Բյուրեղագիտության

Բյուրեղագրություն- գիտություն, որն ուսումնասիրում է բյուրեղները, դրանց հատկությունները, արտաքին ձևը և առաջացման պատճառները, որոնք անմիջականորեն կապված են հանքաբանության, մաթեմատիկայի (կարտեզյան կոորդինատների համակարգ), ֆիզիկայի և քիմիայի հետ (բյուրեղների առաջացման և աճի հարցը): Առաջին աշխատանքները եղել են. կատարված Պլատոնի, Պյութագորասի և այլնի կողմից:

Մինչև 19-րդ դարի սկիզբը բյուրեղագրությունը բնութագրական էր։ Բայց արդեն 19-րդ դարի սկզբին զարգացավ մաթեմատիկան և ֆիզիկան, ուստի իր զարգացումը ստացավ նաև բյուրեղագիտությունը։ Հատկապես 20-րդ դարի կեսերին, նոր տեխնոլոգիաների առաջացման հետ մեկտեղ, բյուրեղագրությունը փորձարարական բնույթ ստացավ (բյուրեղների աճեցում և սինթեզում)։ Մինչ օրս կարելի է առանձնացնել բյուրեղագիտության հետևյալ բաժինները.

Մինչ օրս կարելի է առանձնացնել բյուրեղագիտության հետևյալ բաժինները.

1. Երկրաչափական բյուրեղագրություն- ուսումնասիրում է բյուրեղների արտաքին ձևը և դրանց ներքին կառուցվածքի նախշերը.

2. Բյուրեղների քիմիա- ուսումնասիրում է բյուրեղների ներքին կառուցվածքի և դրանց քիմիական կազմի փոխհարաբերությունները.

3. Ֆիզիկական և քիմիական բյուրեղագրություն– ուսումնասիրում է բյուրեղների առաջացման և աճի օրինաչափությունները.

4. Ֆիզիկական բյուրեղագրություն- ուսումնասիրում է բյուրեղների ֆիզիկական հատկությունները (օպտիկական, ջերմային, էլեկտրական և այլն), որտեղ որոշ ոլորտներ առաջացել են որպես առանձին գիտություններ (բյուրեղային օպտիկա):

Պինդները՝ բյուրեղային և ամորֆ

Պինդները բաժանվում են.

1. ամորֆ, որտեղ տարրական մասնիկները տեղակայված են պատահական, անկանոն, ինչը հանգեցնում է իզոտրոպության հատկության (նյութերի նույն հատկությունները ցանկացած ուղղությամբ) տիրապետելուն։ Ամորֆ մարմիններն անկայուն են և ժամանակի ընթացքում դառնում են բյուրեղային (ապաբյուրեղացում):

2. բյուրեղային, որը բնութագրվում է տարրական մասնիկների պատվիրված դասավորությամբ, որոնք ստեղծում են բյուրեղային կառուցվածք, որը ներկայացված է տարածական ցանցով։

Բյուրեղային (տարածական) վանդակավոր

Բյուրեղյա բջիջ- տարրական մասնիկների մի շարք, որոնք տեղակայված են զուգահեռաբարձերի անսահման բազմության համապատասխան կետերում, որոնք ամբողջությամբ լրացնում են տարածությունը՝ լինելով հավասար, զուգահեռ կողմնորոշված ​​և հարակից ամբողջ երեսներով։ (նկ. 1):

Տարածական ցանցի կառուցվածքի տարրեր.

1. Հանգույցներ- վանդակում որոշակի դիրք զբաղեցնող տարրական մասնիկներ.

2. Շարք- հանգույցների մի շարք, որոնք գտնվում են նույն ուղիղ գծի վրա որոշակի հավասար ընդմիջումով, որը կոչվում է տողի միջակայք:

3. հարթ ցանց- նույն հարթությունում տեղակայված հանգույցների մի շարք:

4. տարրական բջիջ- մեկ զուգահեռական, որի կրկնությունը կազմում է տարածական վանդակ:

Մաթեմատիկոս Օգյուստ Բրավեյն ապացուցեց, որ կարող են լինել միայն 14 սկզբունքորեն տարբեր վանդակներ: Միավոր բջիջների պարամետրերը որոշում են բյուրեղային ցանցի տեսակը:

Բյուրեղյա- պինդ մարմին, որն ունի կանոնավոր բազմանիստ ձև, որի մեջ տարրական մասնիկները կանոնավոր կերպով դասավորված են բյուրեղային ցանցի տեսքով։

Բյուրեղների սահմանափակման տարրեր.

դեմքեր (հարթ ինքնաթիռներ);

կողիկներ (դեմքերի հատման գծեր);

գագաթ (եզրերի հատման կետ):

Բյուրեղի արտաքին ձևի հարաբերությունը ներքին կառուցվածքի հետ

1. Հարթ ցանցերը համապատասխանում են բյուրեղյա երեսներին։

2. Շարքերը համապատասխանում են եզրերին:

3. Հանգույցները համապատասխանում են գագաթներին:

Բայց միայն այն հարթ ցանցերն ու շարքերը համապատասխանում են դեմքերին և եզրերին, որոնք ունեն ամենամեծը ցանցանման խտությունըհարթ ցանցի կամ տողի երկարության միավորի մեկ միավորի վրա գտնվող հանգույցների թիվն է:

Այստեղից Էյլերը դուրս բերեց օրենքը. «Դեմքերի և գագաթների թվի գումարը հավասար է եզրերի թվին գումարած 2»։

Բյուրեղների հիմնական հատկությունները

Բյուրեղների կանոնավոր ներքին կառուցվածքը տարածական վանդակի տեսքով որոշում է նրանց ամենակարևոր հատկությունները:

1. Միատեսակությունբյուրեղի նույն հատկություններն են զուգահեռ ուղղություններով:

2. Անիզոտրոպիա- բյուրեղի տարբեր հատկությունները ոչ զուգահեռ ուղղություններով (օրինակ, եթե հանքանյութը քերծվում է երկարացման երկայնքով, ապա դրա կարծրությունը 4,5 է, իսկ եթե լայնակի ուղղությամբ, ապա կարծրությունը 6 է. -6.5):

3. Ինքնասահմանափակվելու ունակություն– աճի բարենպաստ պայմաններում բյուրեղը ձեռք է բերում կանոնավոր պոլիէդրոնի ձև:

4. Համաչափություն.

Բյուրեղների համաչափություն

Համաչափություն – (հունարեն «sym»-ից՝ նմանատիպ, «metrios»՝ չափում, հեռավորություն, չափ) - բյուրեղի միանման դեմքերի, եզրերի, գագաթների կանոնավոր կրկնություն՝ որոշ օժանդակ երկրաչափական պատկերների նկատմամբ (ուղիղ, հարթություն, կետ): Օժանդակ երկրաչափական պատկերները, որոնց օգնությամբ բացահայտվում է բյուրեղի համաչափությունը, կոչվում են համաչափության տարրեր։

Բյուրեղի համաչափության տարրերը ներառում են սիմետրիայի առանցքը (L - անգլերեն տողից - գիծ), համաչափության հարթությունը (P - անգլերեն խաղից - հարթություն), սիմետրիայի կենտրոնը (C - անգլերենի կենտրոնից - կենտրոն): )

Համաչափության առանցք- ուղիղ գիծ, ​​երբ դրա շուրջը 360 ° պտտվում է, բյուրեղը մի քանի անգամ համակցվում է իր սկզբնական դիրքի հետ:

Պտտման տարրական անկյունը a - կարող է հավասար լինել 60°, 90°, 120°, 180°-ի:

Համաչափության առանցքի կարգը բյուրեղի զուգակցումների քանակն է իր սկզբնական դիրքի հետ 360°-ով պտտվելու ժամանակ։

Բյուրեղի մեջ հնարավոր են երկրորդ, երրորդ, չորրորդ և վեցերորդ կարգի համաչափության առանցքներ։ Հինգերորդ և վեցերորդից ավելի համաչափության առանցք գոյություն չունի: Համաչափության առանցքների կարգը նշվում է L 6 , L 4 , L 3 , L 2 :

Նույն կարգի համաչափության առանցքների հնարավոր թիվը հետևյալն է.

L 2 - 0, 1, 2, 3, 4, 6;

L 4 - 0, 1, 3;

Համաչափության հարթություն- հարթություն, որը բյուրեղը բաժանում է երկու հայելային հավասար մասերի:

Համաչափության կենտրոն- բյուրեղի ներսում գտնվող մի կետ, որտեղ գծերը հատվում և կիսվում են՝ միացնելով բյուրեղի հակառակ միանման դեմքերը, եզրերը կամ գագաթները: Այս սահմանումից բխում է կանոնը. եթե բյուրեղի մեջ կա համաչափության կենտրոն, ապա յուրաքանչյուր դեմք պետք է ունենա հակառակ, հավասար, զուգահեռ և հակադարձ ուղղված դեմք։

Ընդունված է բոլոր հասանելի համաչափության տարրերի ամբողջությունը գրել տողում, առանց դրանց միջև կետադրական նշանների, մինչդեռ նախ նշվում են սիմետրիայի առանցքները՝ սկսած ամենաբարձր կարգից, հետո՝ սիմետրիայի հարթությունից և վերջին տեղը, եթե այդպիսիք կան, գրանցվում է համաչափության կենտրոնը:

Բյուրեղների դասակարգում

Ըստ դրանցում առկա համաչափության տարրերի ամբողջության՝ բյուրեղները միավորվում են դասերի։ Դեռևս 1830 թվականին գիտնական Ֆ. Հեսելը մաթեմատիկական հաշվարկներով եկել է այն եզրակացության, որ բյուրեղներում հնարավոր է համաչափության տարրերի 32 տարբեր համակցություններ։ Դա համաչափության տարրերի բազմությունն է, որը սահմանում է դասը:

Դասերը համակցված են սինգոնեների մեջ: Դասերը, որոնք բնութագրվում են մեկ կամ մի քանի նույնական սիմետրիկ տարրերով, խմբավորվում են մեկ սինգոնիայի մեջ: Սինգոնիում հայտնի 7.

Ըստ համաչափության աստիճանի՝ սինգոնիկները միավորվում են ավելի մեծ ստորաբաժանումների՝ կատեգորիաների՝ բարձր, միջին, ստորին (աղյուսակ)։

Բյուրեղային ձևեր

1. Պարզ - բյուրեղներ, որոնցում բոլոր դեմքերը ունեն նույն ձևը և նույն չափը: Պարզ ձևերի շարքում առանձնանում են.

փակ - ամբողջովին փակել տարածությունը իրենց դեմքերով (կանոնավոր պոլիեդրաներ);

բաց - դրանք ամբողջությամբ չեն փակում տարածությունը և դրանք փակելու համար ներգրավված են այլ պարզ ձևեր (պրիզմաներ և այլն):

2. Պարզ ձևերի համադրություն՝ բյուրեղ, որի վրա մշակված են միմյանցից ձևով և չափերով տարբեր դեմքեր։ Քանի՞ տարբեր տեսակի երեսներ կան բյուրեղի վրա, նույն թվով պարզ ձևեր են մասնակցում այս համադրությանը:

Պարզ ձևերի նոմենկլատուրա

Անվանումը հիմնված է դեմքերի քանակի, դեմքերի ձևի, ձևի հատվածի վրա: Պարզ ձևերի անուններում օգտագործվում են հունարեն տերմիններ.

· մոնո- մեկ, միայն;

· դի, երկ- երկու, երկու անգամ;

· երեք- երեք, երեք, երեք անգամ;

· տետրա- չորս, չորս, չորս անգամ;

· penta- հինգ, հինգ;

· hexa- վեց, վեց;

· օկտա- ութ, ութ;

· դոդեկա- տասներկու-, տասներկու;

· հեդրոն- եզր;

· գոնիո- անկյուն;

· համ- նմանատիպ;

· պինակոս- սեղան, տախտակ;

· cline- լանջին;

· պոլի- շատ;

· ռոքնոս- թեք, անհարթ:

Օրինակ՝ հնգագոնդոդեկահեդրոն (հինգ, անկյուն, տասներկու - 12 հնգանկյուն), քառանկյուն երկբուրգ (քառանկյուն հիմքում և երկու բուրգ):

Բյուրեղագրական առանցքների համակարգեր

Բյուրեղագրական առանցքներ- բյուրեղի եզրերին զուգահեռ ուղղություններ, որոնք վերցված են որպես կոորդինատային առանցքներ x առանցքը III է, y առանցքը II, z առանցքը I է:

Բյուրեղագրական առանցքների ուղղությունները համընկնում են տարածական ցանցի շարքերի հետ կամ զուգահեռ են դրանց։ Ուստի երբեմն I, II, III առանցքների նշանակումների փոխարեն օգտագործվում են a, b, c առանձին հատվածների նշանակումներ։

Բյուրեղագրական առանցքների տեսակները.

