیاییمحلولی که در آن کریستال رشد می کند باعث ایجاد لایه خاص خود می شود. ساختار ناحیه ای به دلیل ضربان ها و تغییرات در ترکیب شیمیایی محلول های خوراک است. بسته به آنچه که کریستال در جوانی خود خورده است، به عنوان مثال، رنگ مناطق تغییر می کند.

یک ساختار سکتوری در شکستگی عرضی دیده می شود که ارتباط نزدیکی با پهنه بندی دارد و به دلیل تغییر در ترکیب محیط است.

اجزاء در کریستال ها

همه اجزاء به همگن و ناهمگن تقسیم می شوند. آنها همچنین بر اساس زمان تشکیل به موارد زیر تقسیم می شوند:

1. باقی مانده (یادگار) - یک فاز جامد، نشان دهنده ماده ای است که حتی قبل از رشد کریستال وجود داشته است.

2. سیژنتیک - آخال هایی که با رشد کریستال ها به وجود آمده اند.

3. Epigenic - ناشی از تشکیل کریستال ها.

بیشترین علاقه برای کریستالوگرافی، آخالهای باقیمانده و سنتز هستند.

روش‌های مطالعه آخال‌ها در کریستال‌ها

آی پی ارماکوف و یو.آ. Dolgov سهم بزرگی در مطالعه ادخال ها داشت و امروزه دو روش اصلی برای مطالعه ادخال ها در کریستال ها وجود دارد:

1. روش همگن سازی- گروهی از روش ها بر اساس اصل تبدیل اجزاء به حالت همگن. به عنوان یک قاعده، این با گرم کردن به دست می آید. به عنوان مثال، حباب‌های یک کریستال مایع هستند و وقتی تا دمای معینی گرم می‌شوند، همگن می‌شوند، یعنی. مایع تبدیل به گاز می شود. به طور عمده، این روش بر روی کریستال های شفاف کار می کند.

2. روش رمزگشایی- با تغییر دما و فشار، کریستال و اجزای آن از حالت تعادل خارج شده و اجزاء به انفجار می رسند.

در نتیجه، داده هایی در مورد دما و فشار تشکیل یک کریستال با گازهای محصور، مایعات یا یک فاز جامد به شکل یک آخال به دست می آید.

ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

میزبانی شده در http://www.allbest.ru/

1 . ویژگی های عمومیرشته های زمین شناسی

علوم کانی شناسی، کریستالوگرافی و سنگ نگاری در طول تاریخ از علم ترکیب مواد، ساختار و تاریخچه تکامل زمین جدا شده است. زمين شناسي.

کریستالوگرافیشکل گیری، شکل و خواص فیزیکی و شیمیایی کریستال هایی که کانی های مختلف را تشکیل می دهند را مطالعه می کند.

متالوگرافی- علمی که ساختار و خواص فلزات را مطالعه می کند و بین ترکیب، ساختار و خواص آنها رابطه برقرار می کند.

کانی شناسیبه عنوان علم ترکیبات شیمیایی طبیعی به نام مواد معدنی برجسته شد. کانی شناسی ترکیب و ساختار کانی ها، شرایط تشکیل و تغییر آنها را مطالعه می کند.

پتروگرافی- علم سنگ ها، ترکیب آنها، ساختار، طبقه بندی، شرایط وقوع.

این علوم با نیازهای عملی صنایع متالورژی و سایر صنایع پیوند ناگسستنی دارد. هیچ صنعتی وجود ندارد که در آن از مواد معدنی استفاده نشود فرم طبیعی، یا هر جزء مشتق شده از آنها. دانش مواد معدنی، ترکیب آنها، خواص مختلف و زمینه های کاربردی عملی برای متخصصان شاغل در صنایع مختلف ضروری است.

ممواد داخلیعناصر یا ترکیبات شیمیایی که در پوسته زمین، پوسته آب یا اتمسفر در نتیجه فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی مختلف (بدون هیچ مداخله ای) ایجاد می شوند، نامیده می شوند.

مواد معدنی می تواند یکی باشد عنصر شیمیایی: الماس (C); گرافیت (C)؛ گوگرد (S)؛ طلا (Au) یا ممکن است ترکیباتی با ترکیب ثابت یا متغیر باشد:

ترکیبات با ترکیب ثابت (اسپار بهمن، کوارتز، کلسیم)

ترکیبات با ترکیب متغیر: الیوین ها در ترکیبات مختلف از منیزیم (SiO 4) فوستریت تا Fe 2 (SiO 4) فایالیت.

بیشتر کانی ها مواد جامد و کریستالی هستند. اگرچه کانی های منفرد به شکل کریپتوکریستالی (معمولاً پراکنده در کلوئید) یافت می شوند.

در طبیعت، کانی ها می توانند به صورت ذرات ریز پراکنده شوند یا در خوشه های بزرگ وجود داشته باشند. در همان زمان، مواد معدنی از همان ماده می تواند در فرم متفاوت. این امر باعث ایجاد مشکل در تعیین خارجی کانی های موجود در هر سنگ می شود.

در حال حاضر حدود 3800 کانی مختلف شناخته شده است که تنها 250 تا 300 کانی از آنها گسترده و دارای ارزش عملی هستند. اینها سنگ معدن فلزات آهنی، غیر آهنی و فلزات کمیاب، مواد خام برای تولید هستند. مصالح ساختمانی، مواد اولیه صنایع شیمیایی، سنگ های قیمتی و دیگر.

از آنجایی که کانی ها دارای آرایش منظم اتم ها هستند، به دلیل ساختار کریستالی، مایعات، گازها، مصنوعی اجسام جامدو مواد طبیعی جوی

مواد معدنی از نظر ترکیب شیمیایی و ساختار کریستالی با یکدیگر تفاوت دارند.

کانی هایی که ساختار بلوری یکسانی دارند اما از نظر ترکیب شیمیایی با هم متفاوت هستند نامیده می شوند هم شکل

کانی هایی با ترکیب شیمیایی یکسان اما ساختار کریستالی متفاوت نامیده می شوند چند شکلی(نمونه ای از کانی های چندشکلی: الماس و گرافیت).

1.1 مورفولوژی کانی ها (اشکال یافتن مواد معدنی در طبیعت)

در طبیعت، مواد معدنی به شکل زیر یافت می شوند:

تک کریستال؛

دوبل؛

واحدها

doppelgängerبه چنین رشد طبیعی دو بلور می گویند، که در آن می توان یک فرد را از طریق انعکاس در یک صفحه خاص (دوقلو) یا با چرخش حول یک محور خاص (دوقلو) از دیگری به دست آورد.

اغلب، کانی ها به شکل سنگدانه های نامنظم تصادفی رخ می دهند. سنگدانه هاسنگدانه ها می توانند از کریستال های یک کانی (دانه های تک معدنی) یا چند سنگدانه (دانه های چند معدنی) تشکیل شوند.

مصالح به دو دسته تقسیم می شوند:

دانه درشت (بیش از 5 میلی متر)؛

دانه متوسط ​​(1-5 میلی متر)؛

دانه ریز (کمتر از 1 میلی متر).

اشکال دانه های تشکیل دهنده سنگدانه ها عبارتند از: فلس دار، فیبری، خاکی. انواع مورفولوژیکی سنگدانه ها متمایز می شوند:

دروسها رشدهای متقابل بلورهای خوش فرم، متفاوت در ارتفاع و جهت گیری متفاوت هستند، اما در یک انتها به یک پایه مسطح یا مقعر مشترک متصل هستند.

ترشحات تشکیلات معدنی هستند که فضای خالی سنگ ها را پر می کنند. پر شدن فضاهای خالی در نتیجه رسوب تدریجی مواد بر روی دیواره های آنها از حاشیه به مرکز اتفاق می افتد.

بتن ریزی - سازندهایی به شکل گرد، که معمولاً دارای ساختار تابشی یا پوسته ای هستند. بر خلاف ترشح، رسوب یک ماده از مرکز به سمت اطراف اتفاق می افتد.

اولیت ها سازندهای کروی کوچک با ساختار پوسته ای متحدالمرکز هستند.

شبه سنگ ها - سازندهایی شبیه به اولیت ها، اما ساختار پوسته ای متحدالمرکز ندارند.

دندریت ها توده های درخت مانندی هستند که شبیه برگ های سرخس، شاخه های درخت هستند.

1.2 مشخصات فیزیکیمواد معدنی

ویژگی‌های فیزیکی اصلی کانی‌ها که تعیین آنها را با ویژگی‌های خارجی ممکن می‌سازد عبارتند از: رنگ، رنگ خط، رنگ، براقیت، درجه شفافیت، سختی، شکاف، شکستگی، وزن مخصوص، مغناطیس، شکنندگی، چکش‌خواری، انعطاف‌پذیری و غیره.

رنگیکی از ویژگی های فیزیکی مشخصه کانی ها است. برای همان کانی، بسته به ترکیب شیمیایی، ساختار، ناخالصی های مکانیکی و شیمیایی، رنگ می تواند متفاوت باشد. با رنگ می توان شرایط تشکیل مواد معدنی و تعلق آنها به یک ذخیره خاص را قضاوت کرد.

آکادمیک A.E. فرسمن سه نوع رنگ معدنی را متمایز می کند: ایدیوکروماتیک، آلوکروماتیک و شبه رنگ.

ایدیوکروماتیک - رنگ خود ماده معدنی.

آلوکروماتیک - نتیجه وجود ناخالصی های مکانیکی خارجی در کانی.

شبه رنگ - پدیده پراش پرتوهای نور از هر شکاف داخلی.

رنگ خط تیره- اثری از یک ماده معدنی بر روی یک صفحه چینی بدون لعاب. این رنگ پودر معدنی خرد شده است.

تغییر رنگ- پدیده ای که یک ماده معدنی، علاوه بر رنگ اصلی در یک لایه سطحی نازک، یک رنگ اضافی نیز دارد.

رخ- توانایی برخی از کانی ها برای شکافتن یا شکافتن در امتداد سطوح خاص با تشکیل سطوح صاف، یکنواخت و براق.

1.3 پیدایش مواد معدنی (در موردتشکیل مواد معدنی در طبیعت)

فرآیندهای تشکیل مواد معدنی را می توان به موارد زیر تقسیم کرد:

1) درون زا (که در داخل زمین رخ می دهد و با فعالیت ماگمایی مرتبط است).

2) اگزوژن (روی سطح زمین، که در اثر عوامل جوی و سطح محلول های آبی، و همچنین در فعالیت بیوشیمیایی موجودات (اکسیداسیون، تجزیه) آشکار می شود.

3) دگرگونی (در نتیجه دگرگونی سنگ های تشکیل شده قبلی در هنگام تغییر شرایط فیزیکی و شیمیایی رخ می دهد.

پاراژنهساعتاستمواد معدنی

پاراژنز عبارت است از وقوع مشترک مواد معدنی در طبیعت، به دلیل فرآیند رایج تشکیل آنها. مواد معدنی می توانند به صورت متوالی یا همزمان تشکیل شوند.

1.4 پمتروگرافیمن

پتروگرافی- علمی که سنگ ها، ترکیبات معدنی و شیمیایی، ساختار، توزیع و شرایط تشکیل آنها را مطالعه می کند.

سنگ هاسنگدانه های معدنی با ترکیب شیمیایی و معدنی کم و بیش ثابت نامیده می شوند که مناطق قابل توجهی از پوسته زمین را اشغال می کنند. سنگ ها می توانند تک معدنی، متشکل از یک کانی، و چند معدنی، که شامل چندین کانی هستند، باشند.

تک معدنیسنگ ها - سنگ آهک و سنگ مرمر (شامل کلسیت معدنی)، کوارتزیت (شامل کوارتز).

پلی معدنیسنگ ها - گرانیت (کانی های اصلی تشکیل دهنده سنگ فلدسپات ها (میکروکلین، ارتوکلاز، پلاژیوکلاز)، کوارتز و میکا (بیوتیت، مسکویت) هستند.

حدود هزار نوع سنگ شناخته شده است که با توجه به شرایط تشکیل (پیدایش) به سه دسته تقسیم می شوند:

1. آذرین(یا خطاکار). آنها از ماگمای منجمد شده در روده های زمین یا روی سطح آن تشکیل می شوند؛ آنها تشکیلات معمولی با دمای بالا هستند.

2. رسوبی.آنها محصولات پر شده و تبدیل شده از تخریب سنگهای تشکیل شده قبلی، بقایای موجودات و محصولات متابولیکی آنها هستند. تشکیل سنگ‌های رسوبی در سطح زمین در دماهای معمولی و فشار معمولی، عمدتاً در محیط آبی اتفاق می‌افتد.

3. دگرگونی.آنها در اعماق زیاد در اثر تغییرات سنگهای رسوبی و آذرین تحت تأثیر فرآیندهای درون زا (دما و فشار بالا، مواد گازی آزاد شده از ماگما و ...) تشکیل می شوند.

2 . مبانی کریستالوگرافی

کریستالوگرافی به دو دسته زیر تقسیم می شود: کریستالوگرافی هندسی، کریستالوگرافی شیمیایی کریستال و کریستالوگرافی فیزیکی.

کریستالوگرافی هندسیالگوهای کلی ساخت مواد کریستالی که بلورهای آنها را تشکیل می دهند و همچنین تقارن و سیستماتیک کریستال ها را در نظر می گیرد.

شیمی کریستالبررسی رابطه بین ساختارها و خواص شیمیایی یک ماده کریستالی و همچنین توصیف ساختار بلورها

کریستالوگرافی فیزیکیخواص فیزیکی کریستال ها (مکانیکی، نوری، حرارتی، الکتریکی و مغناطیسی) را توصیف می کند.

2 .1 مبانیکریستالوگرافی هندسی

ویژگی های حالت کریستالی. کلمه "کریستال" همیشه با ایده چند وجهی به یک شکل یا شکل دیگر همراه است. با این حال، مواد کریستالی نه تنها با توانایی ایجاد تشکیلات یک شکل مشخص مشخص می شوند. ویژگی اصلی اجسام کریستالی آنهاست ناهمسانگردی- وابستگی تعدادی از خواص (استحکام کششی، هدایت حرارتی، تراکم پذیری و غیره) به جهت در کریستال.

کریفولادها- اجسام جامد که به شکل چندوجهی منظم هندسی تشکیل شده اند.

الف) سنگ نمک ب) کوارتز؛ ج) مگنتیت

شکل 1. کریستال ها

عناصر محدودیت کریستال ها عبارتند از: صفحات - چهره ها؛خطوط تقاطع لبه - دنده; نقاط تقاطع لبه - قله ها.

میزبانی شده در http://www.allbest.ru/

میزبانی شده در http://www.allbest.ru/

شکل 2. عناصر محدودیت کریستال ها

ذرات بنیادی (اتم ها، یون ها یا مولکول ها) در کریستال ها به شکل یک شبکه فضایی قرار دارند.

شبکه فضایی سیستمی از نقاطی است که در رأس موازی‌پایه‌های موازی قرار دارند و در امتداد تمام وجوه موازی و مجاور هستند، بدون اینکه شکافی فضا را پر کند.

شکل 3. شبکه فضایی یک کریستال

فلز پلاستیک کریستالی معدنی

متوازی الاضلاع ابتدایی که شبکه فضایی یک کریستال را تشکیل می دهند نامیده می شوند سلول های ابتدایی

پارامترهای چنین سلولی عبارتند از: سه زاویه بین، به عنوان محورهای اصلی، و سه بخش (A، B، C) از فواصل بین گره ها در امتداد این محورها.

شکل 4. پارامترهای سلول واحد

آرایش خاصی از ذرات در کریستال ها به شکل شبکه فضایی تعدادی از خواص ویژه مواد کریستالی را تعیین می کند - یکنواختی، ناهمسانگردی، توانایی خود برش، به عنوان مثال. به شکل چند وجهی منظم رشد می کنند).