1. Ուղղանկյուն եռակողմ համակարգ (նկ. 2). Առաջանում է, երբ ուղղությունները ուղղահայաց են միմյանց: Օգտագործվում է խորանարդ (a=b=c), քառանկյուն (a=b≠c) և ռոմբիկ (a≠b≠c) համակարգերում։

2. Չորս առանցքների համակարգ (նկ. 3). Չորրորդ առանցքը ուղղահայաց կողմնորոշված ​​է, և երեք առանցքները գծված են 120°-ով դրան ուղղահայաց հարթության վրա: Օգտագործվում է վեցանկյուն և եռանկյուն բյուրեղների համար՝ a=b≠c

3. թեքհամակարգ (նկ. 4): a=γ=90°, b≠90°, a≠b≠c. Օգտագործվում է մոնոկլինիկ համակարգի բյուրեղների տեղադրման համար։

4.
Թեք համակարգ (նկ. 5): a≠γ≠b≠90°, a≠b≠c. Օգտագործվում է տրիկլինային բյուրեղների համար:

Ամբողջ թվերի օրենքը

Սա բյուրեղագիտության ամենակարևոր օրենքներից մեկն է, որը նաև կոչվում է Հաուի օրենք, կրկնակի հարաբերակցությունների ռացիոնալության օրենք, պարամետրերի հարաբերակցությունների ռացիոնալության օրենք։ Օրենքն ասում է. «Բյուրեղի ցանկացած երկու երեսով կտրված պարամետրերի կրկնակի հարաբերակցությունները նրա երեք հատվող եզրերին հավասար են ամբողջ թվերի և համեմատաբար փոքր թվերի հարաբերություններին»:

1. Մենք ընտրում ենք O կետում հատվող երեք ոչ զուգահեռ եզրեր: Մենք վերցնում ենք այս եզրերը որպես բյուրեղագրական առանցքներ: (նկ. 6).

2. Բյուրեղի վրա ընտրում ենք A 1 B 1 C 1 և A 2 B 2 C 2 երկու երես, իսկ A 1 B 1 C 1 հարթությունը զուգահեռ չէ A 2 B 2 C 2 հարթությանը, և կետերը գտնվում են. բյուրեղագրական առանցքները.

3. Բյուրեղագրական առանցքների վրա երեսներով կտրված հատվածները կոչվում են դեմքի պարամետրեր: Մեր դեպքում OA 1 , OA 2 , OB 1 , OB 2 , OC 1 , OC 2 :

, որտեղ p, q, r ռացիոնալ և համեմատաբար փոքր թվեր են։

Օրենքը բացատրվում է բյուրեղային ցանցի կառուցվածքով։ Որպես առանցքներ ընտրված ուղղությունները համապատասխանում են տարածական վանդակի շարքերին։

Դեմքի նշաններ

Դեմքի նշան ստանալու համար անհրաժեշտ է բյուրեղը տեղադրել համապատասխան բյուրեղագրական առանցքներում, ապա ընտրել. միայնակ դեմք– դեմք, որի պարամետրերը յուրաքանչյուր բյուրեղագրական առանցքի երկայնքով ընդունվում են որպես չափման միավոր (այլ կերպ ասած՝ որպես մասշտաբի հատված): Արդյունքում, պարամետրերի հարաբերակցությունը կբնութագրի դեմքի դիրքը բյուրեղագրական առանցքներում:

Ավելի հարմար է օգտագործել ոչ թե պարամետրերը, այլ դեմքի ցուցանիշները- մեծություններ հակադարձ պարամետրերին. Ցուցանիշները գրված են գանգուր (օրինակ, պարզ ձևը որպես ամբողջություն բնութագրում է (hkl) կամ (hhl)) կամ փակագծեր (ուղղակիորեն վերաբերում են կոնկրետ դեմքին, օրինակ. (hhl) կամ (հլհ) ) առանց կետադրական նշանների. Եթե ​​ստացվում է բացասական ցուցանիշ, ապա այն կարելի է ցույց տալ վեկտորային նշանով՝ (hkl): Ինդեքսները կարող են նշանակվել նաև թվային արժեքներով, ինչպիսիք են (321), (110) կամ (hk0): «0» - նշանակում է, որ դեմքը զուգահեռ է առանցքին:

Բյուրեղների առաջացման ուղիներըմեջ

Բյուրեղները կարող են առաջանալ նյութի բոլոր ագրեգատային վիճակներից՝ ինչպես բնական, այնպես էլ լաբորատոր պայմաններում։

Գազային վիճակ - ձյան փաթիլներ (սառույցի բյուրեղներ), ցրտահարություն, ափսե, բնածին ծծումբ (հրաբխային ժայթքումների ժամանակ ծծմբի բյուրեղները նստում են խառնարանների պատերին); արդյունաբերության մեջ՝ յոդի, մագնեզիումի բյուրեղներ։ Սուբլիմացիա- գազային նյութից բյուրեղների առաջացման գործընթացը.

Հեղուկ վիճակ - բյուրեղների առաջացում հալից և լուծույթից: Բոլոր ներխուժող ապարների առաջացումը տեղի է ունենում հալոցքներից (թաղանթի մագմատիկ հալվածքներ), երբ հիմնական գործոնը ջերմաստիճանի նվազումն է։ Բայց ամենատարածվածը լուծույթներից բյուրեղների առաջացումն է: Բնության մեջ այս գործընթացները ամենատարածվածն են և ինտենսիվ: Հատկապես չորացող լճերին բնորոշ է լուծույթներից բյուրեղների առաջացումը։

Պինդ վիճակը հիմնականում ամորֆ նյութի բյուրեղայինի անցնելու (ապաբյուրեղացում) գործընթացն է. բնական պայմաններըայս գործընթացները ակտիվ են բարձր ջերմաստիճաններախ և ճնշումներ.

Բյուրեղների առաջացումը

Լուծումները տարբերվում են դրանցում նյութի կոնցենտրացիայի աստիճանից.

չհագեցած (չհագեցած) - կարող եք ավելացնել նյութ, և այն կշարունակի լուծարվել;

հագեցած - նյութի ավելացումը չի հանգեցնում դրա լուծարման, այն նստում է.

գերհագեցած (գերհագեցած) - ձևավորվում է, եթե հագեցած լուծույթը ընկնում է այնպիսի պայմաններում, երբ նյութի կոնցենտրացիան զգալիորեն գերազանցում է լուծելիության սահմանը. լուծիչը սկսում է առաջինը գոլորշիանալ:

Օրինակ՝ NaCl-ի բյուրեղային միջուկի ձևավորումը.

1. Միաչափ բյուրեղ (իոնների ձգողականության շնորհիվ առաջանում է մի շարք), (նկ. 7);

2. 2D բյուրեղյա (հարթ ցանց), (նկ. 8);

3. Առաջնային բյուրեղյա վանդակ (մոտ 8 միավոր բջիջների բյուրեղային միջուկ), (նկ. 9).

Յուրաքանչյուր բյուրեղ ունի իր ձևավորման շղթան (աղի բյուրեղի համար՝ խորանարդ), բայց մեխանիզմը միշտ նույնն է լինելու։ Իրական պայմաններում, որպես կանոն, բյուրեղացման կենտրոն է ծառայում կա՛մ կողմնակի կեղտը (ավազահատիկը), կա՛մ նյութի ամենափոքր մասնիկը, որից կկառուցվի բյուրեղը։

բյուրեղների աճ

Մինչ օրս բյուրեղների աճը նկարագրող երկու հիմնական տեսություն կա: Դրանցից առաջինը կոչվում է Կոսել-Ստրանսկի տեսություն։ (նկ. 10). Համաձայն այս տեսության՝ մասնիկները բյուրեղին միանում են հիմնականում այնպես, որ ամենամեծ էներգիան ազատվում է։ Դա բացատրվում է նրանով, որ ցանկացած գործընթաց ավելի «հեշտ» է ընթանում, եթե էներգիան ազատվում է։

ԲԱՅՑ- էներգիայի առավելագույն քանակն ազատվում է (երբ մասնիկը դիպչում է այս եռանկյունին):

Բ- ավելի քիչ էներգիա կթողարկվի (երկկողմանի անկյուն):

AT- թողարկվում է նվազագույն էներգիա, ամենահավանական դեպքը:

Աճման ընթացքում մասնիկները առաջին հերթին կնվազեն իրենց դիրքերում ԲԱՅՑ, ապա ներս Բև վերջապես ներս AT. Բյուրեղի վրա նոր շերտ չի սկսի աճել, քանի դեռ շերտը ամբողջությամբ չի կառուցվել:

Այս տեսությունը լիովին բացատրում է իդեալական հարթ երեսներով բյուրեղների աճը դեմքերի շերտ առ շերտ աճի մեխանիզմով։

Բայց XX դարի 30-ական թվականներին ապացուցվեց, որ բյուրեղյա երեսները միշտ աղավաղված են կամ ունեն ինչ-որ թերություններ, հետևաբար իրական պայմաններում բյուրեղյա երեսները հեռու են իդեալական հարթ հարթություններից:

Երկրորդ տեսությունն առաջարկել է Գ.Գ. Լեմլեյնը, հաշվի առնելով այն փաստը, որ բյուրեղների դեմքերը իդեալական չեն, մշակել է տեղահանման (դիսլոկացիայի աճ)՝ տեղաշարժի տեսությունը։ Պտուտակային տեղահանման պատճառով բյուրեղային մակերեսի վրա միշտ կա մի «քայլ», որին առավել հեշտությամբ կցվում են աճող բյուրեղի մասնիկները։ Դիսլոկացիայի տեսությունը և, ին մասնավորապես՝ պտուտակների տեղահանման տեսությունը (նկ. 11, 12), միշտ հնարավորություն է տալիս շարունակել դեմքերի աճը, քանի որ միշտ տեղ կա մասնիկի բարենպաստ ամրացման համար տեղահանված բյուրեղային ցանցին: Նման աճի արդյունքում դեմքի մակերեսը ձեռք է բերում պարուրաձեւ կառուցվածք։

Երկու տեսությունները՝ կատարյալ և անկատար բյուրեղային աճը, լրացնում են միմյանց, դրանցից յուրաքանչյուրը հիմնված է նույն օրենքների և սկզբունքների վրա և լիովին թույլ է տալիս բնութագրել բյուրեղային աճի բոլոր խնդիրները։

Ֆասետային աճի տեմպ

Եզրային հարվածի արագություն- իր հարթությանը նորմալ հատվածի արժեքը, որի վրա տվյալ դեմքը շարժվում է մեկ միավոր ժամանակում (նկ. 13).

Տարբեր բյուրեղյա երեսների աճի տեմպերը տարբեր են: Ավելի մեծ հարվածի արագություն ունեցող երեսները աստիճանաբար նվազում են չափերով, փոխարինվում են աճող դեմքերով ցածր արագությամբ և կարող են ամբողջությամբ անհետանալ բյուրեղյա մակերեսից: (նկ. 14). Առաջին հերթին բյուրեղի վրա զարգանում են ամենաբարձր ցանցային խտությամբ դեմքերը։

Ծայրամասի աճի տեմպը կախված է բազմաթիվ գործոններից.

ներքին և արտաքին: Ներքին գործոններից դեմքերի աճի տեմպի վրա ամենամեծ ազդեցությունն ունի դրանց ցանցային խտությունը, որն արտահայտվում է Բրավեի օրենքով.

Աճող բյուրեղի ձևի վրա ազդող գործոններ

Գործոնները բաժանվում են ներքին (ինչն ուղղակիորեն կապված է իոնների կամ ատոմների կամ բյուրեղային ցանցի հատկությունների հետ) և արտաքին՝ ճնշման, ինչպես նաև.

1. Համակենտրոնացման հոսքեր.Երբ բյուրեղը աճում է լուծույթում, նրա մոտ կա մի փոքր ավելի բարձր ջերմաստիճանի շրջան (մասնիկները կցվում են այնպես, որ հնարավորինս շատ էներգիա ազատվի) և լուծույթի խտությամբ (աճող բյուրեղը սնվում է) (նկ. 15): ) Երբ լուծարվում է, ամեն ինչ հակառակն է լինում։

Հոսքերը երկակի դեր են խաղում. հոսքերը, որոնք անընդհատ վեր են շարժվում, բերում են նյութի նոր մասեր, բայց նրանք նաև աղավաղում են բյուրեղների ձևը: Կերակրումը տեղի է ունենում միայն ներքևից, ավելի քիչ՝ կողքերից և գրեթե ոչ մի վերևից։ Բյուրեղները լաբորատոր պայմաններում աճեցնելիս փորձում են բացառել կոնցենտրացիայի հոսքերի ազդեցությունը, ինչի համար կիրառում են տարբեր մեթոդներ՝ բյուրեղների դինամիկ աճի մեթոդ, լուծույթի արհեստական ​​խառնման եղանակ և այլն։

2. Լուծույթի կոնցենտրացիան և ջերմաստիճանը. Միշտ ազդեք բյուրեղների ձևի վրա:

Լուծույթի կոնցենտրացիայի ազդեցությունը շիբի բյուրեղների ձևի վրա (կոնցենտրացիան աճում է 1-ից 4).

1 - բյուրեղ՝ ութանիստի տեսքով;

2.3 - մի քանի պարզ ձևերի համադրություն.

4 - ութանիստ դեմքի գերակշռող զարգացումով բյուրեղ, ձևը մոտենում է գնդաձևին:

Ջերմաստիճանի ազդեցությունը էպսոմիտի վրա.

Ջերմաստիճանի բարձրացմամբ էպսոմիտային բյուրեղները ձեռք են բերում ավելի հաստ պրիզմատիկ ձև, իսկ ցածր ջերմաստիճանում՝ բարակ ոսպնյակ։

3. Օտար նյութերի կեղտեր. Օրինակ, շիբի ութանիստը վերածվում է խորանարդի, երբ աճում է բորակի խառնուրդով լուծույթում:

4. Ուրիշներ.

Ճակատային անկյունների կայունության օրենքը

Դեռևս 17-րդ դարի կեսերին՝ 1669 թվականին, դանիացի գիտնական Ստենոն ուսումնասիրեց մի քանի քվարց բյուրեղներ և հասկացավ, որ որքան էլ բյուրեղը աղավաղված լինի, երեսների միջև անկյունները մնում են անփոփոխ։ Սկզբում օրենքին սառնասրտորեն վերաբերվեցին, բայց Լոմոնոսովի և ֆրանսիացի գիտնական Ռոմեու-Դելիլի 100 տարվա հետազոտությունից հետո, միմյանցից անկախ, հաստատեցին այս օրենքը։

Մինչ օրս օրենքը այլ անուն ունի՝ Ստենո-Լոմոնոսով-Հռոմ-Դելիլի օրենք): Դեմքի անկյունների կայունության օրենքը. «Նույն նյութի բոլոր բյուրեղներում համապատասխան երեսների և եզրերի միջև անկյունները հաստատուն են»: Այս օրենքը բացատրվում է բյուրեղային ցանցի կառուցվածքով։

Դեմքերի միջև անկյունները չափելու համար օգտագործվում է գոնիոմետր սարք (նման է անկյունաչափի և քանոնի խառնուրդին)։ Ավելի ճշգրիտ չափումների համար օպտիկական գոնիոմետրը, որը հորինել է E.S. Ֆեդորովը։

Իմանալով նյութի բյուրեղի երեսների միջև եղած անկյունները՝ հնարավոր է որոշել նյութի բաղադրությունը:

Բյուրեղների միաձուլումներ

Բյուրեղների միջբուծությունների շարքում առանձնանում են երկու հիմնական խմբեր.

1. Անկանոն - բյուրեղների փոխկապակցված և միմյանց միջև չկողմնորոշված ​​բյուրեղներ տարածության մեջ (դրուզներ):

2. Կանոնավոր:

զուգահեռ;

երկվորյակներ.

Զուգահեռ միացումբյուրեղները նույն նյութի մի քանի բյուրեղներ են, որոնք կարող են լինել տարբեր չափերի, բայց միմյանց զուգահեռ կողմնորոշված, այս միացման բյուրեղային վանդակը ուղղակիորեն կապված է մեկի մեջ:

գավազան համատեղ- փոքր քվարց բյուրեղները աճում են ավելի մեծ բյուրեղի հետ միասին:

Դուբլի

Կրկնակի- երկու բյուրեղների բնական միջաճը, որում մի բյուրեղը մյուսի հայելային պատկերն է, կամ երկվորյակի կեսը հեռացվում է մյուսից՝ պտտվելով 180 °: Միներալոգիայի տեսանկյունից ցանկացած երկվորյակում միշտ տեսանելի է ներքին վերադարձի անկյունը։ (նկ. 16):

Երկվորյակ տարրեր.

1. Երկվորյակ հարթություն - հարթություն, որում արտացոլված են երկվորյակի երկու մասեր:

2. Երկվորյակ առանցք – առանցք, որի շուրջը պտտվելիս երկվորյակի մի կեսը վերածվում է երկրորդի։

3. Միաձուլման հարթություն - այն հարթությունը, որի երկայնքով երկվորյակի երկու մասերը հարում են միմյանց: Հատուկ դեպքերում զույգ հարթությունը և միաձուլման հարթությունը համընկնում են, բայց շատ դեպքերում դա այդպես չէ։

Երկվորյակի բոլոր երեք տարրերի համակցությունն ու բնույթը որոշում են զույգացման օրենքները՝ «սպինել», «գալական» և այլն։

Բողբոջող երկվորյակներՄեկ բյուրեղը աճում է մեկ այլ բյուրեղի միջով: Եթե ​​ներգրավված են մի քանի բյուրեղներ, համապատասխանաբար տարբերվում են թիերը, քառապատիկները և այլն: (կախված բյուրեղների քանակից):

Պոլիսինթետիկ երկվորյակներ- զույգ բյուրեղների շարք, որոնք դասավորված են այնպես, որ յուրաքանչյուր երկու հարակից բյուրեղները գտնվում են միմյանց երկվորյակ կողմնորոշմամբ, իսկ մեկով անցնող բյուրեղները կողմնորոշված ​​են միմյանց զուգահեռ. (նկ. 17):

Բնական բյուրեղների վրա պոլիսինթետիկ թվինինգը հաճախ դրսևորվում է բարակ զուգահեռ ելքի (երկկողմանի) տեսքով:

Բնական բյուրեղների ձևեր

Բյուրեղների շարքում ընդունված է տարբերակել.

· իդեալական- այն բյուրեղները, որոնցում նույն պարզ ձևի բոլոր երեսները չափերով, ձևով, բյուրեղի կենտրոնից հեռավորությամբ նույնն են.

· իրական- հանդիպել իդեալական ձևերից որոշակի շեղումների.

Բնական (իրական) բյուրեղներում նույն ձևի դեմքերի անհավասար զարգացումը ավելի ցածր համաչափության տպավորություն է թողնում։ (նկ. 18):

Իրական բյուրեղներում դեմքերը հեռու են մաթեմատիկորեն ճիշտ հարթություններից, քանի որ իրական բյուրեղների երեսին կան տարբեր բարդություններ ստվերների, նախշերի, փոսերի, աճի տեսքով, այսինքն. քանդակներ. Հատկացնել՝ մանրահատակի նմանվող նախշ, ստվերում դեմքին, վիկինալներ (դրանք բյուրեղի երեսի փոքր հատվածներ են՝ դեմքի ուղղությունից մի փոքր շեղված)։ Իրական բյուրեղներում բյուրեղների բարդ ձևերը շատ տարածված են:

Նորմալ աճի պայմաններից շեղվելիս. կմախքի բյուրեղներ- բյուրեղներ, որոնց վրա հիմնականում զարգացած են եզրերն ու գագաթները, իսկ դեմքերը հետ են մնում զարգացումից (օրինակ՝ ձյան փաթիլները): Հակակմախքային բյուրեղներ- երեսակները հիմնականում զարգացած են, մինչդեռ եզրերն ու գագաթները հետ են մնում զարգացումից (բյուրեղը ձեռք է բերում կլորացված ձև, ադամանդը շատ հաճախ հանդիպում է այս ձևով):

Կան նաև ոլորված բյուրեղներ՝ ճեղքված, դեֆորմացված։

Բյուրեղների ներքին կառուցվածքը

Բյուրեղների ներքին կառուցվածքը շատ հաճախ զոնալ է։ Ամեն փոփոխություն քիմիական բաղադրությունըլուծումը, որտեղ բյուրեղը աճում է, առաջացնում է իր սեփական շերտը: Զոնային կառուցվածքը պայմանավորված է պուլսացիաներով և կերային լուծույթների քիմիական բաղադրության փոփոխություններով, այսինքն. կախված նրանից, թե ինչ է կերել բյուրեղը իր երիտասարդության մեջ, այն կփոխվի, օրինակ, գոտիների գույնը:

Լայնակի կոտրվածքում նկատվում է հատվածային կառուցվածք, որը սերտորեն կապված է գոտիավորման հետ և պայմանավորված է միջավայրի բաղադրության փոփոխություններով։

Ներառությունները բյուրեղների մեջ

Բոլոր ընդգրկումները բաժանվում են միատարր և տարասեռ: Դրանք նաև ըստ ձևավորման ժամանակի բաժանվում են.

1. Մնացորդային (մասունք) - պինդ փուլ, որը ներկայացնում է մի նյութ, որը գոյություն է ունեցել նույնիսկ բյուրեղի աճից առաջ:

2. Սինգենետիկ - ընդգրկումներ, որոնք առաջացել են բյուրեղների աճի հետ:

3. Էպիգենիկ - առաջանում է բյուրեղների առաջացումից հետո:

Բյուրեղագրության համար մեծ հետաքրքրություն են ներկայացնում մնացորդային և սինգենետիկ ընդգրկումները:

Բյուրեղներում ընդգրկումների ուսումնասիրման մեթոդներ

Ի.Պ. Էրմակովը և Յու.Ա. Դոլգովը մեծ ներդրում է ունեցել ընդգրկումների ուսումնասիրության մեջ, և այսօր բյուրեղներում ընդգրկումները ուսումնասիրելու երկու հիմնական մեթոդ կա.

1. Համասեռացման մեթոդ- մեթոդների խումբ, որը հիմնված է ներածությունների միատարր վիճակի վերածելու սկզբունքի վրա. որպես կանոն, դա ձեռք է բերվում ջեռուցման միջոցով: Օրինակ, բյուրեղի մեջ փուչիկները հեղուկ են, և երբ տաքացվում են որոշակի ջերմաստիճանում, դրանք դառնում են միատարր, այսինքն. հեղուկը դառնում է գազ։ Հիմնականում այս մեթոդն աշխատում է թափանցիկ բյուրեղների վրա։

2. Ապակոդավորման մեթոդ- ջերմաստիճանը և ճնշումը փոխելով բյուրեղը և նրա ներդիրները դուրս են բերվում հավասարակշռությունից և ներդիրները հասցվում են պայթյունի։

Արդյունքում տվյալներ են ստացվում ներփակված գազերով, հեղուկներով կամ պինդ ֆազով բյուրեղի առաջացման ջերմաստիճանի և ճնշման մասին՝ ներառման տեսքով։

Ուղարկել ձեր լավ աշխատանքը գիտելիքների բազայում պարզ է: Օգտագործեք ստորև ներկայացված ձևը

Ուսանողները, ասպիրանտները, երիտասարդ գիտնականները, ովքեր օգտագործում են գիտելիքների բազան իրենց ուսումնառության և աշխատանքի մեջ, շատ շնորհակալ կլինեն ձեզ:

Տեղակայված է http://www.allbest.ru/ կայքում

1 . ընդհանուր բնութագրերըերկրաբանական առարկաներ

Միներալոգիայի, բյուրեղագիտության և պետրոգրաֆիայի գիտությունները պատմականորեն առանձնացել են երկրի զարգացման նյութական կազմի, կառուցվածքի և պատմության գիտությունից, որը կոչվում է. երկրաբանություն.

Բյուրեղագրությունուսումնասիրում է տարբեր միներալներ կազմող բյուրեղների առաջացումը, ձևը և ֆիզիկաքիմիական հատկությունները։

Մետաղագրություն- գիտություն, որն ուսումնասիրում է մետաղների կառուցվածքն ու հատկությունները և կապ է հաստատում դրանց կազմի, կառուցվածքի և հատկությունների միջև։

Միներալոգիաաչքի ընկավ որպես հանքանյութեր կոչվող բնական քիմիական միացությունների գիտություն։ Միներալոգիան ուսումնասիրում է միներալների բաղադրությունը և կառուցվածքը, դրանց առաջացման և փոփոխության պայմանները։

Պետրոգրաֆիա- գիտություն ապարների, դրանց կազմի, կառուցվածքի, դասակարգման, առաջացման պայմանների մասին.

Այս գիտությունները անքակտելիորեն կապված են մետալուրգիական և այլ ոլորտների գործնական կարիքների հետ։ Չկա մի արդյունաբերություն, որտեղ հանքանյութեր չօգտագործվեն բնական ձև, կամ դրանցից ստացված որևէ բաղադրիչ: Արդյունաբերության տարբեր ճյուղերում աշխատող մասնագետներին անհրաժեշտ են օգտակար հանածոների, դրանց բաղադրության, տարբեր հատկությունների և գործնական կիրառման ոլորտների իմացությունը:

Միններալներկոչել ֆիզիկաքիմիական տարբեր պրոցեսների արդյունքում (առանց որևէ միջամտության) երկրի ընդերքում, ջրային թաղանթում կամ մթնոլորտում առաջացած քիմիական տարրերը կամ միացությունները։

Հանքանյութերը կարող են լինել մեկը քիմիական տարրադամանդ (C); գրաֆիտ (C); ծծումբ (S); ոսկի (Au) կամ կարող են լինել հաստատուն կամ փոփոխական կազմի միացություններ.