یکنواختیبه این معنی که خواص کریستال ها در تمام نقاط آن یکسان است.

ناهمسانگردیکریستال ها در نابرابری در جهات مختلف اکثر خواص فیزیکی آنها (مکانیکی، نوری و غیره) نهفته است.

توانایی خود محدود کردندر این واقعیت نهفته است که در شرایط رشد مساعد، آنها چند وجهی منظم را تشکیل می دهند که وجه های آنها شبکه های مسطح شبکه فضایی هستند.

اگر یک تکه کریستال با شکل نامنظم را در محلولی با شرایط مناسب قرار دهید، پس از مدتی لبه هایی به خود می گیرد و شکل یک چند وجهی منظم، مشخصه کریستال های این ماده را به خود می گیرد.

تبدیل یک توپ برش خورده از یک کریستال سنگ نمک مکعبی در محلول اشباع شده به کریستال مکعبی.

شکل 5. طرح تحول

بلورهای یک ماده معدنی اغلب با وجود چهره هایی از نوع خاصی مشخص می شوند، اگرچه در موارد نادر شکل های خارجی بلورهای همان کانی ممکن است بسته به شرایط تشکیل متفاوت باشد.

قوانین کریستالوگرافی هندسی برای مطالعه کریستال ها از اهمیت بالایی برخوردار است.

قانون اول:قانون ثبات زوایای وجهی-قانون استن: برای کریستال های مختلف از یک ماده، صرف نظر از اندازه و شکل، بین وجوه متناظر در شرایط داده شده ثابت است.

شکل 6. کریستال های مختلف کوارتز

قانون دوم-قانون عقلانیت روابط پارامترها قانون آیویی

روی یک کریستال فقط چنین ارقامی را می توان یافت که پارامترهای چهره آنها به پارامترهای صورت های یک شکل ساده که به عنوان اصلی در نظر گرفته شده است به عنوان اعداد گویا مربوط می شود.

تقارن کریستالی

تقارن کریستالیدر تکرار منظم چهره ها، لبه ها، گوشه های یکسان در این کریستال نهفته است.

تصاویر مشروط را که با توجه به آنها تقارن مشاهده می شود، عناصر تقارن نامیده می شوند. اینها عبارتند از: صفحه تقارن، محور تقارن، مرکز و راس.

صفحه تقارن- این یک صفحه خیالی است که چند وجهی کریستالی را به دو قسمت مساوی تقسیم می کند که یکی از آنها تصویر آینه ای دیگری است.

تعداد صفحات تقارن در کریستال ها با یک عدد در مقابل نماد شرطی صفحه تقارن، حرف P نشان داده می شود.

بلورها نمی توانند بیش از 9 صفحه تقارن داشته باشند.

محور تقارن- یک خط مستقیم خیالی که از کریستال می گذرد و با چرخش 360 درجه، شکل به تعداد معینی بار (n بار) با خود ترکیب می شود. نام محور یا ترتیب آن با تعداد ترکیبات در طول یک چرخش کامل حول محور (360 درجه) کریستال تعیین می شود.

بلورها دارای محورهای مرتبه دوم، سوم، چهارم و ششم هستند.

محورهای تقارن با حرف L و نمادی که ترتیب محور تقارن را نشان می دهد نشان داده می شود (L 1, L 2, L 3, L 4, L 6).

علاوه بر محورهای متداول تقارن، محورهای وارونگی و چرخشی آینه ای نیز وجود دارد. اگر آنها در دسترس باشند، به منظور تراز کردن شکل با خود، چرخش حول محور باید با چرخش 180 درجه حول محور عمود بر محور داده شده (وارونگی) یا انعکاس آینه ای از صفحه همراه باشد.

مرکز تقارن Cنقطه ای نامیده می شود که هر خطی را که از آن می گذرد، که به نقطه تقاطع با وجه های شکل کشیده می شود، نصف می کند.

در سال 1867 A.V. گادولین از نظر ریاضی نشان داد که وجود 32 نوع تقارن اشکال کریستالی امکان پذیر است که هر کدام با ترکیب خاصی از عناصر تقارن مشخص می شوند.

همه انواع تقارن بلورها به سه دسته پایین، میانی و بالاتر تقسیم می شوند. کریستال های پایین ترین دسته محورهای مرتبه بالاتری ندارند - بالاتر از دوم. دسته متوسط ​​با یک محور درجه بالاتر مشخص می شود، بالاترین - با چندین محور. دسته ها به سیستم های کریستالی یا سنگونی تقسیم می شوند.

سینگونیمجموعه ای از عناصر تقارن با تعداد محورهای یکسان است. در مجموع هفت سنگونی وجود دارد: تری کلینیک، تک کلینیک، لوزی، مثلثی، شش ضلعی، مکعبی، چهار ضلعی.

پایین ترین دسته شامل سه سنگونی - تری کلینیک، مونوکلینیک و لوزی است. در بلورهای سیستم بلورهای تری کلینیک، نه محور و نه صفحه تقارن وجود دارد: مرکز تقارن نیز ممکن است وجود نداشته باشد. بلورهای مونوکلینیک می توانند هم یک محور و هم صفحه تقارن داشته باشند، اما نمی توانند چندین محور یا صفحه تقارن داشته باشند. سیستم لوزی با وجود چندین عنصر تقارن - چندین محور یا هواپیما مشخص می شود.

شرط لازم برای تشکیل کریستال هایی با تقارن بالا، تقارن ذرات تشکیل دهنده آنهاست. از آنجایی که بیشتر مولکول ها متقارن نیستند، کریستال های با تقارن بالا تنها بخش کوچکی از تعداد کل شناخته شده را تشکیل می دهند.

زمانی که یک ماده به اشکال مختلف کریستالی وجود داشته باشد، موارد زیادی شناخته شده است. در ساختار داخلی و بنابراین در خواص فیزیکی و شیمیایی آن متفاوت است. چنین پدیده ای نامیده می شود پلی مورفیسم.

در بین اجسام کریستالی نیز این پدیده اغلب مشاهده می شود ایزومورفیسم- خاصیت اتم ها، یون ها یا مولکول ها برای جایگزینی یکدیگر در شبکه کریستالی و تشکیل کریستال های مخلوط. کریستال های مخلوط مخلوط های کاملاً همگن هستند مواد جامدمحلول های جامد جایگزینی هستند. بنابراین، می توان گفت که ایزومورفیسم توانایی تشکیل محلول های جامد جانشینی است.

کریستال شکل می گیرد

کریستال ها علاوه بر عناصر تقارن با شکل بیرونی خود نیز مشخص می شوند. بنابراین مکعب و هشت وجهی دارای عناصر تقارن یکسانی هستند، اما شکل خارجی و تعداد وجوه متفاوت است.

شکل کریستالیمجموعه تمام چهره های آن است. بین اشکال ساده و پیچیده تمایز قائل شوید.

شکل سادهبه چنین شکلی گفته می شود که تمام وجوه آن با عناصر تقارن به یکدیگر متصل می شوند یا به عبارت دیگر بلورهایی هستند که از وجوه یکسانی تشکیل شده اند که آرایش متقارن دارند (مکعب، هشت وجهی، چهار وجهی).

فرم های ساده می توانند بسته شدن چرخه فضا (فرم های بسته) یا باز باشند، نه بسته شدن فضا از هر طرف.

فرم های ساده باز عبارتند از:

تک وجهی، دو وجهی، پینانوئید، هرم، منشور

فرم های ساده بسته عبارتند از:

دو هرم، لوزی، چهار وجهی، مکعب، هشت وجهی و غیره.

شکل 7. اشکال کریستالی ساده

شکل یا ترکیب پیچیدهبه چنین شکلی گفته می شود که از دو یا چند شکل ساده تشکیل شده است. چهره های کریستالی انواع مختلفی دارند و با عناصر تقارن به هم مرتبط نیستند.

اشکال ساده و پیچیده بلورها در طبیعت بسیار نادر هستند. انحراف بلورهای واقعی از اشکال ساده توصیف شده به دلیل رشد نابرابر چهره ها به دلیل تأثیر در تشکیل بلور از شرایط محیطی که در آن شکل می گیرد ایجاد می شود.

گاهی اوقات، همراه با تشکیل تک بلورهای منفرد، رشدهای مختلف آنها به وجود می آید. یکی از این موارد تشکیل دوقلو از دو یا چند کریستال است که با هم در موقعیت اشتباه رشد می کنند. چنین فرآیندی نامیده می شود دوقلو زایی. تشکیل چنین رشدهای متقابل معمولاً ناشی از عوارض مختلف فرآیند تبلور (تغییر دما، غلظت محلول ها و غیره) است.

دوقلوهای اولیه (که در طول تبلور ایجاد می شوند) و دوقلوهای ثانویه وجود دارند که در نتیجه هر تأثیری به وجود می آیند.

علاوه بر رشد متقابل بلورهای یک ماده، رشد متقابل منظم بلورها امکان پذیر است. مواد مختلفیا تغییرات چندشکلی یک ماده که در سنگونی های مختلف متبلور می شوند. این فرآیند نامیده می شود - اپیتاکسی.

3 . مبانی شیمی کریستال

ساختار درونی کریستال ها در نهایت تمام ویژگی های آن را تعیین می کند: شکل کریستال ها، خواص فیزیکی و شیمیایی.

شبکه فضایی- این سیستمی از نقاط است که در رأس موازی‌پایه‌های متوازی الاضلاع و مجاور مساوی در امتداد کل وجوه قرار دارد و فضا را بدون شکاف پر می‌کند.

شبکه فضایی از مجموعه بی نهایت متوازی الاضلاع (سلول های ابتدایی) با اندازه و شکل یکسان تشکیل شده است. دانشمند فرانسوی O. Brave در سال 1855 ثابت کرد که تنها 14 نوع شبکه فضایی وجود دارد (شکل 8). این سلول ها به دو گروه تقسیم می شوند:

1) ابتدایی که تمام گره های آن فقط در رأس سلول های ابتدایی قرار دارند.

2) گره های پیچیده، که نه تنها در راس سلول های ابتدایی، بلکه در صورت، لبه ها و در حجم قرار دارند.

1 - تری کلینیک؛

2 و 3 - مونوکلینیک؛

4،5،6 و 7 - لوزی.

8 - شش ضلعی;

9 - لوزی;

10 و 11 - چهار ضلعی؛

12،13 و 14 مکعب هستند.

شکل 8. چهارده شبکه فضایی O. Brave

علاوه بر طبقه بندی های فوق از ساختار بلورها بر اساس نوع شبکه های فضایی، ساختار بلورها به انواع تقسیم بندی می شود. پیوندهای شیمیاییبین اتم های یک کریستال

انواع پیوندهای شیمیایی زیر وجود دارد:

الف) یونی

ب) فلز

ب) کووالانسی یا مولکولی

د) Van - der - Waals یا باقیمانده

د) هیدروژن

یونی (پیوند هتروپولار) در ساختارهای کریستالی یونی مشاهده می شود و بین دو یون با بار یکنواخت رخ می دهد. ترکیبات دارای پیوند یونی به خوبی در محلول های آبی حل می شوند. چنین اتصالاتی جریان الکتریکی را به خوبی هدایت نمی کنند.

کووالانسیپیوند (هموپولار) در ساختارهای کریستالی اتمی و جزئی یونی به دلیل ظهور الکترون های مشترک در اتم های همسایه انجام می شود. این پیوند بسیار قوی است که افزایش سختی مواد معدنی را با پیوند کووالانسی توضیح می دهد. مواد معدنی با این پیوند عایق های خوبی هستند و در آب نامحلول هستند.

فلزاتصال فقط در ساختمان های اتمی آشکار می شود. مشخصه آن این است که هسته اتم ها در گره های شبکه کریستالی قرار دارند، گویی در گازی متشکل از الکترون های آزاد غوطه ور هستند که مانند ذرات گاز حرکت می کنند. اتم الکترون های خود را اهدا می کند و به یونی با بار مثبت تبدیل می شود. الکترون‌های داده شده به هیچ اتمی اختصاص داده نمی‌شوند، اما به‌طور معمول مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این اتصال استحکام سازه را تعیین می کند. حرکت آزاد الکترون ها ویژگی های زیر را تعیین می کند: هدایت الکتریکی و گرمایی خوب، درخشندگی فلزی، چکش خواری (به عنوان مثال، فلزات بومی)

ون - der-والس (باقیمانده)پیوند بین دو مولکول است. اگرچه هر مولکول از نظر الکترواستاتیک خنثی است و همه بارها در آن متعادل هستند، بسیاری از مولکول ها یک دوقطبی هستند، به عنوان مثال. مرکز ثقل همه ذرات دارای بار مثبت یک مولکول با مرکز ثقل همه ذرات دارای بار منفی منطبق نیست. در نتیجه، قسمت های مختلف یک مولکول بار مشخصی به خود می گیرند. به همین دلیل، پیوندهای باقی مانده بین دو مولکول ایجاد می شود. نیروهای ون دروالس بسیار کم هستند. ساختارهای کریستالی با این پیوند دی الکتریک خوبی هستند، آنها با سختی و شکنندگی کم مشخص می شوند. این نوع پیوند مشخصه ترکیبات آلی است. بنابراین، می توان گفت که ماهیت پیوند تعیین کننده تمام خواص اساسی مواد کریستالی است.

لازم به ذکر است که کریستال ها می توانند یک نوع پیوند داشته باشند که به این کریستال ها می گویند همدوسمیو انواع ترکیبی از پیوندها، چنین بلورهایی نامیده می شوند هترودسمیک

در تعدادی از کانی ها (کریستال های یخ)، پیوندهای هیدروژنی نقش مهمی دارند. آنها در نتیجه تعامل اتم هیدروژن یک مولکول با نیتروژن، اکسیژن، اتم کلر مولکول های همسایه به وجود می آیند. پیوندهای هیدروژنی قوی تر از پیوندهای واندروالس هستند، اما بسیار ضعیف تر از سایر انواع پیوندها هستند.

3 .1 شعاع اتمی و یونی. هماهنگیشماره یون نقوش ساختار

اتم ها و یون هایی که ساختار بلوری کانی های مختلف را تشکیل می دهند در فواصل متفاوتی از یکدیگر قرار دارند. این مقادیر به بار یونی، شرایط ترمودینامیکی و غیره بستگی دارد.

این مقدار - اتمی (شعاع یونی) نامیده می شود. اتمی (ویک) شعاعحداقل فاصله ای نامیده می شود که مرکز کره یک اتم می تواند به سطح اتم های همسایه نزدیک شود.

به تعداد نزدیکترین اتم ها (یون ها) که یک اتم (یون) را احاطه کرده اند گفته می شود شماره هماهنگی

سه راه برای به تصویر کشیدن ساختارهای کریستالی وجود دارد.

1 روش به تصویر کشیدن سازه ها با کروی.

2 روش به تصویر کشیدن سازه ها با ترسیم مراکز ثقل توپ ها.

3 روش نمایش سازه ها توسط چند وجهی هماهنگی - این روش برای نمایش ساختارهای پیچیده مناسب است. از آنجایی که کانی های مختلف از ساختارهای کریستالی با اشکال مختلف (هشت وجهی، مکعبی و غیره) تشکیل شده اند.

ساختار مواد کریستالی هم با شکل خود چند وجهی هماهنگ و هم به دلیل ماهیت برهمکنش ترکیبی آنها تعیین می شود، یعنی. موتیف ساختار

انگیزه های زیر از ساختارها وجود دارد:

1 موتیف هماهنگی سازه.در این حالت، همه چند وجهی های هماهنگی توسط صورت ها و لبه های مشترک به یکدیگر متصل می شوند.

2 جزیرهآه ساختار موتیفچند وجهی هماهنگی مجزا با یکدیگر تماس ندارند و توسط کاتیونها و آنیونهای مشترک به هم متصل می شوند.

3 نقوش زنجیر و روبانسازه های. در این حالت چند وجهی های هماهنگی در زنجیره های بی پایانی که در یک جهت کشیده شده اند به یکدیگر متصل می شوند.

4 موتیف لایه ایسازه های. چندوجهی های هماهنگی در لایه های بی نهایت در دو بعد به یکدیگر متصل می شوند. در داخل لایه، چند وجهی منفرد به یکدیگر نزدیک هستند. لایه های مجزا در فاصله قابل توجهی از یکدیگر قرار دارند.

5 موتیف قابسازه های. در این حالت، تمام ارقام هماهنگی تنها توسط یک رئوس به همدیگر متصل می شوند و در قالب های سه بعدی بی نهایت هستند.

موتیف ساختارهای تنظیم کریستال بسیاری از خواص فیزیکی را تعیین می کند.

بنابراین، خواص فیزیکی مواد کریستالی عمدتاً با ترکیب خود اتم ها و یون هایی که ساختارهای کریستالی را تشکیل می دهند (وزن مخصوص، رنگ)، نوع پیوند (رسانایی الکتریکی، هدایت حرارتی، سختی، چکش خواری، حلالیت) تعیین می شود. و موتیف سازه (سختی).

4 . نقص در کریستال ها

کریستال های فلزی معمولا کوچک هستند. بنابراین، یک محصول فلزی از تعداد بسیار زیادی کریستال تشکیل شده است.

چنین ساختاری پلی کریستالی نامیده می شود. در یک سنگدانه پلی کریستالی، کریستال های منفرد قادر به گرفتن شکل صحیح نیستند. بلورهای نامنظم در یک سنگدانه چند کریستالی نامیده می شوند دانه ها، یا کریستالیت ها با این حال، این شرایط تنها نیست. تغییر شکل پلاستیک سرد (نورد، کشیدن، و غیره) منجر به جهت گیری ترجیحی دانه می شود (بافت). درجه جهت گیری ترجیحی می تواند متفاوت باشد و از یک توزیع تصادفی تا حالتی که همه کریستال ها به یک شکل جهت گیری می کنند متفاوت است.

با حذف بسیار آهسته حرارت در هنگام تبلور و همچنین با کمک روش های خاص دیگر می توان قطعه فلزی به دست آورد که به اصطلاح تک بلوری است. تک کریستال تک بلورهایی با اندازه های بزرگ (با وزن چند صد گرم) برای تحقیقات علمی و همچنین برای برخی از شاخه های خاص فناوری (نیمه هادی ها) ساخته می شوند.

مطالعات نشان داده است که ساختار کریستالی داخلی دانه درست نیست.

انحراف از آرایش ایده آل اتم ها در کریستال ها نامیده می شود عیوب.آنها تأثیر زیادی، گاهی اوقات تعیین کننده بر روی خواص مواد کریستالی دارند.

آرایش اشتباه اتم های منفرد در شبکه کریستالی ایجاد می کند عیوب نقطه ای.در کریستالی متشکل از اتم های یکسان، به عنوان مثال، در یک کریستال فلزی، ممکن است یکی از اتم ها در بخشی از شبکه وجود نداشته باشد. در جای خود یک حفره وجود خواهد داشت، در اطراف آن - یک ساختار تحریف شده. چنین نقصی نامیده می شود جای خالی.اگر یک اتم از یک ماده داده شده یا یک اتم ناخالص بین اتم ها در محل های شبکه بیفتد، سپس نقص جاسازی(شکل 9).

تصویر در انتقال از یک کریستال فلزی به یک کریستال یونی پیچیده تر می شود. در اینجا باید الکتریسیته را رعایت کرد؛ بنابراین، تشکیل نقص با توزیع مجدد بارها همراه است. بنابراین، ظهور یک جای خالی کاتیون با ظهور یک جای خالی آنیون همراه است. به این نوع نقص در کریستال یونی، نقص گفته می شود شاتکی. ورود یک یون به یک سایت بینابینی با ظاهر شدن یک جای خالی در جای قبلی خود همراه است که می توان آن را مرکز بار علامت مقابل در نظر گرفت؛ در اینجا ما یک نقص داریم. فرنکل. این نام ها به افتخار دانشمند اتریشی شاتکی و فیزیکدان شوروی Ya.I. فرنکل.

نقص نقطه به دلایل مختلف از جمله در نتیجه حرکت حرارتی ذرات ایجاد می شود. جای خالی می تواند در اطراف کریستال حرکت کند - یک اتم همسایه در فضای خالی می افتد، جای آن خالی می شود و غیره. این امر انتشار در جامدات و هدایت یونی کریستال های نمک و اکسید را توضیح می دهد که در دماهای بالا قابل توجه می شوند.

علاوه بر عیوب نقطه ای که در کریستال ها در نظر گرفته می شود، همیشه نیز وجود دارد دررفتگی ها- نقص های مرتبط با جابجایی ردیف های اتم ها. دررفتگی ها لبه و پیچ هستند. اولی به دلیل شکستن صفحات پر از اتم است. دوم - با تغییر متقابل محور عمود بر آن. دررفتگی ها می توانند در اطراف کریستال حرکت کنند. این فرآیند در طی تغییر شکل پلاستیک مواد کریستالی رخ می دهد.

تصور کنید که به دلایلی یک نیم صفحه اضافی از اتم ها در شبکه کریستالی ظاهر شود، به اصطلاح هواپیمای خارجی(شکل 10). لبه 3-3 چنین صفحه ای تشکیل می شود نقص خط(نقص) مشبک که به آن می گویند دررفتگی لبهیک دررفتگی لبه می تواند در طول هزاران پارامتر شبکه گسترش یابد، می تواند مستقیم باشد، اما همچنین می تواند در یک جهت یا جهت دیگر خم شود. در حد، می تواند به یک مارپیچ بپیچد و یک دررفتگی پیچ را تشکیل دهد. ناحیه ای از اعوجاج شبکه الاستیک در اطراف نابجایی ایجاد می شود. فاصله از مرکز عیب تا محل شبکه بدون اعوجاج برابر با عرض نابجایی گرفته می شود؛ کم و برابر با چندین فاصله اتمی است.

الف - جای خالی؛ ب - اتم جایگزین؛ اتم تعبیه شده

شکل 9. طرح عیوب نقطه ای

شکل 10. دررفتگی در شبکه کریستالی

شکل 11. حرکت یک دررفتگی

به دلیل اعوجاج شبکه در ناحیه نابجایی (شکل 11، الف)، دومی به راحتی از موقعیت خنثی جابجا می شود و صفحه همسایه با عبور از یک موقعیت میانی (شکل 11، ب) به یک موقعیت اضافی تبدیل می شود. صفحه (شکل 11، ج)، تشکیل یک نابجایی در امتداد اتم های لبه. بنابراین، یک نابجایی می تواند در امتداد یک صفحه خاص (صفحه لغزش) واقع در عمود بر صفحه خارج حرکت کند (یا بهتر است بگوییم، مانند یک مسابقه رله منتقل شود). بر اساس ایده های مدرن، در فلزات خالص معمولی، چگالی نابجایی، یعنی. تعداد نابجایی ها در 1 سانتی متر مکعب از یک میلیون فراتر می رود.خواص مکانیکی فلزات به تعداد نابجایی ها و به ویژه توانایی حرکت و تکثیر آنها بستگی دارد.

بنابراین، نظم ساختار کریستالی توسط دو نوع نقص نقض می شود - نقطه ( جای خالی) و خطی ( دررفتگی ها). جاهای خالی دائماً در شبکه در حال حرکت هستند، وقتی اتم مجاور آن به یک "حفره" می گذرد و جای قدیمی خود را خالی می گذارد. افزایش دما و تحرک حرارتی اتم ها، تعداد چنین رویدادهایی را افزایش می دهد و تعداد جاهای خالی را افزایش می دهد.

عیوب خطی مانند جاهای خالی خود به خود و بی نظم حرکت نمی کنند. با این حال، یک تنش کوچک کافی است تا نابجایی شروع به حرکت کند و یک صفحه و در مقطع، یک خط لغزش ایجاد کند. از جانب(شکل 12). همانطور که در بالا ذکر شد، میدانی از یک شبکه کریستالی تحریف شده در اطراف نابجایی ها ایجاد می شود. انرژی اعوجاج شبکه کریستالی با به اصطلاح مشخص می شود وکتور برگر.

شکل 12. صفحه برشی (C) به عنوان اثری از حرکت یک دررفتگی (A-A). هواپیمای بی

اگر یک کانتور ABCD در اطراف نابجایی + رسم شود (شکل 13)، بخش کانتور BC از شش بخش و بخش AB از پنج بخش تشکیل می شود. تفاوت BC-AD=b، که b قدر بردار برگر است. اگر چندین نابجایی (ناحیه های اعوجاج شبکه کریستالی که همپوشانی یا ادغام می شوند) با یک کانتور دایره شوند، آنگاه مقدار آن با مجموع بردارهای برگر هر نابجایی مطابقت دارد. توانایی جابجایی نابجایی ها با بزرگی بردار برگرز مرتبط است.

شکل 13. طرحی برای تعیین بردار برگر برای یک نابجایی خطی

4.1 عیوب سطحی

عیوب شبکه سطحی شامل گسل های انباشتگی و مرزهای دانه است.

نقص بسته بندیدر طول حرکت یک نابجایی کامل معمولی، اتم ها به طور متوالی از یک موقعیت تعادلی به موقعیت دیگر تبدیل می شوند و در طول حرکت یک نابجایی جزئی، اتم ها به موقعیت های جدیدی حرکت می کنند که برای یک شبکه کریستالی مشخص نیست. در نتیجه یک نقص بسته بندی در مواد ظاهر می شود. ظهور گسل های انباشته با حرکت نابجایی های جزئی همراه است.

در حالتی که انرژی گسل انباشتگی زیاد باشد، تقسیم نابجایی به قطعات جزئی از نظر انرژی نامطلوب است و در حالتی که انرژی گسل انباشتگی کم باشد، نابجایی ها به قسمت های جزئی و انباشتگی تقسیم می شوند. عیب بین آنها ظاهر می شود. موادی با انرژی خطای انباشتگی کم، قوی تر از موادی با انرژی خطای انباشتگی بالا هستند.

مرزهای دانهیک ناحیه انتقالی باریک بین دو کریستال با شکل نامنظم هستند. عرض مرزهای دانه، به عنوان یک قاعده، 1.5-2 فاصله بین اتمی است. از آنجایی که اتم ها در مرزهای دانه از موقعیت تعادل جابه جا می شوند، انرژی مرزهای دانه افزایش می یابد. انرژی مرز دانه اساساً به زاویه جهت گیری نادرست شبکه های کریستالی دانه های همسایه بستگی دارد. در زوایای جهت گیری نادرست کوچک (تا 5 درجه)، انرژی مرز دانه عملاً متناسب با زاویه جهت گیری اشتباه است. در زوایای جهت گیری نادرست بیش از 5 درجه، چگالی نابجایی ها در مرزهای دانه به قدری زیاد می شود که هسته های نابجایی ادغام می شوند.

وابستگی انرژی مرزی دانه (Egr) به زاویه جهت گیری نادرست (q). qsp 1 و qsp 2 - زوایای جهت گیری نادرست مرزهای خاص.

در زوایای خاصی از جهت گیری نادرست دانه های همسایه، انرژی مرزهای دانه به شدت کاهش می یابد. چنین مرزهای دانه ای خاص نامیده می شود. بر این اساس، زوایای جهت گیری نادرست مرزها که در آنها انرژی مرزها حداقل است، زوایای ویژه نامیده می شوند. پالایش دانه منجر به افزایش مقاومت الکتریکی مواد فلزی و کاهش مقاومت الکتریکی دی الکتریک ها و نیمه هادی ها می شود.

5 . ساختار اتمی - کریستالی

هر ماده ای می تواند در سه حالت تجمع باشد - جامد، مایع و گاز.

یک ماده جامد تحت تأثیر گرانش شکل خود را حفظ می کند و یک مایع پخش می شود و به شکل ظرف در می آید. با این حال، این تعریف برای توصیف وضعیت ماده کافی نیست.

به عنوان مثال، شیشه سخت با گرم شدن نرم می شود و به تدریج به حالت مایع تبدیل می شود. انتقال معکوس نیز به آرامی انجام می شود - شیشه مایع با کاهش دما ضخیم می شود و در نهایت به حالت "جامد" ضخیم می شود. شیشه دمای انتقال خاصی از حالت مایع به حالت "جامد" ندارد و دمای (نقطه) تغییر شدید خواص وجود ندارد. بنابراین طبیعی است که شیشه «جامد» را مایعی با غلیظ قوی در نظر بگیریم.

بنابراین، انتقال از جامد به مایع و از مایع به حالت جامد(و همچنین از گاز به مایع) در دمای معینی رخ می دهد و با تغییر شدید خواص همراه است.

در گازها، نظمی در آرایش ذرات (اتم ها، مولکول ها) وجود ندارد. ذرات به طور تصادفی حرکت می کنند، یکدیگر را دفع می کنند و گاز تمایل دارد تا بیشترین حجم ممکن را اشغال کند.

در جامدات، آرایش اتم ها قطعی، منظم، نیروهای جاذبه و دافعه متقابل متعادل است و جسم جامد شکل خود را حفظ می کند.

شکل 14. مناطق حالت جامد، مایع و گاز بسته به دما و فشار

در یک مایع، ذرات (اتم ها، مولکول ها) فقط به اصطلاح را حفظ می کنند سفارش بستن، آن ها در فضا، تعداد کمی از اتم ها به طور منظم قرار دارند، و نه اتم های کل حجم، مانند یک جسم جامد. نظم کوتاه برد ناپایدار است: تحت تأثیر ارتعاشات حرارتی پرانرژی یا بوجود می آید یا ناپدید می شود. بنابراین، حالت مایع، همانطور که بود، حد واسط بین جامد و گاز است. تحت شرایط مناسب، انتقال مستقیم از حالت جامد به حالت گازی بدون ذوب میانی امکان پذیر است - تصعید(شکل 14). آرایش صحیح و منظم ذرات (اتم ها، مولکول ها) در فضا مشخص می کند حالت کریستالی

ساختار کریستالی را می توان به عنوان یک شبکه فضایی تصور کرد که در گره های آن اتم ها قرار دارند (شکل 15).

در فلزات، در گره‌های شبکه بلوری، اتم‌ها وجود ندارند، بلکه اتم‌هایی با بار مثبت وجود دارند و الکترون‌های آزاد بین آن‌ها حرکت می‌کنند، اما معمولاً گفته می‌شود که در گره‌های شبکه بلوری اتم‌هایی وجود دارد.

شکل 15. سلول بلوری ابتدایی (مکعب ساده)

5. 2 شبکه کریستالی فلزات

حالت کریستالی در درجه اول با آرایش معین و منظم اتم ها در فضا مشخص می شود . این مشخص می کند که در یک کریستال هر اتم تعداد مشابهی از نزدیکترین اتم ها را دارد - همسایگانی که در همان فاصله از آن قرار دارند. تمایل اتم های فلزی (یون ها) برای قرار گرفتن تا حد امکان نزدیک به یکدیگر، متراکم تر، منجر به این واقعیت می شود که تعداد ترکیب های آرایش متقابل اتم های فلز در کریستال ها کم است.