Մշտական ​​բաղադրությամբ միացություններ (ավալանշի սպառ; քվարց, կալցիում)

Փոփոխական բաղադրության միացություններ. օլիվիններ՝ Mg 2 (SiO 4) ֆորստերիտից մինչև Fe 2 (SiO 4) ֆայալիտ:

Հանքանյութերի մեծ մասը պինդ, բյուրեղային նյութեր են։ Չնայած առանձին միներալներ հայտնաբերվում են կրիպտոկրիստալային (սովորաբար կոլոիդային ցրված) վիճակում։

Բնության մեջ օգտակար հանածոները կարող են ցրվել մանր մասնիկների տեսքով կամ առկա լինել խոշոր կլաստերներում։ Միևնույն ժամանակ, նույն նյութի հանքանյութերը կարող են հայտնվել տարբեր ձև. Սա դժվարություններ է առաջացնում ցանկացած ապարում ընդգրկված միներալների արտաքին որոշման հարցում։

Ներկայումս հայտնի են մոտ 3800 տարբեր օգտակար հանածոներ, որոնցից միայն 250-300-ն են տարածված և ունեն գործնական արժեք։ Սրանք սև, գունավոր մետաղների և հազվագյուտ մետաղների հանքաքարեր են, արտադրության հումք. Շինանյութեր, քիմիական արդյունաբերության հումք, թանկարժեք և այլ քարեր։

Քանի որ օգտակար հանածոներն ունեն ատոմների ճիշտ կանոնավոր դասավորություն՝ շնորհիվ իրենց բյուրեղային կառուցվածքի, հեղուկների, գազերի, արհեստական պինդ մարմիններև բնական մթնոլորտային նյութեր:

Հանքանյութերը միմյանցից տարբերվում են քիմիական կազմով և բյուրեղային կառուցվածքով։

Հանքանյութերը, որոնք ունեն նույն բյուրեղային կառուցվածքը, բայց տարբերվում են քիմիական բաղադրությամբ, կոչվում են իզոմորֆ.

Նույն քիմիական բաղադրությամբ, բայց տարբեր բյուրեղային կառուցվածքով միներալները կոչվում են պոլիմորֆ(պոլիմորֆ միներալների օրինակ՝ ադամանդ և գրաֆիտ):

1.1 Միներալների մորֆոլոգիա (բնության մեջ օգտակար հանածոների հայտնաբերման ձևեր)

Բնության մեջ հանքանյութերը հանդիպում են հետևյալ ձևերով.

միայնակ բյուրեղներ;

Կրկնակի;

միավորներ.

doppelgängerկոչվում է երկու բյուրեղների այնպիսի բնական միջաճը, որի դեպքում մեկ անհատը կարող է ստացվել մյուսից կամ որոշակի հարթության մեջ (երկվորյակ) արտացոլման կամ որոշակի առանցքի շուրջը պտտվելու միջոցով (երկվորյակ):

Ամենից հաճախ հանքանյութերը առաջանում են պատահական անկանոն ագրեգատների տեսքով։ ագրեգատներ.Ագրեգատները կարող են բաղկացած լինել մեկ հանքանյութի (միանինալ ագրեգատներ) կամ մի քանի ագրեգատներից (պոլիմիներալ ագրեգատներ) բյուրեղներից։

Ագրեգատները բաժանվում են.

Կոպիտ հատիկավոր (ավելի քան 5 մմ);

Միջին հատիկավոր (1-5 մմ);

Մանրահատիկ (1 մմ-ից պակաս):

Ագրեգատները կազմող հատիկների ձևերն են՝ թեփուկավոր, թելքավոր, հողեղեն։ Առանձնացվում են ագրեգատների հետևյալ ձևաբանական տեսակները.

Դրուզները լավ ձևավորված բյուրեղների միջաճիճ են՝ տարբեր բարձրությամբ և տարբեր կողմնորոշված, բայց մի ծայրով կցված են ընդհանուր հարթ կամ գոգավոր հիմքի վրա։

Սեկրեցները հանքային գոյացություններ են, որոնք լրացնում են ապարների բացերը: Դատարկությունների լրացումը տեղի է ունենում դրանց պատերին նյութերի աստիճանական նստեցման արդյունքում՝ ծայրամասից դեպի կենտրոն։

Կոնկրետներ - կլորացված ձևի գոյացություններ, որոնք սովորաբար ունեն ճառագայթային ճառագայթային կամ թաղանթային կառուցվածք: Ի տարբերություն սեկրեցիայի, նյութի նստեցումը տեղի է ունենում կենտրոնից դեպի ծայրամաս:

Օոլիտները փոքր գնդաձև գոյացություններ են՝ համակենտրոն պատյան կառուցվածքով։

Պսեւդոլիթներ - գոյացություններ, որոնք իրենց ձևով նման են օոլիտներին, բայց չունեն համակենտրոն պատյան կառուցվածք:

Դենդրիտները ծառի նմանվող ագրեգատներ են, որոնք նման են պտերի տերևներին, ծառի ճյուղերին:

1.2 Ֆիզիկական հատկություններհանքանյութեր

Հանքանյութերի հիմնական ֆիզիկական հատկությունները, որոնք հնարավորություն են տալիս դրանք որոշել արտաքին հատկանիշներով, ներառում են՝ գույն, գծի գույն, երանգ, փայլ, թափանցիկության աստիճան, կարծրություն, ճեղքվածք, կոտրվածք, տեսակարար կշիռ, մագնիսականություն, փխրունություն, ճկունություն, ճկունություն և այլն:

Գույնհանքանյութերի բնորոշ ֆիզիկական հատկություններից է։ Նույն հանքանյութի համար, կախված քիմիական բաղադրությունից, կառուցվածքից, մեխանիկական և քիմիական կեղտերից, գույնը կարող է բազմազան լինել: Գույնով կարելի է դատել օգտակար հանածոների առաջացման պայմանները և դրանց պատկանելությունը որոշակի հանքավայրին։

Ակադեմիկոս Ա.Է. Ֆերսմանը առանձնացնում է հանքային գույների երեք տեսակ՝ իդիոխրոմատիկ, ալոխրոմատիկ և կեղծխրոմատիկ։

Իդիոխրոմատիկ - հանքանյութի սեփական գույնը:

Ալոխրոմատիկ - հանքանյութում օտար մեխանիկական կեղտերի ներդիրների առկայության հետևանք:

Pseudochromatic - ցանկացած ներքին ճեղքերից լույսի ճառագայթների ցրման ֆենոմեն:

Գծի գույնը- հանքանյութի թողած հետքը չփայլած ճենապակյա ափսեի վրա: Սա մանրացված հանքային փոշու գույնն է:

գունաթափում- այն երևույթը, երբ հանքանյութը, բացի բարակ մակերեսային շերտի հիմնական գույնից, ունի լրացուցիչ գույն:

Ճեղքվածք- որոշ միներալների հատկությունը ճեղքվելու կամ պառակտվելու որոշակի հարթությունների երկայնքով հարթ, հարթ, փայլուն մակերեսների ձևավորմամբ:

1.3 Հանքանյութերի ծագումը (մոտբնության մեջ միներալների առաջացում)

Հանքանյութերի ձևավորման գործընթացները կարելի է բաժանել հետևյալի.

1) էնդոգեն (առաջանում է երկրի ներսում և կապված է մագմատիկ գործունեության հետ);

2) էկզոգեն (առաջանում է երկրի մակերեսին, դրսևորվում է մթնոլորտային նյութերի և ջրային լուծույթների մակերեսի ազդեցությամբ, ինչպես նաև օրգանիզմների կենսաքիմիական ակտիվությամբ (օքսիդացում, քայքայում).

3) Մետամորֆ (առաջանում է նախկինում ձևավորված ապարների փոխակերպման արդյունքում, երբ փոխվում են ֆիզիկական և քիմիական պայմանները.

Պարագենեհէհանքանյութեր.

Պարագենեզը հանքանյութերի համատեղ առաջացումն է բնության մեջ՝ պայմանավորված դրանց առաջացման ընդհանուր գործընթացով։ Հանքանյութերը կարող են առաջանալ հաջորդաբար կամ միաժամանակ:

1.4 ՊչափագրությունԻ

Պետրոգրաֆիա- գիտություն, որն ուսումնասիրում է ապարները, դրանց հանքային և քիմիական կազմը, կառուցվածքը, բաշխումը և առաջացման պայմանները:

ժայռերկոչվում են քիչ թե շատ հաստատուն քիմիական և հանքային բաղադրությամբ հանքային ագրեգատներ, որոնք զբաղեցնում են երկրակեղևի զգալի տարածքներ։ Ժայռերը կարող են լինել մոնոմիներալ՝ բաղկացած մեկ միներալից և պոլիմիներալ, որոնք ներառում են մի քանի հանքանյութեր։

Մոնոմինալժայռեր՝ կրաքար և մարմար (բաղկացած է հանքային կալցիտից), քվարցիտ (բաղկացած է քվարցից)։

Պոլիմիներալժայռեր՝ գրանիտ (հիմնական ապարաստեղծ միներալներն են ֆելդսպաթները (միկրոկլին, օրթոկլազ, պլագիոկլազ), քվարցը և միկան (բիոտիտ, մուսկովիտ)։

Հայտնի են մոտ հազար տեսակի ապարներ, որոնք, ըստ առաջացման (ծագման) պայմանների, բաժանվում են երեք դասի.

1. հրավառ(կամ սխալ): Դրանք առաջանում են Երկրի աղիքներում կամ նրա մակերեսի վրա սառած մագմայից, բնորոշ բարձր ջերմաստիճան գոյացություններ են։

2. Նստվածքային.Դրանք լցված և վերափոխված արտադրանք են նախկինում ձևավորված ապարների, օրգանիզմների մնացորդների և նրանց նյութափոխանակության արտադրանքների ոչնչացման արդյունքում. Նստվածքային ապարների առաջացումը տեղի է ունենում Երկրի մակերևույթի վրա սովորական ջերմաստիճանի և նորմալ ճնշման դեպքում, հիմնականում ջրային միջավայրում։

3. Մետամորֆիկ.Առաջանում են մեծ խորություններում՝ նստվածքային և հրային ապարների փոփոխությունների հետևանքով տարբեր էնդոգեն պրոցեսների (բարձր ջերմաստիճան և ճնշում, մագմայից արտազատվող գազային նյութեր և այլն) ազդեցության տակ։

2 . Բյուրեղագիտության հիմունքներ

Բյուրեղագրությունը բաժանվում է երկրաչափական բյուրեղագրության, բյուրեղաքիմիական և ֆիզիկական բյուրեղագրության։

Երկրաչափական բյուրեղագրությունհաշվի է առնում դրանց բյուրեղները կազմող բյուրեղային նյութերի կառուցման ընդհանուր օրինաչափությունները, ինչպես նաև բյուրեղների համաչափությունն ու սիստեմատիկան։

բյուրեղային քիմիաուսումնասիրում է բյուրեղային նյութի կառուցվածքների և քիմիական հատկությունների փոխհարաբերությունները, ինչպես նաև բյուրեղների կառուցվածքների նկարագրությունը

Ֆիզիկական բյուրեղագրություննկարագրում է բյուրեղների ֆիզիկական հատկությունները (մեխանիկական, օպտիկական, ջերմային, էլեկտրական և մագնիսական):

2 .1 Հիմունքներերկրաչափական բյուրեղագրություն

Բյուրեղային վիճակի առանձնահատկությունները. «Բյուրեղ» բառը միշտ կապված է այս կամ այն ​​ձևի պոլիէդրոնի գաղափարի հետ: Այնուամենայնիվ, բյուրեղային նյութերը բնութագրվում են ոչ միայն որոշակի ձևի գոյացումներ տալու ունակությամբ: Բյուրեղային մարմինների հիմնական հատկանիշը նրանց անիզոտրոպիա- մի շարք հատկությունների (առաձգական ուժ, ջերմային հաղորդունակություն, սեղմելիություն և այլն) կախվածությունը բյուրեղի ուղղությունից.

Կրիպողպատներ- պինդ մարմիններ, որոնք ձևավորվել են երկրաչափական կանոնավոր պոլիեդրների տեսքով:

ա) քարի աղ բ) քվարց; գ) մագնետիտ

Նկար 1. Բյուրեղներ

Բյուրեղների սահմանափակման տարրերն են՝ հարթություններ. դեմքեր;եզրային հատման գծեր - կողիկներ; եզրային հատման կետեր - գագաթները.