تعدادی طرح و روش برای توصیف انواع آرایش متقابل اتم ها در یک کریستال وجود دارد. آرایش متقابل اتم ها در یکی از صفحات در نمودار آرایش اتمی نشان داده شده است (شکل 15). خطوط فرضی که از طریق مراکز اتم ها کشیده شده اند شبکه ای را تشکیل می دهند که در گره های آن اتم ها (هیچکدام با بار مثبت) قرار دارند. این به اصطلاح هواپیمای کریستالی تکرار چندگانه صفحات کریستالوگرافی که به صورت موازی بازتولید می شوند شبکه کریستالی فضایی, گره هایی که محل اتم ها (یون ها) هستند. فاصله بین مراکز اتم های همسایه اندازه گیری می شود آنگستروم ها(1 A 10 -8 سانتی متر) یا در کیلویی - kX x (1 kX=1.00202 A). آرایش متقابل اتم ها در فضا و مقدار بین فواصل اتمی با تجزیه و تحلیل پراش اشعه ایکس تعیین می شود. آرایش اتم ها در یک کریستال بسیار راحت در قالب طرح های فضایی، به شکل به اصطلاح به تصویر کشیده می شود. سلول های کریستالی ابتدایی. در زیر سلول کریستالی ابتدایی کوچکترین مجموعه اتم ها وجود دارد که با تکرار در فضا به شما امکان می دهد شبکه کریستالی فضایی را بازتولید کنید. ساده ترین نوع سلول کریستالی است شبکه مکعبی در یک شبکه مکعبی ساده، اتم ها به اندازه کافی محکم بسته نمی شوند. تمایل اتم های فلزی برای اشغال مکان های نزدیک به یکدیگر منجر به تشکیل شبکه هایی از انواع دیگر می شود: مکعب محور(شکل 16، آ)، صورت مکعبی در مرکز(شکل 16، ب) وشش ضلعی بسته بندی شده(تصویر 16 , ه). بنابراین، فلزات چگالی بالاتری نسبت به غیر فلزات دارند.

دایره‌هایی که اتم‌ها را به تصویر می‌کشند در مرکز مکعب و در امتداد رئوس آن (مکعب مرکزی بدن)، یا در مرکز صورت‌ها و در امتداد رئوس مکعب (مکعب روی‌مرکز) یا به شکل یک شش ضلعی قرار دارند. که در داخل آن یک شش ضلعی نیز نیمه وارد شده است که سه اتم از صفحه بالایی آن در داخل منشور شش ضلعی (شبکه شش ضلعی) قرار دارد.

روش تصویربرداری شبکه کریستالی نشان داده شده در شکل 16 مشروط است (مانند هر روش دیگری). ممکن است درست تر باشد که اتم ها را در یک شبکه کریستالی به شکل توپ های در تماس به تصویر بکشیم (نمودار سمت چپ در شکل 16). با این حال، چنین تصویری از شبکه کریستالی همیشه راحت از تصویر پذیرفته شده نیست (نمودار سمت راست در شکل 16).

الف - بدنه مکعبی.

ب - صورت مکعب محور؛

c-شش ضلعی بسته بندی بسته

شکل 16. سلول های کریستالی ابتدایی

6 . تبلور فلزات

6 .1 سه حالت ماده

هر ماده، همانطور که شناخته شده است، می تواند در سه باشد حالت های تجمع: گاز، مایع و جامد. در فلزات خالص، در دماهای معین، تغییر در حالت تجمع رخ می دهد: حالت جامد با حالت مایع در نقطه ذوب جایگزین می شود، حالت مایع در نقطه جوش گازی می شود. دماهای انتقالی وابسته به فشار هستند (شکل 17)، اما در فشار ثابت کاملاً مشخص هستند.

دمای ذوب ثابت مهم خاصی از خواص فلز است. برای فلزات مختلف در محدوده بسیار گسترده ای متفاوت است - از منفی 38.9 درجه سانتیگراد، برای جیوه - قابل ذوب ترین فلزی است که در دمای اتاق در حالت مایع است، تا 3410 درجه سانتیگراد برای نسوزترین فلز - تنگستن.

استحکام (سختی) کم در دمای اتاق فلزات قابل ذوب (قلع، سرب و غیره) عمدتاً به این دلیل است که دمای اتاق این فلزات نسبت به فلزات نسوز از نقطه ذوب کمتر فاصله دارد.

در طی انتقال از حالت مایع به حالت جامد، یک شبکه کریستالی تشکیل می شود، کریستال ها ظاهر می شوند. چنین فرآیندی نامیده می شود تبلور.

حالت انرژی سیستمی که دارای تعداد زیادی ذرات (اتم ها، مولکول ها) است که توسط حرکت حرارتی پوشانده شده است با یک تابع ترمودینامیکی خاص F مشخص می شود که به نام انرژی آزاد (انرژی آزاد F= (U - تیاس), جایی که U - انرژی داخلی سیستم؛ تی- دمای مطلق؛ آنتروپی S).

شکل 17. تغییر در انرژی آزاد حالت مایع و کریستالی بسته به دما

در دمایی برابر با تی س, انرژی آزاد حالت مایع و جامد برابر است، فلز در هر دو حالت در حالت تعادل است. این دما تی س و بخور تعادل یا دمای تبلور نظری

با این حال، زمانی که تی س فرآیند تبلور (ذوب) نمی تواند رخ دهد، زیرا در یک دمای معین

برای شروع کریستالیزاسیون لازم است که فرآیند از نظر ترمودینامیکی برای سیستم مطلوب بوده و با کاهش انرژی آزاد سیستم همراه باشد. از منحنی های نشان داده شده در شکل 17، می توان دریافت که این تنها زمانی امکان پذیر است که مایع در زیر نقطه خنک شود. تی س. دمایی که در آن تبلور عملا شروع می شود را می توان نامید دمای تبلور واقعی

سرد شدن مایع در زیر دمای تبلور تعادل نامیده می شود هیپوترمی این دلایل همچنین تعیین می‌کنند که تبدیل معکوس از حالت کریستالی به حالت مایع تنها بالاتر از دما می‌تواند رخ دهد تی س این پدیده نامیده می شود گرم شدن بیش از حد

مقدار یا درجه ابرسرد شدن تفاوت بین دمای تبلور نظری و واقعی است.

به عنوان مثال، اگر دمای تبلور نظری آنتیموان 631 درجه سانتیگراد باشد و قبل از شروع فرآیند تبلور، آنتیموان مایع تا دمای 590 درجه سانتیگراد فوق سرد شده و در این دما متبلور شده باشد، درجه فوق سرد شدن پبا اختلاف 631-590=41 درجه سانتی گراد تعیین می شود. فرآیند انتقال یک فلز از حالت مایع به حالت کریستالی را می توان با منحنی هایی در مختصات زمان - دما نشان داد (شکل 18).

خنک شدن فلز در حالت مایع با کاهش تدریجی دما همراه است و می توان آن را خنک کننده ساده نامید زیرا تغییر کیفی در حالت وجود ندارد.

با رسیدن به دمای تبلور، یک پلت فرم افقی روی منحنی دما-زمان ظاهر می شود، زیرا حذف گرما با گرمای آزاد شده در طول تبلور جبران می شود. گرمای نهان تبلور. در پایان کریستالیزاسیون، یعنی. پس از انتقال کامل به حالت جامد، دما دوباره شروع به کاهش می کند و جامد کریستالی سرد می شود. از نظر تئوری، فرآیند تبلور با منحنی 1 نشان داده می شود . منحنی 2 فرآیند تبلور واقعی را نشان می دهد. مایع به طور مداوم تا دمای زیر خنک کننده T p خنک می شود , زیر دمای تبلور نظری تی س. وقتی زیر دما سرد شود تی س شرایط انرژی ایجاد می شود که برای ادامه فرآیند تبلور ضروری است.

شکل 18. منحنی های خنک کننده در طول تبلور

6 .2 مکانیسمفرآیند کریستالیزاسیون

در سال 1878، D.K. چرنوف با مطالعه ساختار فولاد ریخته گری اشاره کرد که فرآیند کریستالیزاسیون از دو فرآیند ابتدایی تشکیل شده است. اولین فرآیند تولد کوچکترین ذرات کریستال است که چرنوف آنها را "بنیاد" نامید و اکنون آنها را می نامند. میکروب ها، یا مراکز تبلور. فرآیند دوم شامل رشد کریستال ها از این مراکز است.

حداقل اندازه یک میکروب قادر به رشد نامیده می شود اندازه بحرانی جنین, و چنین جنینی نامیده می شود پایدار.

شکل تشکیلات کریستالی

علاقه واقعی کریستالیزاسیون با عمل عوامل مختلفی پیچیده می شود که بر فرآیند تأثیر می گذارند تا حدی که نقش درجه ابرسرد شدن می تواند از نظر کمی ثانویه شود.

در طول تبلور از حالت مایع، عواملی مانند سرعت و جهت حذف گرما، وجود ذرات حل نشده، وجود جریان‌های همرفتی مایع و غیره برای سرعت فرآیند و شکل از اهمیت بالایی برخوردار می‌شوند. از کریستال های تشکیل شده

کریستال در جهت حذف گرما سریعتر از جهت دیگر رشد می کند.

اگر یک غده در سطح جانبی کریستال در حال رشد ظاهر شود، کریستال توانایی رشد در جهت جانبی را به دست می آورد. در نتیجه یک کریستال درخت مانند تشکیل می شود که به اصطلاح دندریت, ساختار شماتیک آن، که برای اولین بار توسط D.K. Chernov به تصویر کشیده شده است، در شکل 19 نشان داده شده است.

شکل 19. طرح دندریت

ساختار شمش

ساختار شمش ریخته گری از سه ناحیه اصلی تشکیل شده است (شکل 20). منطقه اول - در فضای باز پوست ریز دانه 1, متشکل از کریستال های کوچک بی جهت - دندریت. در اولین تماس با دیواره های قالب در یک لایه نازک مجاور از فلز مایع، گرادیان دمایی شدید و پدیده ابرسرد شدن رخ می دهد که منجر به تشکیل تعداد زیادی از مراکز تبلور می شود. در نتیجه، پوسته ساختاری ریزدانه پیدا می کند.

منطقه دوم شمش - ناحیه بلورهای ستونی 2. پس از تشکیل خود پوسته، شرایط حذف حرارت تغییر می کند (به دلیل مقاومت حرارتی، به دلیل افزایش دمای دیواره قالب و دلایل دیگر)، گرادیان دما در لایه فلز مایع مجاور به شدت کاهش می یابد و در نتیجه. ، درجه فوق خنک شدن فولاد کاهش می یابد. در نتیجه، از تعداد کمی از مراکز تبلور، بلورهای ستونی که به طور معمول به سطح پوسته (یعنی در جهت حذف گرما) جهت گیری می کنند، شروع به رشد می کنند.

ناحیه سوم شمش - منطقه کریستالی هم محور3 . در مرکز شمش، دیگر جهت خاصی از انتقال حرارت وجود ندارد. دمای فلز در حال انجماد تقریباً به طور کامل در نقاط مختلف یکسان می شود و مایع به دلیل تشکیل بلورهای اولیه در نقاط مختلف خود، به حالت مات تبدیل می شود. علاوه بر این ، پایه ها با محورها رشد می کنند - شاخه ها در جهات مختلف و با یکدیگر ملاقات می کنند "(چرنوف D.K.). در نتیجه این فرآیند، یک ساختار هم محور تشکیل می شود. هسته های کریستال در اینجا معمولاً آخال های ریز مختلفی هستند که در فولاد مایع وجود دارند یا به طور تصادفی وارد آن شده اند یا در فلز مایع حل نشده اند (اجزای نسوز).

توزیع نسبی ناحیه بلورهای ستونی و هم محور در حجم شمش از اهمیت بالایی برخوردار است.

در ناحیه بلورهای ستونی، فلز متراکم تر است، حاوی پوسته ها و حباب های گاز کمتری است. با این حال، اتصالات کریستال های ستونی استحکام کمی دارند. تبلور منتهی به محل اتصال مناطق بلورهای ستونی نامیده می شود تبلور مجدد.

فلز مایع حجم بیشتری نسبت به متبلور دارد، بنابراین فلز ریخته شده در قالب در حین تبلور حجم آن کاهش می یابد که منجر به تشکیل حفره هایی می شود که به آن می گویند. پوسته های انقباض; حفره های انقباض یا می توانند در یک مکان متمرکز شوند یا در سراسر حجم شمش یا در بخشی از آن پراکنده شوند. آنها را می توان با گازهایی پر کرد که در فلز مایع محلول هستند اما در طی کریستالیزاسیون آزاد می شوند. در چاه deoxidized به اصطلاح فولاد آرام, در قالبی با پسوند عایق ریخته می شود، یک حفره انقباض در قسمت بالایی شمش تشکیل می شود و حجم کل شمش حاوی تعداد کمی حباب و حفره گاز است (شکل 21، آ). به اندازه کافی اکسید نشده، به اصطلاح فولاد جوشان, حاوی پوسته ها و تاول هایی در سرتاسر آن است (شکل 21، ب).

شکل 20. طرح ساختار یک شمش فولادی

شکل 21. توزیع حفره انقباض و حفره ها در فولادهای آرام (الف) و در حال جوش (ب)

7 . تغییر شکل فلز

7.1 تغییر شکل الاستیک و پلاستیک

اعمال تنش به یک ماده باعث تغییر شکل می شود. تغییر شکل ممکن است باشد کشسان, ناپدید شدن پس از برداشتن بار، و پلاستیک, باقی مانده پس از تخلیه

تغییر شکل های الاستیک و پلاستیکی تفاوت فیزیکی عمیقی دارند.

در طول تغییر شکل الاستیک تحت تأثیر یک نیروی خارجی، فاصله بین اتم ها در شبکه کریستالی تغییر می کند. با برداشتن بار عاملی که باعث تغییر فاصله بین اتمی شده است، از بین می رود، اتم ها به مکان های اولیه خود باز می گردند و تغییر شکل از بین می رود.

تغییر شکل پلاستیک فرآیندی کاملا متفاوت و بسیار پیچیده تر است. در طی تغییر شکل پلاستیک، یک قسمت از کریستال نسبت به قسمت دیگر حرکت می کند (تغییر می یابد). اگر بار برداشته شود، قسمت جابجا شده کریستال به جای قبلی خود باز نخواهد گشت. تغییر شکل باقی خواهد ماند. این جابجایی ها با بررسی ریزساختاری، همانطور که برای مثال در شکل 22 نشان داده شده است، شناسایی می شوند.

...

اسناد مشابه

مورفولوژی کانی ها به عنوان اجسام کریستالی و بی شکل، مقیاس موهس. خواص مواد معدنی مورد استفاده در تشخیص ماکروسکوپی هوازدگی سنگ ها منبع انرژی، عوامل، انواع هوازدگی، نتیجه زمین شناسی: پوسته هوازدگی.

تست، اضافه شده در 2011/01/29


خواص نوری و الکتریکی مواد معدنی، زمینه های استفاده از مواد معدنی در علم و فناوری. ویژگی های مواد معدنی کلاس "فسفات". سنگ های رسوبی آواری، رسوبات گرافیت، مشخصات انواع ژنتیکی نهشته ها.

تست، اضافه شده در 2010/12/20


مطالعه پیدایش کانی ها به عنوان فرآیند منشأ هر سازندهای زمین شناسی. انواع اصلی پیدایش: درون زا، برون زا و دگرگونی. روش های رشد کریستال ها: از بخار، محلول هیدروترمال، فاز مایع و جامد.

چکیده، اضافه شده در 2010/12/23


تغییر شکل بدن به عنوان تغییر در شکل و حجم بدن تحت تأثیر نیروهای خارجی، انواع آن: الاستیک، پلاستیکی، باقی مانده، شکننده. ساختار چین ها، اجزای تشکیل دهنده و مطالعه آنها، طبقه بندی مورفولوژیکی، شرایط زمین شناسیتحصیلات.

ارائه، اضافه شده در 2015/02/23


اصول طبقه بندی کریستال ها خواص فیزیکی، منشأ و کاربرد کانی‌های کلاس تنگستات. ویژگی های اجسام بی شکل خواص مواد کریستالی مواد معدنی متالورژی آهنی با منشاء رسوبی، مکانیسم تشکیل آنها.

تست، اضافه شده در 04/03/2012


مورفولوژی کانی ها، خواص آنها، وابستگی ترکیب و ساختار. توسعه کانی شناسی، ارتباط با سایر علوم زمین. اشکال مواد معدنی در طبیعت عادت کانی های طبیعی و مصنوعی، چگالی خاص و شکنندگی آنها. مقیاس سختی Mohs.

ارائه، اضافه شده در 2015/01/25


مفهوم و مکان در طبیعت مواد معدنی، ساختار و اهمیت آنها در بدن انسان، تعیین دوزهای لازم برای سلامتی. تاریخچه مطالعه کانی ها از دوران باستان تا امروز. طبقه بندی کانی ها، خواص فیزیکی و شیمیایی آنها.

چکیده، اضافه شده در 2010/04/22


خواص فیزیکی کانی ها و استفاده از آنها به عنوان ویژگی های تشخیصی. مفهوم سنگ ها و اصول اولیه طبقه بندی آنها. حفاظت از طبیعت در توسعه ذخایر معدنی. تدوین مقاطع زمین شناسی.

کار کنترل، اضافه شده در 1394/12/16


تشکیل اکسیدهای مرتبط با فرآیندهای مختلف زمین شناسی: درون زا، اگزوژن و دگرگونی. خواص فیزیکی آرسنولیت - یک ماده معدنی کمیاب، اکسید آرسنیک. فرمول شیمیایی، مورفولوژی، انواع و تشکیل کوارتز.

ارائه، اضافه شده در 2016/02/05


تعریف و درک پیدایش، پاراژنز، تایپومورفیسم و ​​سایر ویژگی های ژنتیکی کانی ها. اهمیت کانی شناسی ژنتیکی تغییرات در مواد معدنی در طی فرآیندهای مختلف زمین شناسی و فیزیکی و شیمیایی و در مناطق مختلف پوسته زمین.

مواد
مهندس الکترونیک
سخنرانی 2
دکتری، دانشیار مارونچوک I.I.

مبانی کریستالوگرافی

مقدمه
بیشتر مصالح ساختاری مدرن، از جمله
و کامپوزیت - اینها مواد کریستالی هستند. کریستال
مجموعه ای از اتم های منظم مرتب شده است،
تشکیل یک ساختار منظم که به طور خود به خود از
محیط نابسامان اطرافش
دلیل آرایش متقارن اتم ها است
تمایل کریستال به حداقل انرژی آزاد.
تبلور (ظهور نظم از هرج و مرج، یعنی از راه حل،
جفت) با همان اجتناب ناپذیری، به عنوان مثال، فرآیند رخ می دهد
اجساد در حال سقوط به نوبه خود، حداقل انرژی آزاد به دست می آید
بنابراین با کوچکترین کسر اتم های سطحی در ساختار
تجلی بیرونی ساختار صحیح اتمی داخلی
اجسام کریستالی نمای کریستال ها است.
در سال 1669، دانشمند دانمارکی N. Stenon قانون ثبات زاویه ها را کشف کرد:
زوایای بین وجوه کریستالی مربوطه ثابت است و
ویژگی این ماده هر جسم جامدی از آن تشکیل شده است
ذرات متقابل این ذرات بسته به
ماهیت ماده، ممکن است اتم های منفرد، گروه هایی از اتم ها وجود داشته باشد،
مولکول ها، یون ها و غیره بر این اساس، رابطه بین آنها عبارت است از:
اتمی (کووالانسی)، مولکولی (پیوند واندروالز)، یونی
(قطبی) و فلزی.

در کریستالوگرافی مدرن، چهار مورد وجود دارد
جهت هایی که تا حدی با یکی مرتبط هستند
دیگران:
- کریستالوگرافی هندسی که به مطالعه انواع مختلف می پردازد
اشکال بلورها و قوانین تقارن آنها.
- کریستالوگرافی ساختاری و شیمی کریستال،
که آرایش فضایی اتم ها را در
کریستال ها و وابستگی آن به ترکیب شیمیایی و
شرایط برای تشکیل کریستال ها؛
- فیزیک کریستال که تأثیر درونی را مطالعه می کند
ساختار کریستال ها بر روی خواص فیزیکی آنها؛
- کریستالوگرافی فیزیکی و شیمیایی که مطالعه می کند
سوالات مربوط به تشکیل کریستال های مصنوعی

تجزیه و تحلیل شبکه های فضایی
مفهوم شبکه فضایی و ابتدایی
سلول
هنگام مطالعه مسئله ساختار کریستالی اجسام
اول از همه، شما باید درک روشنی از آن داشته باشید
اصطلاحات: "شبکه فضایی" و "ابتدایی".
سلول". این اصطلاحات نه تنها در
کریستالوگرافی، بلکه در تعدادی از علوم مرتبط برای
شرح نحوه چیدمان آنها در فضا
ذرات مادی در اجسام کریستالی
همانطور که مشخص است، در اجسام کریستالی، بر خلاف
ذرات بی شکل، مادی (اتم ها، مولکول ها،
یونها) به ترتیب معینی مرتب شده اند
فاصله معینی از یکدیگر

شبکه فضایی نموداری است که نشان می دهد
چیدمان ذرات مواد در فضا
شبکه فضایی (شکل) در واقع از
مجموعه ها
همسان
متوازی الاضلاع،
که
به طور کامل، بدون شکاف، فضا را پر کنید.
ذرات مواد معمولاً در گره ها قرار دارند
شبکه - نقاط تقاطع لبه های آن.
شبکه فضایی

سلول ابتدایی است
کمترین
موازی، با
که با آن می توانید
کل را بساز
شبکه فضایی
از طریق پیوسته
نقل و انتقالات موازی
(پخش) در سه
جهت های فضا
نوع سلول ابتدایی
در شکل نشان داده شده است.
سه بردار a، b، c که لبه های سلول ابتدایی هستند،
بردارهای ترجمه نامیده می شوند. قدر مطلق آنها (a
ب، ج) دوره های شبکه یا واحدهای محوری هستند. تزریق می شود
در نظر گرفتن و زوایای بین بردارهای ترجمه - α (بین
بردارهای b، c)، β (بین a، c) و γ (بین a، b). بنابراین
بنابراین، یک سلول ابتدایی با شش کمیت تعریف می شود: سه
مقادیر دوره (a، b، c) و سه مقدار از زاویه بین آنها
(α, β, γ).

قوانین انتخاب سلول واحد
هنگام مطالعه مفاهیم یک سلول ابتدایی، باید
توجه داشته باشید که قدر و جهت
ترجمه ها در شبکه فضایی را می توان به روش های مختلفی انتخاب کرد، بنابراین شکل و اندازه سلول واحد
متفاوت خواهد بود.
روی انجیر مورد دو بعدی در نظر گرفته شده است. تخت نشان داده شده است
توری مشبک و روش های مختلفانتخاب تخت
سلول ابتدایی
روش های انتخاب
سلول ابتدایی

در اواسط قرن نوزدهم. کریستالوگراف فرانسوی O. Brave
شرایط زیر را برای انتخاب ابتدایی پیشنهاد کرد
سلول ها:
1) تقارن سلول ابتدایی باید مطابقت داشته باشد
تقارن شبکه فضایی؛
2) تعداد لبه های مساوی و زوایای مساوی بین لبه ها
باید حداکثر باشد؛
3) در صورت وجود زوایای قائمه بین دنده ها، تعداد آنها
باید حداکثر باشد؛
4) با رعایت این سه شرط، حجم
سلول ابتدایی باید حداقل باشد.
بر اساس این قوانین، Bravais ثابت کرد که وجود دارد
فقط 14 نوع سلول ابتدایی که دریافت کردند
نام آنهایی که ترجمه هستند، زیرا آنها توسط
ترجمه - انتقال این شبکه ها با یکدیگر متفاوت هستند.
دیگر با بزرگی و جهت پخش، و از اینجا
تفاوت در شکل سلول ابتدایی و تعداد
گره هایی با ذرات مواد

سلول های ابتدایی اولیه و پیچیده
با توجه به تعداد گره های دارای ذرات ماده، ابتدایی
سلول ها به ابتدایی و پیچیده تقسیم می شوند. AT
سلول های Bravais اولیه، ذرات مواد هستند
فقط در رئوس، در پیچیده - در رئوس و علاوه بر این
داخل یا روی سطح سلول.
سلول های پیچیده شامل I بدن محور،
در شکل.
سلول های اولیه Bravais نشان داده شده است.
سلول های ابتدایی Bravais: a - ابتدایی، b -
پایه محور، ج – بدن محور، د –
چهره محور

سلول بدن محور یک گره اضافی دارد
مرکز سلولی که فقط به این سلول تعلق دارد، بنابراین
در اینجا دو گره وجود دارد (1/8x8+1 = 2).
در یک سلول صورت محور، گره هایی با ذرات ماده
علاوه بر رئوس سلول، در مرکز هر شش وجه نیز قرار دارند.
چنین گره هایی به طور همزمان به دو سلول تعلق دارند: یکی داده شده و دیگری
دیگری در مجاورت آن برای سهم این سلول، هر کدام از اینها
گره ها به 1/2 قسمت تعلق دارند. بنابراین، در یک چهره محور
سلول دارای چهار گره (1/8x8+1/2x6 = 4) خواهد بود.
به طور مشابه، 2 گره در یک سلول پایه مرکزی وجود دارد
(1/8x8+1/2x2 = 2) با ذرات مواد. اطلاعات اولیه
در مورد سلول های Bravais ابتدایی در جدول زیر آورده شده است. 1.1.
سلول Bravais اولیه فقط حاوی ترجمه های a,b,c است
در امتداد محورهای مختصات در یک سلول بدن محور
یک ترجمه دیگر در امتداد قطر فضایی اضافه شده است -
به گره ای که در مرکز سلول قرار دارد. در صورت محوری
علاوه بر ترجمه های محوری a،b،c، یک مورد اضافی نیز وجود دارد
ترجمه در امتداد مورب چهره ها، و در پایه-مرکز -
در امتداد مورب یک وجه عمود بر محور Z.

جدول 1.1
اطلاعات اولیه در مورد سلول های Bravais اولیه و پیچیده
اساس
گریتینگ نوع Brave
شماره سرگرد
گره های ترجمه
آر بدوی
1
الف، ب، ج
بدن محور 2
ای من
a,b,c,(a+b+c)/2
[]
صورت محور
اف
a,b,c,(a+b)/2,(a+c)/2,
(b+c)/2
[]
a,b,c,(a+b)/2
[]
4
پایه محور С 2
اساس به عنوان مجموعه مختصات درک می شود
حداقل تعداد گره ها که به صورت محوری بیان می شود
واحدها، با پخش که می توانید کل آن را دریافت کنید
شبکه فضایی اساس به صورت دوتایی نوشته شده است
براکت های مربع مختصات پایه برای انواع مختلف
انواع سلول های Bravais در جدول 1.1 آورده شده است.

سلول های ابتدایی Bravais
بسته به شکل، تمام سلول های Bravais بین آنها توزیع می شود
هفت سیستم کریستالی (sygonies). کلمه
"Syngonia" به معنای شباهت است (از یونانی σύν - "بر اساس،
together, side by side" و زاویه - "corner"). هر سنگونی مطابقت دارد
عناصر خاصی از تقارن روی میز. نسبت ها
بین دوره های شبکه a، b، c و زوایای محوری α، β، γ برای
هر سنگونی
سینگونیا
تری کلینیک
مونوکلینیک
لوزی
چهار ضلعی
شش ضلعی
روابط بین
دوره ها و زوایای شبکه
a ≠ c ≠ ​​c، α ≠ β ≠ γ ≠ 90 درجه
a ≠ b ≠ c، α = γ = 90º ≠ β
a ≠ b ≠ c، α = β = γ = 90º
a \u003d b ≠ c، α \u003d β \u003d γ \u003d 90º
a = b ≠ c، α = β =90º، γ =120º
لوزی
مکعبی
a \u003d b \u003d c،
a = b = c،
α = β =γ ≠ 90 درجه
α = β = γ = 90 درجه

روی انجیر همه
چهارده نوع
سلول های Bravais ابتدایی،
در سنگونی ها توزیع می شود.
سلول Bravais شش ضلعی
نشان می دهد
پایه محور
منشور شش ضلعی با این حال
او اغلب به تصویر کشیده می شود
در غیر این صورت - به شکل چهار وجهی
منشورهایی با لوزی در پایه،
که نشان دهنده یکی از
سه منشور که تشکیل می دهند
شش ضلعی (در شکل او
نشان داده شده توسط جامد
خطوط). چنین تصویری
ساده تر و راحت تر، اگرچه با
نقض اصل
تطبیق تقارن
(اصل انتخاب اول
سلول ابتدایی طبق براوا).

برای همگامی لوزی
سلول ابتدایی،
ارضای شرایط
شجاع، ابتدایی است
لوزی R که برای آن a=b=c و
α=β=γ≠ 90 درجه. همراه با R-cell
برای توصیف رومبوهدرال
سازه ها استفاده می شود و
سلول شش ضلعی،
از زمان رومبوهدرال
سلول همیشه می تواند به کاهش یابد
شش ضلعی (شکل) و
آن را سه تصور کنید
شش ضلعی ابتدایی
سلول ها. در این راستا، در
ادبیات لوزی وجهی
سنگونی گاهی اوقات به طور جداگانه نیست
سه ابتدایی
در نظر گرفتن، حاضر کردن، او
سلول های شش ضلعی،
به عنوان یک تنوع
معادل رومبوهدرال
شش ضلعی

همگامی با نسبت های مشابه بین پذیرفته شده است
واحدهای محوری برای ترکیب در یک دسته. از همین رو
سیستم های تری کلینیک، مونوکلینیک و لوزی
ترکیب شده در پایین ترین دسته (a≠b≠c)، چهار ضلعی،
شش ضلعی (و مشتق لوزی آن) - در
متوسط ​​(a=b≠c)، بالاترین دسته (a=b=c) است
سیستم مکعبی
مفهوم شماره هماهنگی
در سلول های پیچیده، ذرات مواد بیش از
متراکم تر از نمونه های اولیه، حجم را به طور کامل پر کنید
سلول ها بیشتر به یکدیگر متصل هستند. برای شخصیت پردازی
این مفهوم شماره هماهنگی را معرفی می کند.
عدد هماهنگی یک اتم معین عدد است
نزدیکترین اتمهای همسایه اگر در مورد
شماره هماهنگی یون، سپس عدد
یون های نزدیک به آن علامت مخالف. بیشتر
عدد هماهنگی، آنهایی که تعداد اتم های بیشتری دارند یا
با توجه به یون‌ها، فضای بیشتری توسط ذرات اشغال می‌شود
شبکه فشرده تر

شبکه های فضایی فلزات
متداول ترین در میان فلزات فضایی هستند
مشبک ها نسبتا ساده هستند. آنها اکثرا مطابقت دارند
با توری ترجمه Bravais: مکعبی
بدن محور و صورت محور. در گره های این
شبکه ها اتم های فلزی هستند. در شبکه
مکعب بدن محور (bcc - شبکه) هر اتم
احاطه شده توسط هشت نزدیکترین همسایه، و هماهنگی
تعداد CC \u003d 8. فلزات دارای شبکه bcc هستند: -Fe، Li، Na، K، V،
Cr، Ta، W، Mo، Nb و غیره
در شبکه یک مکعب صورت محور (fcc - شبکه ها) KN = 12:
هر اتمی که در بالای سلول قرار دارد دارای
دوازده همسایه نزدیک که اتم هستند،
در مرکز لبه ها قرار دارد. شبکه FCC دارای فلزات است:
Al، Ni، Cu، Pd، Ag، Ir، Pt، Pb و غیره
همراه با این دو، در میان فلزات (Be، Mg، Sc، -Ti، -Co.
Zn، Y، Zr، Re، Os، Tl، Cd و غیره) یک شش ضلعی نیز وجود دارد
فشرده - جمع و جور. این شبکه یک شبکه ترجمه ای نیست
براوا، زیرا نمی توان آن را با پخش ساده توصیف کرد.