Տեղակայված է http://www.allbest.ru/ կայքում

Տեղակայված է http://www.allbest.ru/ կայքում

Նկար 2. Բյուրեղների սահմանափակման տարրեր

Բյուրեղներում տարրական մասնիկները (ատոմներ, իոններ կամ մոլեկուլներ) գտնվում են տարածական ցանցի տեսքով։

Տարածական վանդակը զուգահեռ զուգահեռ գագաթների գագաթներում տեղակայված կետերի համակարգ է, որոնք զուգահեռ են և կից են ամբողջ երեսներով՝ առանց տարածությունը լրացնող բացերի։

Նկար 3. Բյուրեղի տարածական վանդակ

հանքային բյուրեղային պլաստիկ մետաղ

Բյուրեղի տարածական ցանցը կազմող տարրական զուգահեռականները կոչվում են տարրական բջիջներ.

Նման բջիջի պարամետրերն են՝ երեք անկյուն՝ որպես հիմնական առանցքներ վերցված, և այս առանցքների երկայնքով հանգույցների միջև հեռավորությունների երեք հատվածներ (A, B, C):

Նկար 4. Միավոր բջիջների պարամետրերը

Բյուրեղներում մասնիկների որոշակի դասավորությունը տարածական վանդակի տեսքով որոշում է բյուրեղային նյութերի մի շարք հատուկ հատկություններ՝ միատարրություն, անիզոտրոպություն, ինքնակտրվելու ունակություն, այսինքն. աճում են կանոնավոր պոլիեդրների տեսքով):

Միատեսակություննշանակում է, որ բյուրեղների հատկությունները նույնն են նրա բոլոր կետերում։

Անիզոտրոպիաբյուրեղները տարբեր ուղղություններով իրենց ֆիզիկական հատկությունների մեծ մասի (մեխանիկական, օպտիկական և այլն) անհավասարության մեջ են:

Ինքնասահմանափակվելու ունակությունկայանում է նրանում, որ աճի բարենպաստ պայմաններում նրանք ձևավորում են կանոնավոր պոլիեդրաներ, որոնց երեսները տարածական ցանցի հարթ ցանցեր են։

Եթե ​​անկանոն ձևով բյուրեղների կտոր տեղադրեք համապատասխան պայմաններով լուծույթի մեջ, ապա որոշ ժամանակ անց այն ձեռք կբերի եզրեր և կընդունի այս նյութի բյուրեղներին բնորոշ կանոնավոր բազմանիստ ձև։

Խորանարդ ժայռային աղի բյուրեղից կտրված գնդակի վերածումը հագեցած լուծույթի մեջ խորանարդ բյուրեղի:

Գծապատկեր 5. Փոխակերպման սխեմա

Հանքանյութի բյուրեղները առավել հաճախ բնութագրվում են որոշակի տեսակի դեմքերի առկայությամբ, չնայած հազվադեպ դեպքերում նույն հանքանյութի բյուրեղների արտաքին ձևերը կարող են տարբերվել՝ կախված ձևավորման պայմաններից:

Բյուրեղների ուսումնասիրության համար մեծ նշանակություն ունեն երկրաչափական բյուրեղագրության օրենքները։

Առաջին օրենք.Ճակատային անկյունների կայունության օրենքը-Սթենի օրենքըՆույն նյութի տարբեր բյուրեղների համար, անկախ չափից և ձևից, համապատասխան երեսների միջև տվյալ պայմաններում հաստատուն է:

Նկար 6. Տարբեր քվարց բյուրեղներ

Երկրորդ օրենք-պարամետրային հարաբերությունների ռացիոնալության օրենքը։ Այուի օրենք.

Մեկ բյուրեղի վրա կարելի է գտնել միայն այնպիսի թվեր, որոնց երեսների պարամետրերը վերաբերում են պարզ ձևի դեմքերի պարամետրերին, որոնք ընդունված են որպես հիմնական, որպես ռացիոնալ թվեր:

Բյուրեղների համաչափություն

Բյուրեղների համաչափությունկայանում է այս բյուրեղի նույնական դեմքերի, եզրերի, անկյունների կանոնավոր կրկնության մեջ:

Պայմանական պատկերները, որոնց նկատմամբ նկատվում է համաչափություն, կոչվում են համաչափության տարրեր։ Դրանք ներառում են՝ համաչափության հարթություն, համաչափության առանցք, կենտրոն և գագաթ:

Համաչափության հարթություն- սա երևակայական հարթություն է, որը բաժանում է բյուրեղային բազմանիստը երկու հավասար մասերի, որոնցից մեկը մյուսի հայելային պատկերն է:

Համաչափության հարթությունների թիվը բյուրեղներում նշվում է համաչափության հարթության պայմանական նշանի՝ P տառի դիմաց գտնվող թվով։

Բյուրեղները չեն կարող ունենալ համաչափության ինը հարթություններ:

Համաչափության առանցք- երևակայական ուղիղ գիծ, ​​որն անցնում է բյուրեղի միջով և, երբ պտտվում է 360 °-ով, գործիչը զուգակցվում է իր հետ որոշակի քանակությամբ անգամ (n անգամ): Առանցքի անվանումը կամ նրա կարգը որոշվում է բյուրեղի առանցքի (360 աստիճան) շուրջ ամբողջական պտույտի ժամանակ կոմբինացիաների քանակով։

Բյուրեղներն ունեն երկրորդ, երրորդ, չորրորդ և վեցերորդ կարգի առանցքներ։

Համաչափության առանցքները նշվում են L տառով և նշանով, որը ցույց է տալիս համաչափության առանցքի կարգը (L 1, L 2, L 3, L 4, L 6):

Բացի սիմետրիայի սովորական առանցքներից, կան հակադարձ և հայելային-պտտվող առանցքներ։ Եթե ​​դրանք առկա են, պատկերն իր հետ հավասարեցնելու համար, առանցքի շուրջ պտույտը պետք է ուղեկցվի տվյալ առանցքի շուրջը 180 ° պտույտով (ինվերսիա) կամ հարթությունից հայելային արտացոլումով:

Համաչափության կենտրոն Գկոչվում է կետ, որը կիսում է իր միջով անցնող ցանկացած գիծ՝ գծված գործչի դեմքերի հետ հատման կետին:

1867 թվականին Ա.Վ. Գադոլինը մաթեմատիկորեն ցույց տվեց, որ հնարավոր է բյուրեղային ձևերի 32 տեսակի համաչափության առկայությունը, որոնցից յուրաքանչյուրին բնորոշ է համաչափության տարրերի որոշակի համակցություն։

Բյուրեղների համաչափության բոլոր տեսակները բաժանվում են երեք կատեգորիաների՝ ստորին, միջին և բարձր: Ամենացածր կատեգորիայի բյուրեղները չունեն ավելի բարձր կարգի առանցքներ՝ երկրորդից բարձր. միջին կատեգորիան բնութագրվում է ավելի բարձր կարգի մեկ առանցքով, ամենաբարձրը՝ մի քանի նման առանցքներով։ Կատեգորիաները բաժանված են բյուրեղային համակարգերի կամ սինգոնիաների:

Սինգոնիանույն կարգի առանցքների միևնույն քանակով համաչափության տարրերի մի շարք է։ Ընդհանուր առմամբ կան յոթ սինգոներ՝ տրիկլինիկ, մոնոկլինիկ, ռոմբիկ, եռանկյուն, վեցանկյուն, խորանարդ, քառանկյուն։

Ամենացածր կատեգորիան ներառում է երեք սինգոներ՝ տրիկլինիկ, մոնոկլինիկ և ռոմբիկ: Տրիկլինիկ բյուրեղային համակարգի բյուրեղներում չկա ոչ առանցքներ, ոչ համաչափության հարթություններ. սիմետրիայի կենտրոնը նույնպես կարող է բացակայել: Մոնոկլինիկ բյուրեղները կարող են ունենալ և՛ առանցք, և՛ համաչափության հարթություն, բայց չեն կարող ունենալ համաչափության մի քանի առանցք կամ հարթություն։ Ռոմբիկ համակարգը բնութագրվում է սիմետրիայի մի քանի տարրերի առկայությամբ՝ մի քանի առանցքների կամ հարթությունների։

Բարձր համաչափության բյուրեղների առաջացման համար անհրաժեշտ պայման է դրանց բաղկացուցիչ մասնիկների համաչափությունը։ Քանի որ մոլեկուլների մեծ մասը սիմետրիկ չեն, բարձր համաչափությամբ բյուրեղները կազմում են հայտնի ընդհանուր թվի միայն մի փոքր մասը:

Հայտնի են բազմաթիվ դեպքեր, երբ նույն նյութը գոյություն ունի տարբեր բյուրեղային ձևերով, այսինքն. տարբերվում է ներքին կառուցվածքով, հետևաբար՝ իր ֆիզիկաքիմիական հատկություններով։ Նման երեւույթը կոչվում է պոլիմորֆիզմ.

Բյուրեղային մարմինների շրջանում երեւույթը նույնպես հաճախ է նկատվում իզոմորֆիզմ- ատոմների, իոնների կամ մոլեկուլների հատկությունը բյուրեղային ցանցում միմյանց փոխարինելու՝ խառը բյուրեղներ առաջացնելով։ Խառը բյուրեղները կատարելապես միատարր խառնուրդներ են պինդ նյութերփոխարինման պինդ լուծումներ են։ Հետևաբար, կարելի է ասել, որ իզոմորֆիզմը փոխարինող պինդ լուծումներ ձևավորելու ունակությունն է։

Բյուրեղային ձևեր

Բացի համաչափության տարրերից, բյուրեղներին բնորոշ է նաև արտաքին ձևը։ Այսպիսով, խորանարդը և ութանիստը ունեն նույն համաչափության տարրերը, բայց արտաքին ձևը և դեմքերի թիվը տարբեր են:

բյուրեղյա ձևնրա բոլոր դեմքերի հավաքածուն է: Տարբերակել պարզ և բարդ ձևերը:

պարզ ձևկոչվում է այնպիսի ձև, որի բոլոր երեսները միմյանց հետ կապված են համաչափության տարրերով, կամ այլ կերպ ասած՝ սրանք բյուրեղներ են, որոնք բաղկացած են սիմետրիկ դասավորվածություն ունեցող միանման դեմքերից (խորանարդ, ութանիստ, քառաեդրոն)

Պարզ ձևերը կարող են լինել կամ փակելով տիեզերական ցիկլը (փակ ձևեր) կամ բաց, ոչ թե փակել տարածությունը բոլոր կողմերից:

Բաց պարզ ձևերը ներառում են.

Միաձույլ, դիեդրոն, պինանոիդ, բուրգեր, պրիզմաներ

Փակ պարզ ձևերը ներառում են.

Դիպիրամիդներ, ռոմբոեդրոն, քառաեդրոն, խորանարդ, ութանիստ և այլն:

Նկար 7. Պարզ բյուրեղյա ձևեր

Բարդ ձև կամ համադրությունկոչվում է այնպիսի ձև, որը բաղկացած է երկու կամ ավելի պարզ ձևերից, այսինքն. բյուրեղյա դեմքերը մի քանի տեսակի են, և դրանք փոխկապակցված չեն համաչափության տարրերով:

Բյուրեղների պարզ և բարդ ձևերը բնության մեջ չափազանց հազվադեպ են: Իրական բյուրեղների շեղումները նկարագրված պարզ ձևերից առաջանում են դեմքերի անհավասար զարգացմամբ՝ բյուրեղի ձևավորման վրա այն միջավայրի պայմանների ազդեցության պատճառով, որում այն ​​ձևավորվում է։

Երբեմն, առանձին առանձին բյուրեղների առաջացմանը զուգընթաց, առաջանում են դրանց զանազան միջբուծություններ։ Նման դեպքերից մեկը երկու կամ ավելի բյուրեղների զույգ ձևավորումն է, որոնք միասին աճում են սխալ դիրքում: Նման գործընթացը կոչվում է թվինինգ. Նման միջաճի ձևավորումը սովորաբար պայմանավորված է բյուրեղացման գործընթացի տարբեր բարդություններով (ջերմաստիճանի փոփոխություն, լուծույթների կոնցենտրացիա և այլն):

Կան առաջնային (բյուրեղացման ժամանակ առաջացող) երկվորյակներ և երկրորդական երկվորյակներ, որոնք առաջանում են ցանկացած ազդեցության արդյունքում։

Բացի մեկ նյութի բյուրեղների միջաճից, հնարավոր է բյուրեղների կանոնավոր միջաճ. տարբեր նյութերկամ մեկ նյութի պոլիմորֆ ձևափոխումներ, որոնք բյուրեղանում են տարբեր սինգոնիաներում։ Այս գործընթացը կոչվում է. էպատաքսիա.

3 . Բյուրեղային քիմիայի հիմունքները

Բյուրեղների ներքին կառուցվածքը, ի վերջո, որոշում է նրա բոլոր առանձնահատկությունները՝ բյուրեղների ձևը, ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները:

Տարածական վանդակ- սա կետերի համակարգ է, որը գտնվում է հավասար զուգահեռ կողմնորոշված ​​և հարակից զուգահեռականների գագաթներում ամբողջ երեսներով՝ լրացնելով տարածությունը առանց բացերի:

Տիեզերական վանդակը բաղկացած է հավասար չափի և ձևի զուգահեռականների (տարրական բջիջների) անսահման բազմությունից։ Ֆրանսիացի գիտնական Օ. Բրեյվը 1855 թվականին հաստատեց, որ գոյություն ունի միայն 14 տեսակի տարածական ցանցեր (Նկար 8): Այս բջիջները բաժանված են երկու խմբի.