روی انجیر سلول واحد شش ضلعی
شبکه فشرده سلول واحد شش ضلعی
شبکه فشرده یک شش ضلعی است
منشور، اما بیشتر اوقات به شکلی به تصویر کشیده می شود
یک منشور چهار وجهی که قاعده آن لوزی است
(a=b) با زاویه γ = 120 درجه. اتم ها (شکل b) در راس ها قرار دارند
و در مرکز یکی از دو منشور سه وجهی تشکیل می شود
سلول ابتدایی یک سلول دارای دو اتم است: 1/8x8 + 1
=2، مبنای آن [] است.
نسبت ارتفاع سلول واحد c به فاصله a، یعنی.
c/a برابر با 1.633 است. دوره های c و a برای مواد مختلف
ناهمسان.
شش ضلعی
شبکه فشرده:
الف - شش ضلعی
منشور، b -
چهار وجهی
منشور

شاخص های کریستالوگرافی
شاخص های کریستالوگرافی هواپیما
در کریستالوگرافی اغلب لازم است که متقابل توصیف شود
ترتیب صفحات کریستالی منفرد، آن است
جهت هایی که استفاده از آن راحت است
شاخص های کریستالوگرافی کریستالوگرافی
شاخص ها ایده ای از مکان هواپیما می دهند
یا جهت های مربوط به یک سیستم مختصات. در
فرقی نمی کند مستطیل باشد یا مایل
سیستم مختصات، مقیاس یکسان یا متفاوت
قطعات در امتداد محورهای مختصات یک سریال را تصور کنید
صفحات موازی که از همان صفحه عبور می کنند
گره های شبکه فضایی این هواپیماها
واقع در فاصله یکسان از یکدیگر و
خانواده ای از صفحات موازی را تشکیل می دهند. آن ها هستند
به طور مساوی در فضا و بنابراین
شاخص های یکسانی دارند.

ما چند هواپیما از این خانواده انتخاب می کنیم و
ما بخش هایی را که در هواپیما وجود دارد را در نظر می گیریم
کلیپ در امتداد محورهای مختصات (محورهای مختصات x،
y، z معمولا با لبه های ابتدایی ترکیب می شوند
سلول ها، مقیاس در هر محور برابر است با
واحد محوری مربوطه - دوره a، یا b،
یا ج). مقادیر بخش ها به صورت محوری بیان می شود
واحدها
شاخص های کریستالوگرافی هواپیما (شاخص های
میلر) سه کوچکترین اعداد صحیح هستند،
که با تعداد محورها نسبت عکس دارند
واحدهای قطع شده توسط هواپیما در مختصات
تبرها
شاخص های صفحه با حروف h، k، l نشان داده می شوند.
در یک ردیف نوشته شده و به صورت گرد ختم می شوند
براکت-(hkl).

شاخص ها (hkl) همه سطوح خانواده را مشخص می کنند
صفحات موازی این نماد به این معنی است
خانواده ای از صفحات موازی محوری را قطع می کنند
واحد در امتداد محور x به قطعات h، در امتداد محور y به k
قسمت ها و در امتداد محور z به قسمت های l.
در این حالت، نزدیکترین هواپیما به مبدأ مختصات،
قطعات را 1/h روی محورهای مختصات (در امتداد محور x) برش می دهد.
1/k (در امتداد محور y)، 1/l (در امتداد محور z).
ترتیب یافتن شاخص های کریستالوگرافی
هواپیماها
1. بخش های بریده شده توسط هواپیما را پیدا می کنیم
محورهای مختصات، اندازه گیری آنها در واحدهای محوری.
2. مقادیر متقابل این مقادیر را می گیریم.
3. نسبت اعداد به دست آمده را به نسبت می دهیم
سه کوچکترین عدد صحیح
4. سه عدد به دست آمده در داخل پرانتز قرار می گیرند.

مثال. شاخص های هواپیمایی که در آن قطع می شود را پیدا کنید
محورهای مختصات بخش های زیر: 1/2; 1/4; 1/4.
از آنجایی که طول قطعات بر حسب واحدهای محوری بیان می شود،
ما 1/h=1/2 داریم. 1/k=1/4; 1/l=1/4.
متقابل ها را بیابید و نسبت آنها را بگیرید
h:k:l = 2:4:4.
با کاهش دو، نسبت مقادیر به دست آمده را ارائه می دهیم
به نسبت سه کوچکترین عدد صحیح: h: k: l = 1: 2:
2. شاخص های صفحه در پرانتز نوشته می شوند
در یک ردیف، بدون کاما - (122). جداگانه خوانده می شوند
"یک، دو، دو".
اگر صفحه محور کریستالوگرافی را در
جهت منفی، بالاتر از متناظر
علامت منفی بالای شاخص قرار می گیرد. اگر هواپیما
موازی با هر محور مختصاتی است، سپس در نماد
شاخص صفحه مربوط به این محور صفر است.
به عنوان مثال، نماد (hko) به این معنی است که هواپیما
محور z را در بی نهایت و شاخص صفحه را قطع می کند
در امتداد این محور 1/∞ = 0 خواهد بود.

صفحاتی که روی هر محور به تعداد مساوی قطع می شوند
واحدهای محوری با (111) نشان داده می شوند. در مکعب
همزمانی آنها صفحات هشت وجهی نامیده می شود، زیرا سیستم
این هواپیماها، در فاصله مساوی از مبدا،
یک هشت وجهی تشکیل می دهد - هشت وجهی Fig.
هشت وجهی

صفحاتی که در امتداد دو محور تعداد محوری مساوی برش می دهند
واحدها و موازی با محور سوم (مانند محور z)
با (110) نشان داده شده است. در سنگونی مکعب، مشابه
صفحات دوازده وجهی لوزی نامیده می شوند،
بنابراین
چگونه
سیستم
هواپیماها
نوع
(110)
تشکیل می دهد
دوازده وجهی (دودهکا - دوازده)، هر صورت
که یک انجیر لوزی است.
لوزی
دوازده وجهی

صفحاتی که یک محور را قطع می کنند و با دو موازی هستند
دیگران (به عنوان مثال، محورهای y و z)، نشان دهنده - (100) و
در همگامی مکعبی، صفحات مکعب نامیده می شوند، یعنی
سیستمی از صفحات مشابه یک مکعب را تشکیل می دهد.
هنگام حل مشکلات مختلف مربوط به ساخت و ساز در
سلول واحد هواپیماها، سیستم مختصات
توصیه می شود به طوری که هواپیما مورد نظر را انتخاب کنید
در یک سلول ابتدایی مشخص قرار دارد. مثلا،
هنگام ساختن صفحه (211) در یک سلول مکعبی، ابتدا
مختصات را می توان به راحتی از گره O به گره O' منتقل کرد.
هواپیمای مکعبی (211)

گاهی اوقات شاخص های صفحه را با پرانتزهای فرفری می نویسند
(hkl) این مدخل به معنای نماد مجموعه یکسان است
هواپیماها چنین هواپیماهایی از همان گره ها عبور می کنند
در یک شبکه فضایی، به طور متقارن واقع شده است
فضا
و
مشخص شده است
همان
فاصله بین سطحی
صفحات هشت وجهی در همگامی مکعبی متعلق به
یک مجموعه (111)، آنها چهره های هشت وجهی و
دارای شاخص های زیر هستند: (111) → (111)، (111)، (111)، (111)،
(111), (111), (111), (111).
نمادهای تمام صفحات صورت فلکی توسط
جایگشت و تغییر در علائم فردی
شاخص ها
برای صفحات دوازده وجهی لوزی شکل، نماد
مجموعه: (110) → (110)، (110)، (110)،
(110), (101), (101), (101), (101), (011), (011), (011), (011).

شاخص های کریستالوگرافی گره
شاخص های کریستالوگرافی یک گره آن هستند
مختصات در کسری از واحدهای محوری گرفته شده و در نوشته شده است
براکت های مربع دوتایی در این مورد، مختصات
مربوط به محور x، به طور کلی با حرف نشان داده می شود
u، برای محور y - v، برای محور z - w. نماد گره به نظر می رسد
[]. نمادهای برخی از گره ها در سلول ابتدایی
در شکل نشان داده شده است.
برخی از گره ها در
سلول ابتدایی
(گاهی اوقات یک گره نشان داده می شود
چگونه [])

شاخص های جهت کریستالوگرافی
در کریستالی که همه جهات موازی است
یکسان با یکدیگر، جهت عبور از
منشأ مختصات، کل خانواده معین را مشخص می کند
جهت های موازی
موقعیت
که در
فضا
جهت ها،
عبور از مبدا، مشخص می شود
مختصات هر گره ای که روی آن قرار دارد
جهت.
مختصات
هر
گره،
متعلق به
جهت، بیان شده در کسری از واحدهای محوری و
به نسبت سه کوچکترین عدد صحیح کاهش می یابد
شماره،
و
وجود دارد
کریستالوگرافی
شاخص ها
جهت ها. آنها با اعداد صحیح u، v، w نشان داده می شوند
و با هم در کروشه نوشته می شوند.

ترتیب یافتن شاخص های جهت
1. از خانواده جهت های موازی، را انتخاب کنید
یکی که از مبدا می گذرد، یا
این جهت را به موازات خود حرکت دهید
خود را به مبدأ منتقل کنید یا مبدا را منتقل کنید
مختصات گره ای که در جهت معین قرار دارد.
2. مختصات هر گره متعلق به آن را پیدا کنید
جهت داده شده، بیان آنها در واحدهای محوری.
3. نسبت مختصات گره را گرفته و به آن برسانید
نسبت کوچکترین اعداد صحیح
4. سه عدد به دست آمده را به صورت مربع نتیجه بگیرید
پرانتز.
مهم ترین جهت ها در شبکه مکعبی و آنها
شاخص ها در شکل ارائه شده است.

برخی از جهت ها در یک شبکه مکعبی

مفهوم کریستال و قطبی
مجتمع
روش پیش بینی کریستالوگرافی بر اساس
یکی از ویژگی های مشخصه کریستال ها - قانون است
ثبات زاویه: زوایای بین وجوه معین و
لبه های کریستال همیشه ثابت هستند.
بنابراین، هنگامی که کریستال رشد می کند، اندازه چهره ها تغییر می کند
شکل، اما زاویه ها ثابت می مانند. بنابراین، در
کریستال، می توانید تمام لبه ها و چهره ها را به صورت موازی حرکت دهید
به خودمان در یک نقطه از فضا؛ گوشه
نسبت حفظ می شود.
چنین
کلیت
هواپیماها
و
جهت ها،
به موازات صفحات و جهت ها در کریستال و
عبور از یک نقطه نامیده می شود
مجتمع کریستالی، و خود نقطه نامیده می شود
مرکز
مجتمع
در
ساختمان
پیش بینی های کریستالوگرافی کریستال همیشه جایگزین می شود
مجتمع کریستالی

بیشتر اوقات، یک مجتمع کریستالی در نظر گرفته نمی شود، اما
قطبی (معکوس).
مجتمع قطبی، به دست آمده از کریستالی
(مستقیم) با جایگزینی هواپیماها با هواپیماهای معمولی به آنها و
جهت ها - صفحات عمود بر آنها.
آ
ب
مکعب (الف)، کریستالی آن (ب) و
مجتمع قطبی (ج)
که در

تقارن چندوجهی بلوری
(تقارن پیوسته)
مفهوم تقارن
کریستال ها در طبیعت به شکل کریستالی وجود دارند
چند وجهی کریستال های مواد مختلف متفاوت هستند
از یکدیگر در اشکال خود. سنگ نمک مکعبی است.
کریستال سنگ - منشورهای شش ضلعی که به سمت آنها اشاره شده است
به پایان می رسد؛ الماس - اغلب هشت وجهی منظم
(اکتاهدرا)؛ کریستال های گارنت - دوازده وجهی (شکل).
چنین بلورهایی متقارن هستند.

مشخصه
ویژگی
کریستال ها
است
ناهمسانگردی خواص آنها: در جهات مختلف آنها
متفاوت، اما در جهت های موازی یکسان، و
در جهات متقارن نیز یکسان هستند.
کریستال ها همیشه شکل معمولی ندارند
چند وجهی
تحت شرایط رشد واقعی، در
مشکل در رشد آزاد چهره های متقارن می تواند
شکل بیرونی ناهموار و صحیح ایجاد می کند
ممکن است شکست بخورد، اما داخلی صحیح است
ساختار کاملاً حفظ شده است و همچنین
تقارن خواص فیزیکی حفظ می شود.
کلمه یونانی "تقارن" به معنای تناسب است.
یک شکل متقارن از مساوی، یکسان تشکیل شده است
قطعات. تقارن به عنوان ویژگی اجسام یا
اشکال هندسی برای ترکیب اجزای جداگانه با یکدیگر
دیگری تحت برخی تحولات متقارن.
تصاویر هندسی که به کمک آنها تنظیم و
تبدیل متقارن انجام می شود، به نام
عناصر تقارن

با در نظر گرفتن تقارن وجه بیرونی کریستال،
کریستالی
چهار شنبه
حاضر
خودت
چگونه
پیوسته، پیوسته، به اصطلاح پیوسته (در
از لاتین به روسی ترجمه شده است - به معنی پیوسته،
جامد). همه نقاط در چنین محیطی دقیقاً یکسان هستند.
عناصر تقارن پیوستار خارجی را توصیف می کنند
شکل یک چند وجهی کریستالی است، بنابراین آنها ثابت هستند
عناصر تقارن ماکروسکوپی نامیده می شوند.
در حقیقت
یکسان
کریستالی
چهار شنبه
است
گسسته. کریستال ها از ذرات منفرد تشکیل شده اند
(اتم ها، یون ها، مولکول ها) که در
فضا
که در
فرم
بی پایان
در حال گسترش
شبکه های فضایی تقارن در چیدمان
از این ذرات پیچیده تر و غنی تر از تقارن بیرونی است
اشکال چند وجهی کریستالی بنابراین، همراه با
پیوستگی
در نظر گرفته شده
و
ناپیوستگی
-
گسسته، ساختار واقعی ذرات مواد با
با عناصر تقارن آن، نامیده می شود
عناصر تقارن میکروسکوپی

عناصر تقارن
AT
کریستالی
چند وجهی
ملاقات
ساده
عناصر
تقارن
(مرکز
تقارن،
صفحه تقارن، محور دوار) و عنصر پیچیده
تقارن (محور وارونگی).
مرکز تقارن (یا مرکز وارونگی) - نقطه منفرد
در داخل شکل، زمانی که در کدام نقطه منعکس شده است
شکل یک معادل برای خود دارد، یعنی هر دو نقطه
(به عنوان مثال، یک جفت رئوس) در یک خط مستقیم قرار دارند،
از مرکز تقارن عبور می کند و از آن فاصله دارد
به او. در حضور یک مرکز تقارن، هر صورت
فضایی
ارقام
این دارد
موازی
و
صورت مخالف جهت، هر لبه
مطابق با فاصله مساوی، مساوی، موازی، اما
لبه مخالف بنابراین مرکز
تقارن مانند یک نقطه آینه است.

صفحه تقارن صفحه ای است که
شکل را به دو قسمت تقسیم می کند که هر کدام قرار دارند
نسبت به دوست به عنوان یک شی و بازتاب آینه آن،
یعنی به دو قسمت مساوی آینه ای
صفحات تقارن - Р (قدیمی) و m (بین المللی).
از نظر گرافیکی، صفحه تقارن با یک جامد نشان داده می شود
خط یک شکل می تواند یک یا چند داشته باشد
صفحات تقارن، و همه آنها یکدیگر را قطع می کنند
دوست یک مکعب دارای 9 صفحه تقارن است.

هنگام چرخش به اطراف، محور محوری بسیار مستقیم است
که در یک زاویه مشخص، شکل
با خودش ترکیب می شود زاویه چرخش
ترتیب محور چرخشی n را تعیین می کند که
نشان می دهد که چند بار این شکل با خودش ترکیب می شود
با چرخش کامل حول این محور (360 درجه):
در انزوا شکل های هندسیممکن است
محورهای تقارن از هر مرتبه، اما به صورت کریستالی
چند وجهی، ترتیب محور محدود است، می تواند داشته باشد
فقط مقادیر زیر: n= 1، 2، 3، 4، 6. In
کریستالی
چند وجهی
غیر ممکن
تبرها
تقارن مرتبه پنجم و بالاتر از ششم. آن به شرح زیر است
از اصل تداوم محیط کریستالی.
تعیین محورهای تقارن: قدیمی - Ln (L1، L2، L3، L4، L6)
و
بین المللی
عربی
شماره،
مطابق با ترتیب محور چرخشی (1، 2، 3، 4، 6).

به صورت گرافیکی
چرخشی
چند ضلعی ها:
تبرها
به تصویر کشیده

مفهوم کلاس تقارن
هر چند وجهی کریستالی یک مجموعه دارد
عناصر تقارن ترکیب با یکدیگر، عناصر
تقارن یک کریستال لزوماً قطع می شود و در همان زمان
ظهور عناصر تقارن جدید امکان پذیر است.
در کریستالوگرافی قضایای زیر ثابت می شود
افزودن عناصر تقارن:
1. خط تقاطع دو صفحه تقارن محور است
تقارن، که برای آن زاویه چرخش دو برابر زاویه است
بین هواپیماها
2. از نقطه تلاقی دو محور تقارن عبور می کند
محور سوم تقارن
3. در
نقطه
تقاطع ها
سطح
تقارن
با
محور تقارن با مرتبه زوج عمود بر آن
یک مرکز تقارن ظاهر می شود.
4. تعداد محورهای مرتبه دوم، عمود بر محور اصلی
محورهای تقارن مرتبه بالاتر (سوم، چهارم،
ششم) برابر است با ترتیب محور اصلی.

5. تعداد صفحات تقارن متقاطع در امتداد
محور اصلی مرتبه بالاتر، برابر با ترتیب این محور.
تعداد ترکیب عناصر تقارن با یکدیگر
در کریستال به شدت محدود است. همه ممکن است
ترکیبی از عناصر تقارن در کریستال ها به دست می آید
کاملاً ریاضی با در نظر گرفتن قضایا
افزودن عناصر تقارن
مجموعه کاملی از عناصر تقارن ذاتی در
کریستال داده شده کلاس تقارن آن نامیده می شود.
اشتقاق دقیق ریاضی نشان می دهد که همه
ممکن است
برای
کریستالی
چند وجهی
ترکیبات
عناصر
تقارن
خسته
سی و دو کلاس تقارن

رابطه بین شبکه فضایی و عناصر
تقارن
وجود عناصر تقارن خاص تعیین می کند
هندسه
فضایی
شبکه ها،
تحمیل کننده
مسلم - قطعی
مقررات
بر روی
متقابل
محل
محورهای مختصات و برابری واحدهای محوری.
وجود داشته باشد قوانین عمومیانتخاب محورهای مختصات،
با در نظر گرفتن مجموعه عناصر تقارن کریستالی.
1. محورهای مختصات با خاص یا تک ترکیب می شوند
جهت ها،
غیر تکراری
که در
کریستال
محورهای دوار یا وارونه، که برای آن
ترتیب محور بزرگتر از یک و نرمال ها برای هواپیما است
تقارن
2. اگر فقط یک جهت خاص در کریستال وجود دارد، با آن
یکی از محورهای مختصات، معمولاً محور Z را ترکیب کنید
محورهای دیگر در یک صفحه عمود بر قرار دارند
جهت خاص موازی با لبه های کریستال.
3. در صورت عدم وجود جهت خاص، محورهای مختصات
به موازات سه مورد که در یک صفحه قرار ندارند انتخاب می شوند
لبه های کریستال

بر اساس این قوانین، شما می توانید هر هفت را دریافت کنید
سیستم های کریستالی یا سنگونی ها. تفاوت دارند
از یکدیگر با نسبت واحدهای مقیاس a، b، c و
زوایای محوری سه احتمال: a b c، a=b c، a=b=c
اجازه
توزیع کردن
همه
کریستالوگرافی
سیستم های مختصات (سنگونی) در سه دسته پایین تر، متوسط ​​و بالاتر.
هر دسته با حضور معینی مشخص می شود
عناصر تقارن بنابراین، برای کریستال های پایین ترین دسته
هیچ محور مرتبه بالاتری وجود ندارد، یعنی محورهای 3، 4 و 6، اما ممکن است وجود داشته باشد
محورهای مرتبه دوم، صفحات و مرکز تقارن.
کریستال های طبقه متوسط ​​دارای محور بالاتری هستند
ترتیب، و همچنین ممکن است محورهای مرتبه دوم، هواپیماها وجود داشته باشد
تقارن، مرکز تقارن.
متقارن ترین بلورها متعلق به بالاترین است
دسته بندی ها. آنها چندین محور مرتبه بالاتر دارند
(سوم و چهارم)، ممکن است محورهای مرتبه دوم وجود داشته باشد،
صفحه و مرکز تقارن با این حال، هیچ محوری وجود ندارد
مرتبه ششم

مفهوم تقارن ناپیوسته و فضایی
گروه
دسترسی
32
کلاس ها
تقارن
کریستالی
چند وجهی نشان می دهد که تمام انواع خارجی
اشکال کریستالی از قوانین تقارن پیروی می کنند.
تقارن ساختار داخلی بلورها، آرایش
ذرات (اتم ها، یون ها، مولکول ها) درون کریستال ها باید
مشکل تر است زیرا شکل خارجی کریستال ها
محدود است و شبکه کریستالی گسترش می یابد
بی نهایت در تمام جهات فضا
قوانین آرایش ذرات در کریستال ها بود
توسط کریستالوگراف بزرگ روسی E.S.
فدوروف در سال 1891. آنها 230 راه پیدا کردند
آرایش ذرات در یک شبکه فضایی - 230
گروه های تقارن فضا

عناصر تقارن شبکه های فضایی
علاوه بر عناصر تقارن که در بالا توضیح داده شد (مرکز
تقارن،
سطح
تقارن،
چرخشی
و
محورهای وارونگی)، در یک محیط گسسته، دیگر
عناصر
تقارن،
مربوط
با
بی نهایت
شبکه فضایی و تکرار دوره ای
در چینش ذرات
انواع جدیدی از تقارن را که فقط در ذاتی هستند در نظر بگیرید
تخفیف سه مورد از آنها وجود دارد: ترجمه، هواپیمای کشویی
بازتاب ها و محور مارپیچ.
ترجمه انتقال همه ذرات در امتداد موازی است
جهت ها در همان جهت به همان
اندازه.
ترجمه یک عنصر ساده از تقارن است،
ذاتی در هر شبکه فضایی.

ترکیب ترجمه با صفحه تقارن
منجر به ظهور صفحه ای از انعکاس چرا می شود،
ترکیب ترجمه با یک محور چرخشی ایجاد می کند
محور پیچ.
صفحه انعکاسی یا صفحه سر خوردن
لغزش چنین صفحه ای است، زمانی که در آن منعکس شود
که، مانند یک آینه، به دنبال ترجمه همراه
جهت نهفته در یک هواپیما معین، بر اساس مقدار
برابر با نیمی از دوره هویت برای یک معین است
جهت ها، تمام نقاط بدن با هم ترکیب می شوند. تحت دوره
هویت، مانند قبل، ما فاصله را درک خواهیم کرد
بین نقاط در امتداد یک جهت (به عنوان مثال،
دوره های a، b، c در یک سلول واحد، دوره هستند
هویت در امتداد محورهای مختصات X، Y، Z).

محور مارپیچ یک خط مستقیم است که چرخش حول آن است
مقداری
گوشه،
متناظر
سفارش
تبرها،
با
ترجمه بعدی در امتداد محور توسط مضربی از
دوره هویت t، نقاط بدن را ترکیب می کند.
تعیین محور مارپیچ در شکل کلی nS است که در آن n
ترتیب محور چرخشی را مشخص می کند (n=1، 2، 3، 4، 6)، و
St/n مقدار ترجمه در طول محور است. در همان زمان، S S=0، 1، 2، 3، 4، 5، 6. بنابراین، برای محور مارپیچ مرتبه دوم
ترجمه t/2 برای محور مارپیچ سوم است
ترتیب کوچکترین انتقال t/3.
تعیین محور مارپیچ مرتبه دوم 21 خواهد بود.
ترکیب ذرات پس از چرخش حول محور رخ خواهد داد
180 درجه و به دنبال آن ترجمه در جهت،
به موازات محور، با t/2.
تعیین محور مارپیچ مرتبه سوم 31 خواهد بود.
با این حال، محورهایی با ترجمه‌ای که مضرب کوچک‌ترین آنها است ممکن است.
بنابراین، یک محور مارپیچ 32 با ترجمه 2t/3 امکان پذیر است.

محورهای 31 و 32 به معنای چرخش حول محور در امتداد 120 درجه است
در جهت عقربه های ساعت و به دنبال آن یک تغییر. این پیچ ها
محورها راست نامیده می شوند. اگر نوبتی انجام شود
در خلاف جهت عقربه های ساعت، سپس محورهای مرکزی تقارن
چپ نامیده می شوند. در این صورت عمل محور 31 سمت راست
یکسان با عملکرد محور 32 چپ و 32 راست - 31
ترک کرد.
محورهای مارپیچ تقارن را نیز می توان در نظر گرفت
مرتبه چهارم و ششم: محورهای 41 و 43 محورهای 61 و 65، 62
و 64. می تواند راست و چپ باشد. اقدام محورهای 21 و 42 و
63 به انتخاب جهت چرخش حول محور بستگی ندارد.
از همین رو
آنها
هستند
خنثی.
مشروط
تعیین محورهای تقارن مارپیچ:

نماد گروه فضایی تقارن
نماد گروه فضا شامل کامل است
اطلاعاتی در مورد تقارن ساختار بلوری در
اولین مکان در نماد گروه فضایی قرار می گیرد
حرف مشخص کننده نوع شبکه Bravais: P ابتدایی،
از جانب
پایه محور،
من
بدن محور، F - صورت محور. AT
همگامی لوزی وجهی حرف R را در وهله اول قرار می دهد.
به دنبال آن یک، دو یا سه عدد یا حرف،
نشان می دهد
عناصر
تقارن
که در
عمده
جهت، مشابه نحوه انجام آن با
ترسیم نماد کلاس تقارن.
اگر در ساختار در هر یک از جهات اصلی
هر دو صفحه تقارن و
محورهای تقارن، اولویت به صفحات داده می شود
تقارن، و به نماد گروه فضا
صفحات تقارن نوشته شده است.

در صورت وجود چندین محور، اولویت داده می شود
محورهای ساده - چرخشی و وارونگی، از آنجا که آنها
تقارن بالاتر از تقارن است
محورهای پیچ
با داشتن نماد گروه فضایی می توان به راحتی
نوع شبکه Bravais، همگامی سلول، عناصر را تعیین کنید
تقارن در جهات اصلی بله فضایی
گروه P42/mnm (گروه های Fedorov از دی هرمی دی تتراگونال
نوع
تقارن،
135
گروه)
سلول Bravais اولیه را در چهار ضلعی مشخص می کند
سنگونی (محور مارپیچ مرتبه چهارم 42 تعیین می کند
همزمانی چهارضلعی).
جهت های اصلی به شرح زیر است:
عناصر تقارن با جهت - محور Z
منطبق بر محور مارپیچ 42 است که عمود بر هم است
تقارن م. در جهت و (محورهای X و Y)
صفحه انعکاس چرا از نوع n واقع شده است
جهت از صفحه تقارن m می گذرد.

نقص در ساختار اجسام کریستالی
نقص های بدن به پویا تقسیم می شوند
(موقت) و ایستا (دائمی).
1. نقص های دینامیکی زمانی بوجود می آیند که
مکانیکی، حرارتی، الکترومغناطیسی
تاثیر بر کریستال
اینها شامل فونون ها - اعوجاج های زمانی است
نظم شبکه ناشی از حرارت
حرکت اتم ها
2. عیوب استاتیک
بین عیوب نقطه ای و گسترده تمایز قائل شوید
ساختارهای بدن

عیوب نقطه: سایت های شبکه غیر اشغالی
(جای خالی)؛ جابجایی یک اتم از یک گره به یک بینا.
ورود یک اتم یا یون خارجی به شبکه.
عیوب گسترده: دررفتگی (لبه و
پیچ)، منافذ، ترک ها، مرزهای دانه،
ریزانکلوژن های یک فاز دیگر برخی از عیوب نشان داده شده است
روی تصویر

خواص اساسی
مواد

خواص اصلی عبارتند از: مکانیکی، حرارتی،
الکتریکی، مغناطیسی و تکنولوژیکی و همچنین آنها
مقاومت در برابر خوردگی.
خواص مکانیکی مواد مشخص کننده امکان آنها است
استفاده در محصولات در معرض
بارهای مکانیکی شاخص های اصلی چنین خواص
به عنوان پارامترهای مقاومت و سختی عمل می کنند. آنها نه تنها به
ماهیت مواد، بلکه در شکل، اندازه و شرایط
سطح نمونه ها، و همچنین حالت های آزمایش، اول از همه،
بر روی نرخ بارگذاری، دما، قرار گرفتن در معرض رسانه و موارد دیگر
عوامل.
استحکام ویژگی مواد برای مقاومت در برابر شکست است و
همچنین تغییر غیر قابل برگشت در شکل نمونه تحت عمل
بارهای خارجی
استحکام کششی - تنش مربوط به حداکثر
(در لحظه تخریب نمونه) به مقدار بار. نگرش
بیشترین نیروی وارد بر نمونه به ناحیه اصلی
سطح مقطع آن را تنش شکست و
σv را نشان می دهد.

تغییر شکل تغییر در آرایش نسبی ذرات در است
مواد ساده ترین انواع آن کشش، فشار، خمش،
پیچ و تاب، جابجایی تغییر شکل - تغییر در شکل و اندازه نمونه در
نتیجه تغییر شکل
پارامترهای تغییر شکل - ازدیاد طول نسبی ε = (l– l0)/l0 (که در آن
l0 و l طول های اولیه و پس از تغییر شکل نمونه)، زاویه برش است
تغییر در زاویه مناسب بین پرتوهای ساطع شده از یک نقطه به داخل
نمونه، زمانی که تغییر شکل داده است. تغییر شکل اگر الاستیک نامیده می شود
پس از برداشتن بار ناپدید می شود، یا پلاستیک، اگر نباشد
ناپدید می شود (غیر قابل برگشت). خواص پلاستیک مواد در
تغییر شکل های کوچک اغلب نادیده گرفته می شوند.
حد الاستیک تنشی است که در آن تغییر شکل‌های باقیمانده (به عنوان مثال.
ه. تغییر شکل های تشخیص داده شده در هنگام تخلیه نمونه).
مقدار تعیین شده توسط مشخصات معمولا پذیرش
تغییر شکل باقیمانده 10-3 ÷10-2٪ است. حد الاستیک σy
ناحیه تغییر شکل های الاستیک مواد را محدود می کند.
مفهوم مدول به عنوان یک مشخصه کشش مواد بوجود آمد
هنگام در نظر گرفتن اجسام الاستیک ایده آل که تغییر شکل آنها به صورت خطی است
به ولتاژ بستگی دارد با کشش ساده (فشرده سازی)
σ = Eε
که در آن E مدول یانگ یا مدول کشش طولی است که
مقاومت مواد در برابر تغییر شکل الاستیک (کششی، فشرده سازی) را مشخص می کند. ε کرنش نسبی است.