1) Պրիմիտիվ, որի բոլոր հանգույցները գտնվում են միայն տարրական բջիջների գագաթներում:

2) Բարդ հանգույցներ, որոնք տեղակայված են ոչ միայն տարրական բջիջների գագաթներում, այլև դեմքերի, եզրերի և ծավալի վրա:

1 - տրիկլինիկ;

2 և 3 - մոնոկլինիկա;

4,5,6 և 7 - ռոմբիկ;

8 - վեցանկյուն;

9 - rhombohedral;

10 և 11 - քառանկյուն;

12,13 և 14-ը խորանարդ են:

Նկար 8. Տասնչորս տարածական վանդակավոր O. Brave

Բացի բյուրեղների կառուցվածքի վերը նշված դասակարգումներից՝ ըստ տարածական ցանցերի տեսակի, կա բյուրեղների կառուցվածքի բաժանում տեսակների. քիմիական կապերբյուրեղի ատոմների միջև:

Կան քիմիական կապերի հետևյալ տեսակները.

Ա) իոնային

Բ) մետաղ

Բ) կովալենտ կամ մոլեկուլային

Դ) Van - der - Waals կամ մնացորդային

Դ) ջրածին

Իոնային (հետերոբևեռ) կապը նկատվում է իոնային բյուրեղային կառուցվածքներում և առաջանում է երկու միատեսակ լիցքավորված իոնների միջև։ Իոնային կապերով միացությունները լավ են լուծվում ջրային լուծույթներում։ Նման միացումները լավ չեն անցկացնում էլեկտրականությունը:

կովալենտային(հոմեոպոլային) կապն իրականացվում է ատոմային և մասամբ իոնային բյուրեղային կառույցներում՝ հարևան ատոմներում ընդհանուր էլեկտրոնների հայտնվելու պատճառով։ Այս կապը շատ ամուր է, ինչը բացատրում է միներալների կարծրության բարձրացումը կովալենտային կապով։ Այս կապով օգտակար հանածոները լավ մեկուսիչներ են և չեն լուծվում ջրում:

մետաղականկապը դրսևորվում է միայն ատոմային շենքերում։ Բնութագրվում է նրանով, որ ատոմների միջուկները գտնվում են բյուրեղային ցանցի հանգույցներում, կարծես ընկղմված են ազատ էլեկտրոններից բաղկացած գազի մեջ, որոնք շարժվում են գազի մասնիկների նման։ Ատոմը նվիրաբերում է իր էլեկտրոնները և դառնում դրական լիցքավորված իոն։ Տրված էլեկտրոնները ոչ մի ատոմի չեն վերագրվում, այլ, ասես, ընդհանուր օգտագործման մեջ են։

Այս կապը որոշում է կառուցվածքի ուժը: Էլեկտրոնների ազատ տեղաշարժը որոշում է հետևյալ հատկությունները՝ լավ էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակություն, մետաղական փայլ, ճկունություն (օրինակ՝ բնիկ մետաղներ)

Վան - der-Վալս (մնացորդային)կապը երկու մոլեկուլների միջև է: Չնայած յուրաքանչյուր մոլեկուլ էլեկտրաստատիկորեն չեզոք է, և բոլոր լիցքերը հավասարակշռված են դրանում, շատ մոլեկուլներ դիպոլ են, այսինքն. մոլեկուլի բոլոր դրական լիցքավորված մասնիկների ծանրության կենտրոնը չի համընկնում բոլոր բացասական լիցքավորված մասնիկների ծանրության կենտրոնի հետ։ Արդյունքում մեկ մոլեկուլի տարբեր մասեր ձեռք են բերում որոշակի լիցք։ Դրա շնորհիվ երկու մոլեկուլների միջև առաջանում են մնացորդային կապեր։ Վան դեր Վալսի ուժերը շատ փոքր են. Այս կապով բյուրեղային կառուցվածքները լավ դիէլեկտրիկներ են, դրանք բնութագրվում են ցածր կարծրությամբ և փխրունությամբ: Այս տեսակի կապը բնորոշ է օրգանական միացություններին։ Այսպիսով, կարելի է ասել, որ կապի բնույթը որոշում է բյուրեղային նյութերի բոլոր հիմնական հատկությունները։

Պետք է նշել, որ բյուրեղները կարող են ունենալ մեկ տեսակի կապ, այդպիսի բյուրեղները կոչվում են հոմոդեսմիկև կապերի խառը տեսակները, այդպիսի բյուրեղները կոչվում են հետերոդեմիկ.

Մի շարք միներալներում (սառցե բյուրեղներում) կարևոր դեր են խաղում ջրածնային կապերը։ Առաջանում են մեկ մոլեկուլի ջրածնի ատոմի հարևան մոլեկուլների ազոտի, թթվածնի, քլորի ատոմի փոխազդեցության արդյունքում։ Ջրածնային կապերն ավելի ամուր են, քան վան դեր Վալսի կապերը, բայց շատ ավելի թույլ են, քան բոլոր այլ տեսակի կապերը:

3 .1 Ատոմային և իոնային շառավիղներ: Համակարգումation համարը։ Կառուցվածքային մոտիվներ

Տարբեր միներալների բյուրեղային կառուցվածքները կազմող ատոմներն ու իոնները գտնվում են միմյանցից տարբեր հեռավորությունների վրա։ Այս արժեքները կախված են իոնային լիցքից, թերմոդինամիկական պայմաններից և այլն:

Այս արժեքը կոչվում է ատոմային (իոնային շառավիղ): Ատոմային (ևմեկ) շառավիղկոչվում է նվազագույն հեռավորություն, որով տվյալ ատոմի ոլորտի կենտրոնը կարող է մոտենալ հարևան ատոմների մակերեսին։

Տրված ատոմը (իոնը) շրջապատող մոտակա ատոմների (իոնների) թիվը կոչվում է համակարգման համարը.

Բյուրեղային կառուցվածքները պատկերելու երեք եղանակ կա.

1 Կառույցները գնդերով պատկերելու մեթոդ.

2 Գնդիկների ծանրության կենտրոնները գծելով կառուցվածքների պատկերման մեթոդը:

3 Կառուցվածքների ներկայացման մեթոդ կոորդինացիոն պոլիեդրներով - այս մեթոդը հարմար է բարդ կառուցվածքների ներկայացման համար։ Քանի որ տարբեր հանքանյութեր բաղկացած են տարբեր ձևերի բյուրեղային կառուցվածքներից (ութանիստ, խորանարդ և այլն):

Բյուրեղային նյութերի կառուցվածքը որոշվում է ինչպես կոորդինացիոն պոլիեդրների ձևով, այնպես էլ դրանց համակցված փոխազդեցության բնույթով, այսինքն. կառուցվածքի մոտիվը.

Կան կառույցների հետևյալ շարժառիթները.

1 Կառույցի համակարգման մոտիվը.Այս դեպքում բոլոր կոորդինացիոն պոլիեդրաները միմյանց հետ կապված են ընդհանուր դեմքերով և եզրերով:

2 կղզիoh մոտիվ կառուցվածքը.Առանձին կոորդինացիոն պոլիեդրաները միմյանց չեն դիպչում և կապված են ընդհանուր կատիոնների և անիոնների միջոցով։

3 Շղթայի և ժապավենի մոտիվներկառույցները։ Այս դեպքում կոորդինացիոն պոլիեդրաները միմյանց հետ կապված են մեկ ուղղությամբ ձգված անվերջ շղթաներով։

4 շերտավոր մոտիվկառույցները։ Կոորդինացիոն պոլիեդրաները միմյանց հետ կապված են երկու հարթություններում անսահման շերտերով: Շերտի ներսում առանձին պոլիեդրաները մոտ են միմյանց։ Առանձին շերտերը գտնվում են միմյանցից զգալի հեռավորության վրա:

5 Շրջանակի մոտիվկառույցները։ Այս դեպքում բոլոր կոորդինացիոն ֆիգուրները միմյանց հետ կապված են միայն մեկ գագաթներով շրջանակների մեջ, որոնք անսահման են երեք հարթություններում:

Բյուրեղային ամրացման կառուցվածքների մոտիվը որոշում է բազմաթիվ ֆիզիկական հատկություններ:

Այսպիսով, բյուրեղային նյութերի ֆիզիկական հատկությունները որոշվում են հիմնականում բյուրեղային կառուցվածքները կազմող ատոմների և իոնների բաղադրությամբ (հատուկ քաշը, գույնը), կապի տեսակը (էլեկտրական հաղորդունակություն, ջերմային հաղորդունակություն, կարծրություն, ճկունություն, լուծելիություն) , և կառուցվածքի մոտիվը (կարծրություն):

4 . Բյուրեղների թերությունները

Մետաղական բյուրեղները սովորաբար փոքր են: Հետեւաբար, մետաղական արտադրանքը բաղկացած է շատ մեծ քանակությամբ բյուրեղներից:

Նման կառուցվածքը կոչվում է բազմաբյուրեղ: Բազմաբյուրեղային ագրեգատում առանձին բյուրեղները չեն կարողանում ճիշտ ձև ստանալ: Բազմաբյուրեղային ագրեգատի մեջ անկանոն ձևի բյուրեղները կոչվում են հատիկներ, կամ բյուրեղներ. Սակայն այս պայմանը միակը չէ։ Սառը պլաստիկ դեֆորմացիան (գլորում, գծում և այլն) հանգեցնում է հացահատիկի արտոնյալ կողմնորոշմանը (հյուսվածք). Արտոնյալ կողմնորոշման աստիճանը կարող է տարբեր լինել և տատանվում է պատահական բաշխումից մինչև մի վիճակ, որտեղ բոլոր բյուրեղները կողմնորոշված ​​են նույն կերպ:

Բյուրեղացման ժամանակ ջերմության շատ դանդաղ հեռացմամբ, ինչպես նաև այլ հատուկ մեթոդների օգնությամբ կարելի է մետաղի կտոր ստանալ, որը միաբյուրեղ է, այսպես կոչված. մեկ բյուրեղյա. Մեծ չափերի (մի քանի հարյուր գրամ կշռող) միաբյուրեղները պատրաստվում են գիտական ​​հետազոտությունների, ինչպես նաև տեխնոլոգիայի որոշ հատուկ ճյուղերի (կիսահաղորդիչներ) համար։

Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ հացահատիկի ներքին բյուրեղային կառուցվածքը ճիշտ չէ։

Բյուրեղներում ատոմների իդեալական դասավորությունից շեղումները կոչվում են թերություններ.Նրանք մեծ, երբեմն որոշիչ ազդեցություն ունեն բյուրեղային նյութերի հատկությունների վրա։

Առանձին ատոմների սխալ դասավորությունը բյուրեղային ցանցում ստեղծում է կետային թերություններ.Նույն ատոմներից բաղկացած բյուրեղում, օրինակ, մետաղական բյուրեղի մեջ, ցանցի որոշ հատվածում ատոմներից մեկը կարող է բացակայել: Նրա տեղում կլինի խոռոչ, շուրջը՝ աղավաղված կառույց։ Նման թերությունը կոչվում է թափուր աշխատատեղ.Եթե ​​տվյալ նյութի ատոմը կամ անմաքրության ատոմը ընկնում է ցանցի տեղամասերում ատոմների միջև, ապա ներդրման թերություն(Նկար 9):

Պատկերն ավելի է բարդանում մետաղական բյուրեղից իոնայինի անցնելու ժամանակ։ Այստեղ պետք է դիտարկել էլեկտրոնեյտրալությունը, հետևաբար, արատների առաջացումը կապված է լիցքերի վերաբաշխման հետ։ Այսպիսով, կատիոնային թափուր տեղի ի հայտ գալը ուղեկցվում է անիոնային թափուր տեղանքի առաջացմամբ; Այս տեսակի թերությունը իոնային բյուրեղներում կոչվում է թերություն Շոտկի. Իոնի ներմուծումն ինտերստիցիալ տեղամաս ուղեկցվում է իր նախկին տեղում թափուր աշխատատեղի առաջացմամբ, որը կարելի է համարել հակառակ նշանի լիցքավորման կենտրոն, այստեղ մենք ունենք թերություն. Ֆրենկելը. Այս անունները տրվել են ի պատիվ ավստրիացի գիտնական Շոտկիի և խորհրդային ֆիզիկոս Յա.Ի. Ֆրենկելը։

Կետային թերությունները առաջանում են տարբեր պատճառներով, այդ թվում՝ մասնիկների ջերմային շարժման արդյունքում։ Թափուր տեղերը կարող են շարժվել բյուրեղի շուրջ՝ հարևան ատոմն ընկնում է դատարկության մեջ, նրա տեղը ազատվում է և այլն։ Սա բացատրում է դիֆուզիոն պինդ մարմիններում և աղի և օքսիդի բյուրեղների իոնային հաղորդունակությունը, որոնք նկատելի են դառնում բարձր ջերմաստիճաններում։

Բացի բյուրեղներում դիտարկվող կետային թերություններից, միշտ կան նաև տեղահանումներ- ատոմների շարքերի տեղաշարժի հետ կապված թերություններ. Դիսլոկացիաները եզրային և պտուտակավոր են: Առաջինները պայմանավորված են ատոմներով լցված հարթությունների կոտրվածքով. երկրորդը` դրան ուղղահայաց առանցքի փոխադարձ տեղաշարժով: Դիսլոկացիաները կարող են շարժվել բյուրեղի շուրջ; այս գործընթացը տեղի է ունենում բյուրեղային նյութերի պլաստիկ դեֆորմացիայի ժամանակ:

Պատկերացրեք, որ ինչ-ինչ պատճառներով բյուրեղային ցանցում ատոմների հավելյալ կես հարթություն է հայտնվել, այսպես կոչված. արտաինքնաթիռ(Նկար 10): Նման հարթության 3-3 եզրը ձևավորվում է գծի թերություն(անկատարություն) վանդակի, որը կոչվում է եզրերի տեղահանում.Եզրերի տեղաշարժը կարող է երկարությամբ տարածվել վանդակի հազարավոր պարամետրերի վրա, այն կարող է լինել ուղիղ, բայց կարող է նաև թեքվել այս կամ այն ​​ուղղությամբ: Սահմանում այն ​​կարող է պտտվել պարույրի մեջ՝ ձևավորելով պտուտակային տեղաշարժ։ Դիսլոկացիայի շուրջ առաջանում է առաձգական վանդակավոր աղավաղման գոտի: Խոտանի կենտրոնից մինչև վանդակի տեղը առանց աղավաղման հեռավորությունը վերցված է տեղահանման լայնությանը հավասար, այն փոքր է և հավասար է մի քանի ատոմային հեռավորությունների:

ա - թափուր աշխատատեղեր; բ - փոխարինված ատոմ; ներկառուցված ատոմ

Նկար 9. Կետային թերությունների սխեման

Նկար 10. Դիսլոկացիա բյուրեղային ցանցում

Նկար 11. Դիսլոկացիայի տեղափոխում

Դիսլոկացիաների շրջանում վանդակի աղավաղման պատճառով (Նկար 11, ա) վերջինս հեշտությամբ տեղաշարժվում է չեզոք դիրքից, իսկ հարևան հարթությունը, անցնելով միջանկյալ դիրքի (Նկար 11, բ), վերածվում է հավելյալի. հարթություն (Նկար 11, գ), ձևավորելով շեղում եզրային ատոմների երկայնքով: Այսպիսով, տեղաշարժը կարող է շարժվել (ավելի ճիշտ՝ փոխանցվել ռելե մրցավազքի նման) որոշակի հարթության (սայթաքման հարթության) երկայնքով, որը գտնվում է էքստրապլանին ուղղահայաց։ Ժամանակակից պատկերացումների համաձայն, սովորական մաքուր մետաղներում տեղահանման խտությունը, այսինքն. 1 սմ 3-ում տեղահանումների թիվը գերազանցում է մեկ միլիոնը։Մետաղների մեխանիկական հատկությունները կախված են տեղաշարժերի քանակից և հատկապես շարժվելու և բազմապատկելու կարողությունից։

Այսպիսով, բյուրեղային կառուցվածքի օրինաչափությունը խախտվում է երկու տեսակի արատներով՝ կետ ( թափուր աշխատատեղեր) և գծային ( տեղահանումներ) Թափուր տեղերը անընդհատ շարժվում են վանդակի մեջ, երբ նրան հարող ատոմն անցնում է «անցքի» մեջ՝ թողնելով իր հին տեղը դատարկ։ Ատոմների ջերմաստիճանի և ջերմային շարժունակության աճը մեծացնում է նման իրադարձությունների թիվը և ավելացնում թափուր աշխատատեղերի թիվը:

Գծային թերությունները չեն շարժվում ինքնաբուխ և քաոսային, ինչպես թափուր աշխատատեղերը: Սակայն մի փոքր լարումը բավական է, որպեսզի տեղաշարժը սկսի շարժվել՝ կազմելով հարթություն, իսկ հատվածում՝ սայթաքման գիծ։ ԻՑ(Նկար 12): Ինչպես նշվեց վերևում, տեղաշարժերի շուրջ ստեղծվում է աղավաղված բյուրեղյա ցանցի դաշտ: Բյուրեղային ցանցի աղավաղման էներգիան բնութագրվում է այսպես կոչված Բուրգերների վեկտոր.

Նկար 12. Կտրող հարթություն (C) որպես տեղաշարժի շարժման հետք (A-A); B-էքստրապլան

Եթե ​​դիսլոկացիայի + շուրջ գծված է ABCD եզրագիծը (Նկար 13), ապա BC եզրագծի հատվածը բաղկացած կլինի վեց հատվածից, իսկ AB հատվածը՝ հինգից: Տարբերությունը BC-AD=b, որտեղ b-ը Բուրգերի վեկտորի մեծությունն է: Եթե ​​մի քանի տեղահանումներ (բյուրեղային ցանցի աղավաղման գոտիներ, որոնք համընկնում կամ միաձուլվում են) շրջագծվում են եզրագծով, ապա դրա արժեքը համապատասխանում է յուրաքանչյուր տեղահանման Burgers վեկտորների գումարին: Դիսլոկացիաները տեղափոխելու ունակությունը կապված է Burgers վեկտորի մեծության հետ:

Նկար 13. Գծային տեղահանման համար Burgers վեկտորի որոշման սխեման

4.1 Մակերեւութային թերություններ

Մակերեւութային ցանցի թերությունները ներառում են կուտակման անսարքությունները և հատիկների սահմանները:

Փաթեթավորման թերություն.Սովորական ամբողջական դիսլոկացիայի շարժման ժամանակ ատոմները հաջորդաբար դառնում են մի հավասարակշռության դիրքից մյուսը, իսկ մասնակի տեղաշարժի ժամանակ ատոմները տեղափոխվում են նոր դիրքեր, որոնք բնորոշ չեն տվյալ բյուրեղային ցանցին։ Արդյունքում նյութի մեջ հայտնվում է փաթեթավորման թերություն։ Stacking խզվածքների տեսքը կապված է մասնակի տեղաշարժերի շարժման հետ:

Այն դեպքում, երբ կուտակման խզվածքի էներգիան մեծ է, դիսլոկացիայի բաժանումը մասնակիների էներգետիկ առումով անբարենպաստ է, իսկ այն դեպքում, երբ կուտակման խզվածքի էներգիան ցածր է, տեղաշարժերը բաժանվում են մասնակիների, իսկ շարվածքը. նրանց միջև սխալ է հայտնվում. Ցածր կուտակման խզման էներգիա ունեցող նյութերն ավելի ամուր են, քան կուտակման խզման բարձր էներգիայով նյութերը:

հացահատիկի սահմաններընեղ անցումային շրջան են երկու անկանոն ձևով բյուրեղների միջև: Հացահատիկի սահմանների լայնությունը, որպես կանոն, կազմում է 1,5–2 միջատոմային հեռավորություն։ Քանի որ հատիկների սահմաններում գտնվող ատոմները տեղաշարժված են հավասարակշռության դիրքից, հացահատիկի սահմանների էներգիան մեծանում է: Հացահատիկի սահմանային էներգիան էապես կախված է հարևան հատիկների բյուրեղային ցանցերի սխալ կողմնորոշման անկյունից: Փոքր սխալ կողմնորոշման անկյուններում (մինչև 5 աստիճան) հացահատիկի սահմանային էներգիան գործնականում համաչափ է սխալ կողմնորոշման անկյան հետ: 5 աստիճանը գերազանցող սխալ կողմնորոշման անկյուններում հատիկների սահմաններում տեղաշարժերի խտությունը դառնում է այնքան բարձր, որ տեղահանման միջուկները միաձուլվում են:

Հացահատիկի սահմանային էներգիայի (Egr) կախվածությունը սխալ կողմնորոշման անկյունից (q): qsp 1 և qsp 2 - հատուկ սահմանների սխալ կողմնորոշման անկյուններ:

Հարևան հատիկների սխալ կողմնորոշման որոշակի անկյուններում հացահատիկի սահմանների էներգիան կտրուկ նվազում է։ Հացահատիկի նման սահմանները կոչվում են հատուկ: Համապատասխանաբար, սահմանների սխալ կողմնորոշման անկյունները, որոնց դեպքում սահմանների էներգիան նվազագույն է, կոչվում են հատուկ անկյուններ։ Հացահատիկի մաքրումը հանգեցնում է մետաղական նյութերի էլեկտրական դիմադրողականության բարձրացմանը և դիէլեկտրիկների և կիսահաղորդիչների էլեկտրական դիմադրողականության նվազմանը:

5 . Ատոմային-բյուրեղային կառուցվածք

Ցանկացած նյութ կարող է լինել ագրեգացման երեք վիճակում՝ պինդ, հեղուկ և գազային։

Պինդ նյութը ձգողականության ազդեցության տակ պահպանում է իր ձևը, իսկ հեղուկը տարածվում է և ստանում անոթի տեսք։ Այնուամենայնիվ, այս սահմանումը բավարար չէ նյութի վիճակը բնութագրելու համար:

Օրինակ՝ կոշտ ապակին տաքանալիս փափկվում է և աստիճանաբար վերածվում հեղուկ վիճակի։ Հակադարձ անցումը նույնպես սահուն տեղի կունենա՝ հեղուկ ապակին խտանում է ջերմաստիճանի նվազման հետ և վերջապես խտանում է «պինդ» վիճակի: Ապակին չունի հատուկ անցումային ջերմաստիճան հեղուկից դեպի «պինդ» վիճակ, և չկա հատկությունների կտրուկ փոփոխության ջերմաստիճան (կետ): Ուստի բնական է «պինդ» ապակին համարել խիստ թանձրացած հեղուկ։

Հետեւաբար, անցումը պինդից հեղուկի եւ հեղուկից դեպի պինդ վիճակ(ինչպես նաև գազայինից հեղուկ) առաջանում է որոշակի ջերմաստիճանում և ուղեկցվում է հատկությունների կտրուկ փոփոխությամբ։

Գազերում մասնիկների (ատոմների, մոլեկուլների) դասավորության օրինաչափություն չկա. մասնիկները շարժվում են պատահական, վանում են միմյանց, և գազը ձգտում է հնարավորինս շատ ծավալ զբաղեցնել։

Պինդ մարմիններում ատոմների դասավորությունը որոշակի է, կանոնավոր, փոխադարձ ձգողականության և վանման ուժերը հավասարակշռված են, իսկ պինդ մարմինը պահպանում է իր ձևը։

Նկար 14. Պինդ, հեղուկ և գազային վիճակի տարածքներ՝ կախված ջերմաստիճանից և ճնշումից

Հեղուկի մեջ մասնիկները (ատոմներ, մոլեկուլներ) պահպանում են միայն այսպես կոչված փակել կարգը, դրանք. Տիեզերքում կանոնավոր կերպով տեղակայված են փոքր թվով ատոմներ, և ոչ թե ամբողջ ծավալի ատոմներ, ինչպես պինդ մարմնում: Կարճ հեռահարության կարգը անկայուն է. այն կա՛մ առաջանում է, կա՛մ անհետանում էներգետիկ ջերմային թրթռումների ազդեցության տակ: Այսպիսով, հեղուկ վիճակը, կարծես, միջանկյալ է պինդ և գազայինի միջև. համապատասխան պայմաններում պինդ վիճակից գազային վիճակի ուղղակի անցում հնարավոր է առանց միջանկյալ հալման. սուբլիմացիա(Նկար 14): Տիեզերքում մասնիկների (ատոմների, մոլեկուլների) ճիշտ, կանոնավոր դասավորությունը բնութագրում է բյուրեղային վիճակ.