هنگام برش در مواد در جهت برش و در امتداد نرمال به آن
فقط تنش های مماسی
که در آن G مدول برشی است که خاصیت ارتجاعی ماده را مشخص می کند
تغییر شکل نمونه که حجم آن ثابت می ماند. γ زاویه است
تغییر مکان.
با فشرده سازی همه جانبه در مواد در همه جهات،
ولتاژ معمولی
که در آن K مدول الاستیسیته توده ای است که مشخص می کند
مقاومت مواد در برابر تغییر حجم نمونه، نه
همراه با تغییر شکل آن؛ ∆ - نسبی
فشرده سازی حجیم
مقدار ثابتی که خاصیت ارتجاعی مواد در
تنش تک محوری، نسبت پواسون است:
جایی که ε' فشرده سازی عرضی نسبی است. ε - نسبی
کشیدگی طولی نمونه

سختی یک ویژگی مکانیکی مواد است،
مجموعه ای که منعکس کننده استحکام، شکل پذیری و همچنین
ویژگی های لایه سطحی نمونه ها خودش را بیان می کند
مقاومت مواد در برابر پلاستیک محلی
تغییر شکلی که زمانی رخ می دهد که بیش از
جسم جامد - دندانه دار. فشار دادن دندانه داخل نمونه با
اندازه گیری بعدی ابعاد چاپ اصلی ترین است
روش فن آوری در ارزیابی سختی مواد. AT
بسته به ویژگی های برنامه بارگذاری، طراحی
دندانه ها و تعیین اعداد سختی روش ها را متمایز می کند
برینل، راکول، ویکرز، شور. هنگام اندازه گیری
ریزسختی مطابق GOST 9450-76 در سطح نمونه
ردپایی از عمق ناچیز باقی می ماند، بنابراین چنین است
این روش زمانی استفاده می شود که نمونه ها به شکل فویل ساخته شوند،
فیلم ها، پوشش هایی با ضخامت کم. روش تعیین
سختی پلاستیک فرورفتگی در نمونه است
نوک کروی با کاربرد متوالی
بارهای مختلف

خوردگی یک فرآیند فیزیکی و شیمیایی تغییر خواص، آسیب است
ساختار و تخریب مواد به دلیل انتقال اجزای آنها به
ترکیبات شیمیایی با اجزای محیطی زیر
آسیب خوردگی به هرگونه نقص ساختاری اشاره دارد
مواد حاصل از خوردگی اگر مکانیکی باشد
اثرات خوردگی مواد را تسریع می کند و خوردگی آنها را تسهیل می کند
تخریب مکانیکی، خوردگی مکانیکی وجود دارد
آسیب مادی. تلفات مواد در اثر خوردگی و هزینه برای
حفاظت از ماشین آلات و تجهیزات در برابر آن به طور مداوم در حال افزایش است
به دلیل تشدید فعالیت تولیدی انسان و
آلودگی محیط زیست توسط زباله های تولیدی
مقاومت مواد در برابر خوردگی اغلب با مشخصه می شود
با استفاده از پارامتر مقاومت در برابر خوردگی - مقدار، متقابل
نرخ خوردگی فنی مواد در یک سیستم خوردگی معین.
مشروط بودن این ویژگی در این است که بر آن صدق نمی کند
مواد، اما به سیستم خوردگی. مقاومت در برابر خوردگی مواد
بدون تغییر سایر پارامترهای سیستم خوردگی قابل تغییر نیست.
حفاظت در برابر خوردگی اصلاحی از خوردگی است
سیستم، منجر به کاهش نرخ خوردگی مواد می شود.

مشخصات دما
مقاومت در برابر حرارت - خاصیت مواد برای حفظ یا کمی
تغییر پارامترهای مکانیکی در دماهای بالا ویژگی
فلزات در برابر اثرات خورنده گازها در بالا مقاومت می کنند
دما را مقاومت حرارتی می نامند. به عنوان یک ویژگی
مقاومت حرارتی مواد قابل ذوب در دمای استفاده
نرم شدن
مقاومت در برابر حرارت - ویژگی مواد برای مقاومت طولانی مدت
تغییر شکل و شکستگی در دماهای بالا. آی تی
مهمترین ویژگی مواد مورد استفاده در
دما T > 0.3 Tm. چنین شرایطی در موتورها اتفاق می افتد
احتراق داخلی، نیروگاه های بخار، توربین های گازی،
کوره های متالورژی و غیره
در دماهای پایین (در فناوری - از 0 تا -269 درجه سانتیگراد) افزایش می یابد
مقاومت استاتیکی و حلقوی مواد، آنها
شکل پذیری و چقرمگی، افزایش حساسیت به شکستگی شکننده.
شکنندگی سرد - افزایش شکنندگی مواد با کاهش در
درجه حرارت. تمایل یک ماده به شکستگی شکننده با تعیین می شود
با توجه به نتایج آزمایش ضربه نمونه های دارای بریدگی هنگام پایین آمدن
درجه حرارت.

انبساط حرارتی مواد با تغییر ابعاد ثبت می شود
و شکل نمونه ها هنگام تغییر دما. برای گازها به دلیل است
افزایش انرژی جنبشی ذرات هنگام گرم شدن برای مایعات
و مواد جامد با عدم تقارن حرارتی همراه است
ارتعاشات اتم ها که به دلیل افزایش فاصله بین اتمی است
دماها افزایش می یابد.
از نظر کمی، انبساط حرارتی مواد مشخص می شود
ضریب دمایی انبساط حجمی:
و مواد جامد - و ضریب دمایی خطی
پسوندها (TKLR):
- تغییرات در اندازه خطی، حجم نمونه ها و
دما (به ترتیب).
شاخص ξ برای تعیین شرایط انبساط حرارتی (معمولا -
در فشار ثابت).
به طور تجربی، αV و αl توسط دیلاتومتری تعیین می‌شوند که مطالعه می‌کند
وابستگی تغییرات اندازه اجسام تحت تأثیر عوامل خارجی.
ویژه ابزار اندازه گیری- دیلاتومترها - متفاوت است
دستگاه حسگرها و حساسیت سیستم های ثبت اندازه ها
نمونه ها.

ظرفیت گرمایی - نسبت مقدار گرمای دریافتی بدن در طول
یک تغییر بی نهایت کوچک در وضعیت آن در هر فرآیند، به
ناشی از آخرین افزایش دما:
با توجه به علائم یک فرآیند ترمودینامیکی که در آن
ظرفیت گرمایی مواد، ظرفیت گرمایی را در حجم ثابت تشخیص می دهد
و در فشار ثابت در طول حرارت ثابت
فشار (فرآیند ایزوباریک) بخشی از گرما صرف انبساط می شود
نمونه، و بخشی - برای افزایش انرژی داخلی مواد. حرارت،
به همان نمونه در حجم ثابت گزارش شده است (فرایند ایزوکوریک)،
فقط صرف افزایش انرژی داخلی مواد می شود.
ظرفیت گرمایی ویژه، J/(kg K)]، نسبت ظرفیت گرمایی به جرم است
بدن تمایز بین حرارت ویژه در فشار ثابت (cp) و
در حجم ثابت (cv). نسبت ظرفیت گرمایی به کمیت
مواد ظرفیت گرمایی مولی (cm)، J / (mol⋅K) نامیده می شوند. برای همه
مواد ср > сv، برای گازهای کمیاب (نزدیک به ایده آل) сmp – сmv =
R (که در آن R = 8.314 J/(mol⋅K) ثابت گاز جهانی است).

رسانایی حرارتی انتقال انرژی از قسمت‌های داغ‌تر بدن به آن است
در نتیجه حرکت حرارتی و فعل و انفعالات کمتر گرم می شود
ریز ذرات این مقدار خود به خودی را مشخص می کند
یکسان سازی دمای جامدات
برای مواد همسانگرد قانون فوریه معتبر است که بر اساس آن
بردار چگالی جریان دما q متناسب و مخالف است
در جهت گرادیان دما T:
که در آن λ رسانایی حرارتی [W/(m K)] بسته به
وضعیت تجمع، ساختار اتمی و مولکولی، ساختار،
دما و سایر پارامترهای مواد
انتشار حرارتی (m2/s) یک معیار است
خواص عایق حرارتی مواد:
جایی که ρ چگالی است. چهارشنبه - گرمای ویژهمواد در
فشار ثابت.

ویژگی های تکنولوژیکی مواد، انطباق را مشخص می کند
مواد به تأثیرات فناوری در طول پردازش به محصولات. دانش
این خصوصیات به شما اجازه می دهد تا به طور معقول و منطقی طراحی و
انجام فرآیندهای تکنولوژیکی تولید محصولات. اصلی
ویژگی های تکنولوژیکی مواد ماشین کاری است
برش و فشار، پارامترهای ریخته گری، جوش پذیری، تمایل به
تغییر شکل و تاب برداشتن در طول عملیات حرارتی و غیره
ماشین کاری با شاخص های زیر مشخص می شود:
کیفیت پردازش مواد - زبری سطح ماشینکاری شده
و دقت ابعادی نمونه، عمر ابزار، مقاومت
برش - سرعت و نیروی برش، نوع تشکیل تراشه. ارزش های
شاخص ها هنگام چرخاندن نمونه ها تعیین می شوند و با آنها مقایسه می شوند
پارامترهای مواد به عنوان استاندارد در نظر گرفته شده است.
ماشینکاری با فشار در فرآیند تکنولوژیکی تعیین می شود
آزمایش مواد برای تغییر شکل پلاستیک روشهای ارزیابی
ماشینکاری تحت فشار به نوع مواد و تکنولوژی آنها بستگی دارد
در حال پردازش. به عنوان مثال، آزمایش های تکنولوژیکی فلزات برای خمش
با خم کردن نمونه ها به یک زاویه از پیش تعیین شده انجام می شود. نمونه در نظر گرفته می شود که مقاومت کرده است
آزمایشات، اگر شکستگی، لایه لایه شدن، پارگی، ترک به نظر نمی رسد.
ورق ها و نوارها برای اکستروژن با استفاده از دستگاه ویژه آزمایش می شوند
مطبوعات. یک سوراخ کروی در نمونه ایجاد می شود که در لحظه طراحی را متوقف می کند
دستیابی به جریان مواد نتیجه با حداکثر تعیین می شود
عمق خوب در نمونه های سالم

ماشینکاری با فشار مواد پودری مشخصه آنهاست
سیالیت، تراکم پذیری و شکل پذیری روش تعیین
سیالیت بر اساس ثبت زمان انقضای نمونه پودر در است
فرآیند ریختن خود به خود از طریق کالیبره شده است
سوراخ قیف این پارامتر میزان پر شدن را کنترل می کند.
قالب های مواد پودری برای درمان فشار.
فشردگی پودر با وابستگی حجم نمونه مشخص می شود
پودر حاصل از فشار - نمودار فشار دادن. شکل پذیری - خاصیت
مواد پودری برای حفظ شکل به دست آمده در فرآیند
فشار دادن
ویژگی های ریخته گری مواد - مجموعه ای از فن آوری
شاخص هایی که شکل گیری ریخته گری را با ریختن مشخص می کند
مواد مذاب در قالب سیالیت -
خاصیت مواد مذاب برای پر کردن قالب بستگی دارد
بر روی ویسکوزیته مذاب، دمای مذاب و قالب، درجه
خیس شدن مذاب دیواره های قالب و غیره بر اساس طول ارزیابی می شود
پر کردن با مذاب یک کانال مستقیم یا مارپیچ در داخل
قالب مخصوص ریخته گری انقباض - کاهش حجم
در طی انتقال از حالت مایع به جامد ذوب می شود. عملا
انقباض به عنوان نسبت ابعاد خطی مربوطه تعریف می شود
قالب ها و ریخته گری ها به صورت ضریب انقباض بدون بعد،
فردی برای هر ماده

جوش پذیری - خاصیت شکل گیری یک ماده
اتصال جوش داده شده که عملکرد آن
مطابق با کیفیت مواد پایه است،
جوش داده شده قابليت جوش بر اساس قضاوت مي شود
نتایج آزمایش نمونه های جوش داده شده و
ویژگی های مواد پایه در منطقه جوش داده شده
درز. قوانین برای تعیین موارد زیر
شاخص های جوش پذیری فلزات: مکانیکی
خواص اتصالات جوش داده شده، حالت های مجاز
جوشکاری قوس الکتریکی و روکش، کیفیت جوش داده شده است
اتصالات و جوش، استحکام طولانی مدت
اتصالات جوش داده شده

کریستالوگرافی علم کریستال ها، اجسام طبیعی کریستالی است. شکل، ساختار داخلی، منشاء، توزیع و خواص مواد کریستالی را مطالعه می کند.

خواص اصلی کریستال ها - ناهمسانگردی، همگنی، توانایی خودسوزی و وجود دمای ذوب ثابت - با ساختار داخلی آنها تعیین می شود.

کریستال ها همه اجسام جامدی هستند که شکل چندوجهی دارند که از آرایش منظم اتم ها حاصل می شود. کریستالوگرافی علم کریستال ها، اجسام طبیعی کریستالی نامیده می شود. شکل، ساختار داخلی، منشاء، توزیع و خواص مواد کریستالی را مطالعه می کند. بلورها همه جامداتی هستند که شکل چندوجهی دارند که از آرایش منظم اتم ها به وجود می آیند. مکعب ها نمونه هایی از کریستال های خوش فرم هستند...

عنوان:

بیش از پنج هزار نوع کریستال شناخته شده است. آنها شکل متفاوتی دارند و تعداد چهره های متفاوتی دارند. شکل یک کریستال مجموع تمام چهره های آن است. یک شکل ساده در کریستالوگرافی مجموعه ای از چهره های یکسان است که توسط عناصر تقارن به هم متصل شده اند. در بین اشکال ساده، فرم های بسته متمایز می شوند که بخشی از فضا را به طور کامل می بندند، به عنوان مثال، یک مکعب، یک هشت وجهی. باز کردن اشکال ساده، به عنوان مثال، منشورهای مختلف، فضا ...

عنوان:

سینگونی (از یونانی σύν، "براساس، با هم"، و γωνία، "زاویه" - به معنای واقعی کلمه "زاویه مشابه") یکی از تقسیمات کریستال ها بر اساس شکل سلول واحد آنها است. Singony شامل گروهی از کلاس های تقارن است که دارای یک عنصر مشترک یا مشخصه تقارن با تعداد واحد جهت واحد است. هفت سنگونی وجود دارد: مکعب، چهار ضلعی (مربع)، مثلثی، شش ضلعی، لوزی، تک کلینیک، سه کلینیک.

عنوان:

"تقارن" در یونانی به معنای "تناسب" (تکرارپذیری) است. اجسام و اجسام متقارن متشکل از قطعات معادل و به درستی تکرار شده در فضا هستند. تقارن کریستال ها به ویژه متنوع است. کریستال های مختلف کم و بیش متقارن هستند. این مهمترین و خاص ترین ویژگی آنها است که منعکس کننده نظم ساختار داخلی است.

عنوان:

از دیدگاه کریستالوگرافی هندسی، کریستال یک چندوجهی است. برای مشخص کردن شکل کریستال ها، از مفهوم عناصر محدودیت استفاده می کنیم. شکل بیرونی کریستال ها از سه عنصر محدود کننده تشکیل شده است: وجه ها (صفحه ها)، لبه ها (خطوط تقاطع چهره ها) و زوایای وجهی.

عنوان:

کریستال ها زمانی به وجود می آیند که یک ماده از هر حالت تجمع به حالت جامد تغییر کند. شرط اصلی برای تشکیل کریستال ها کاهش دما به یک سطح معین است که در زیر آن ذرات (اتم ها، یون ها) با از دست دادن حرکت حرارتی اضافی، خواص شیمیایی ذاتی خود را نشان می دهند و در یک شبکه فضایی گروه بندی می شوند.