Բյուրեղային կառուցվածքը կարելի է պատկերացնել որպես տարածական վանդակ, որի հանգույցներում գտնվում են ատոմները (Նկար 15):

Մետաղներում բյուրեղային ցանցի հանգույցներում կան ոչ թե ատոմներ, այլ դրական լիցքավորված ոչներ, որոնց միջև շարժվում են ազատ էլեկտրոններ, բայց սովորաբար ասում են, որ բյուրեղային ցանցի հանգույցներում կան ատոմներ։

Նկար 15. Տարրական բյուրեղյա բջիջ (պարզ խորանարդ)

5. 2 Մետաղների բյուրեղյա վանդակներ

Բյուրեղային վիճակն առաջին հերթին բնութագրվում է տարածության մեջ ատոմների որոշակի կանոնավոր դասավորությամբ . Սա որոշում է, որ բյուրեղում յուրաքանչյուր ատոմ ունի մոտակա ատոմների նույն թիվը՝ հարևաններ, որոնք գտնվում են նրանից նույն հեռավորության վրա: Մետաղների ատոմների (իոնների) միմյանցից հնարավորինս մոտ, ավելի խիտ գտնվելու ցանկությունը հանգեցնում է նրան, որ բյուրեղներում մետաղի ատոմների փոխադարձ դասավորության համակցությունների թիվը փոքր է։

Բյուրեղում ատոմների փոխադարձ դասավորության տարբերակները նկարագրելու համար կան մի շարք սխեմաներ և մեթոդներ։ Ատոմների փոխադարձ դասավորությունը հարթություններից մեկում ներկայացված է ատոմային դասավորության դիագրամում (Նկար 15): Ատոմների կենտրոնների միջով գծված երևակայական գծերը կազմում են վանդակ, որի հանգույցներում գտնվում են ատոմները (դրական լիցքավորված ոչ մեկը). այս այսպես կոչված բյուրեղյա հարթություն. Զուգահեռաբար դասավորված բյուրեղագրական հարթությունների բազմակի կրկնությունը վերարտադրվում է տարածական բյուրեղյա վանդակ, որոնց հանգույցները ատոմների (իոնների) տեղակայումն են։ Չափվում են հարևան ատոմների կենտրոնների միջև եղած հեռավորությունները անգստրոմներ(1 A 10 -8 սմ) կամ դմ կիլոքս - kX x (1 kX=1,00202 A). Տիեզերքում ատոմների փոխադարձ դասավորությունը և ատոմային հեռավորությունների միջև եղած արժեքը որոշվում են ռենտգենյան դիֆրակցիոն վերլուծությամբ։ Բյուրեղի մեջ ատոմների դասավորությունը շատ հարմար պատկերված է տարածական սխեմաների տեսքով, այսպես կոչված. տարրական բյուրեղային բջիջներ. Տարրական բյուրեղյա բջիջի տակ նշանակում է ատոմների ամենափոքր համալիրը, որը տարածության մեջ կրկնվելիս թույլ է տալիս վերարտադրել տարածական բյուրեղյա վանդակը: Բյուրեղային բջիջների ամենապարզ տեսակն է խորանարդ վանդակավոր: Պարզ խորանարդ վանդակում ատոմները բավականաչափ սերտորեն փաթեթավորված չեն: Մետաղական ատոմների՝ միմյանց ամենամոտ տեղերը զբաղեցնելու ցանկությունը հանգեցնում է այլ տեսակի վանդակաճաղերի ձևավորմանը. խորանարդ մարմնի կենտրոնացված(նկար 16, ա), խորանարդ դեմքակենտրոն(նկար 16, բ) ևվեցանկյուն փակ փաթեթավորված(նկար 16 , ե). Հետեւաբար, մետաղներն ունեն ավելի մեծ խտություն, քան ոչ մետաղները:

Ատոմները պատկերող շրջանակները գտնվում են խորանարդի կենտրոնում և նրա գագաթների երկայնքով (մարմնակենտրոն խորանարդ), կամ դեմքերի կենտրոններում և խորանարդի գագաթների երկայնքով (դեմակենտրոն խորանարդ) կամ վեցանկյունի տեսքով։ , որի ներսում կիսով չափ տեղադրված է նաև վեցանկյուն, որի վերին հարթության երեք ատոմները գտնվում են վեցանկյուն պրիզմայի ներսում (վեցանկյուն վանդակ)։

Նկար 16-ում ցուցադրված բյուրեղային ցանցի պատկերման մեթոդը պայմանական է (ինչպես ցանկացած այլ): Ավելի ճիշտ կլինի պատկերել ատոմները բյուրեղյա ցանցի մեջ՝ շփվող գնդիկների տեսքով (ձախ դիագրամները Նկար 16-ում): Այնուամենայնիվ, բյուրեղային ցանցի նման պատկերը միշտ չէ, որ հարմար է, քան ընդունվածը (աջ դիագրամները Նկար 16-ում):

a - խորանարդ մարմնի կենտրոնացած;

բ - խորանարդ դեմքի կենտրոնացված;

գ-վեցանկյուն փակ փաթեթավորված

Նկար 16. Տարրական բյուրեղային բջիջներ

6 . Մետաղների բյուրեղացում

6 .1 Նյութի երեք վիճակ

Ցանկացած նյութ, ինչպես հայտնի է, կարող է լինել երեքով ագրեգացման վիճակներ: գազային, հեղուկ և պինդ. Մաքուր մետաղներում որոշակի ջերմաստիճաններում տեղի է ունենում ագրեգացման վիճակի փոփոխություն՝ հալման կետում պինդ վիճակը փոխարինվում է հեղուկ վիճակով, եռման կետում հեղուկ վիճակը դառնում է գազային։ Անցումային ջերմաստիճանները կախված են ճնշումից (Նկար 17), բայց մշտական ​​ճնշման դեպքում դրանք բավականին որոշակի են:

Հալման ջերմաստիճանը մետաղի հատկությունների հատկապես կարևոր հաստատուն է: Տարբեր մետաղների համար այն տատանվում է շատ լայն միջակայքում՝ մինուս 38,9 ° C-ից, սնդիկի համար՝ ամենահալվող մետաղը, որը հեղուկ վիճակում է սենյակային ջերմաստիճանում, մինչև 3410 ° C՝ առավել հրակայուն մետաղի՝ վոլֆրամի համար:

Հալվող մետաղների (անագ, կապար և այլն) ցածր ամրությունը (կարծրությունը) սենյակային ջերմաստիճանում հիմնականում պայմանավորված է նրանով, որ այդ մետաղների սենյակային ջերմաստիճանը ավելի քիչ է հեռու հալման կետից, քան հրակայուն մետաղների համար։

Հեղուկից պինդ վիճակի անցնելու ժամանակ առաջանում է բյուրեղյա վանդակ, առաջանում բյուրեղներ։ Նման գործընթացը կոչվում է բյուրեղացում.

Ջերմային շարժումով ծածկված հսկայական քանակությամբ մասնիկներ (ատոմներ, մոլեկուլներ) ունեցող համակարգի էներգետիկ վիճակը բնութագրվում է հատուկ թերմոդինամիկական F ֆունկցիայով, որը կոչվում է. ազատ էներգիա (ազատ էներգիա F= (U - ՏՍ), որտեղ U - համակարգի ներքին էներգիան; Տ- բացարձակ ջերմաստիճան; S-էնտրոպիա):

Նկար 17. Հեղուկ և բյուրեղային վիճակի ազատ էներգիայի փոփոխություն՝ կախված ջերմաստիճանից

հավասար ջերմաստիճանում Տ ս, Հեղուկ և պինդ վիճակների ազատ էներգիաները հավասար են, մետաղը երկու վիճակներում էլ հավասարակշռված է։ Այս ջերմաստիճանը Տ ս և ուտել հավասարակշռություն կամ բյուրեղացման տեսական ջերմաստիճանը.

Այնուամենայնիվ, երբ Տ ս բյուրեղացման (հալման) գործընթացը չի կարող տեղի ունենալ, քանի որ տվյալ ջերմաստիճանում

Բյուրեղացումը սկսելու համար անհրաժեշտ է, որ գործընթացը թերմոդինամիկորեն բարենպաստ լինի համակարգի համար և ուղեկցվի համակարգի ազատ էներգիայի նվազմամբ։ Նկար 17-ում ցուցադրված կորերից կարելի է տեսնել, որ դա հնարավոր է միայն այն դեպքում, երբ հեղուկը սառչում է կետից ցածր Տ ս. Այն ջերմաստիճանը, որով բյուրեղացումը գործնականում սկսվում է, կարելի է անվանել բյուրեղացման իրական ջերմաստիճանը:

Հեղուկի սառեցումը հավասարակշռված բյուրեղացման ջերմաստիճանից ցածր կոչվում է հիպոթերմիա. Այս պատճառները նաև որոշում են, որ հակադարձ փոխակերպումը բյուրեղային վիճակից հեղուկ վիճակի կարող է տեղի ունենալ միայն ջերմաստիճանից բարձր Տ ս այս երեւույթը կոչվում է գերտաքացում.

Գերհովացման արժեքը կամ աստիճանը բյուրեղացման տեսական և իրական ջերմաստիճանների տարբերությունն է:

Եթե, օրինակ, անտիմոնի բյուրեղացման տեսական ջերմաստիճանը 631°C է, իսկ մինչև բյուրեղացման գործընթացի մեկնարկը հեղուկ անտիմոնը գերսառեցվել է մինչև 590°C և բյուրեղացվել այս ջերմաստիճանում, ապա գերսառեցման աստիճանը. Պորոշվում է 631-590=41°C տարբերությամբ։ Մետաղից հեղուկից բյուրեղային վիճակի անցնելու գործընթացը կարելի է պատկերել կորերով կոորդինատների ժամանակում՝ ջերմաստիճանում (Նկար 18):

Հեղուկ վիճակում մետաղի սառեցումը ուղեկցվում է ջերմաստիճանի աստիճանական նվազմամբ և կարելի է անվանել պարզ սառեցում, քանի որ վիճակի որակական փոփոխություն չկա։

Երբ բյուրեղացման ջերմաստիճանը հասնում է, ջերմաստիճան-ժամանակ կորի վրա հայտնվում է հորիզոնական հարթակ, քանի որ ջերմության հեռացումը փոխհատուցվում է բյուրեղացման ընթացքում արձակված ջերմությամբ: բյուրեղացման թաքնված ջերմություն. Բյուրեղացման վերջում, այսինքն. պինդ վիճակի ամբողջական անցումից հետո ջերմաստիճանը նորից սկսում է նվազել, և բյուրեղային պինդը սառչում է: Տեսականորեն բյուրեղացման գործընթացը ներկայացված է կոր 1-ով . Կոր 2 ցույց է տալիս բյուրեղացման իրական գործընթացը: Հեղուկը շարունակաբար սառչում է մինչև ենթահովացման ջերմաստիճանը T p , տեսական բյուրեղացման ջերմաստիճանից ցածր Տ ս. Ջերմաստիճանից ցածր սառչելիս Տ ս ստեղծվում են էներգետիկ պայմաններ, որոնք անհրաժեշտ են բյուրեղացման գործընթացի համար:

Նկար 18. Սառեցման կորեր բյուրեղացման ժամանակ

6 .2 Մեխանիզմբյուրեղացման գործընթացը

Դեռևս 1878 թվականին Դ.Կ. Չերնովը, ուսումնասիրելով ձուլածո պողպատի կառուցվածքը, նշեց, որ բյուրեղացման գործընթացը բաղկացած է երկու տարրական գործընթացներից. Առաջին գործընթացը բյուրեղների ամենափոքր մասնիկների ծնունդն է, որոնք Չեռնովն անվանել է «ռուդիմենտներ», իսկ այժմ դրանք կոչվում են. մանրէներ, կամ բյուրեղացման կենտրոններ. Երկրորդ գործընթացը բաղկացած է այդ կենտրոններից բյուրեղների աճից:

Աճելու ընդունակ մանրէի նվազագույն չափը կոչվում է սաղմի կրիտիկական չափը, և այդպիսի սաղմը կոչվում է կայուն.

Բյուրեղային գոյացությունների ձևը

Բյուրեղացման իրական հետաքրքրությունը բարդանում է տարբեր գործոնների գործողությամբ, որոնք այնքան ուժեղ են ազդում գործընթացի վրա, որ գերսառեցման աստիճանի դերը կարող է քանակապես երկրորդական դառնալ:

Հեղուկ վիճակից բյուրեղացման ժամանակ այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են ջերմության հեռացման արագությունը և ուղղությունը, չլուծված մասնիկների առկայությունը, հեղուկի կոնվեկցիոն հոսանքների առկայությունը և այլն, առաջնային նշանակություն են ստանում գործընթացի արագության և ձևի համար: ձևավորված բյուրեղներից:

Բյուրեղն ավելի արագ է աճում ջերմության հեռացման ուղղությամբ, քան մյուս ուղղությամբ։

Եթե ​​աճող բյուրեղի կողային մակերեսին հայտնվում է տուբերկուլյոզ, ապա բյուրեղը ձեռք է բերում կողային ուղղությամբ աճելու հատկություն։ Արդյունքում առաջանում է ծառանման բյուրեղ, այսպես կոչված դենդրիտ, որի սխեմատիկ կառուցվածքը, առաջին անգամ պատկերված Դ.Կ. Չեռնովի կողմից, ներկայացված է Նկար 19-ում:

Նկար 19. Դենդրիտի սխեման

Ձուլակտորի կառուցվածքը

Ձուլված ձուլակտորի կառուցվածքը բաղկացած է երեք հիմնական գոտիներից (Նկար 20): Առաջին գոտին՝ բացօթյա մանրահատիկ կեղև 1, կազմված ապակողմնորոշված ​​փոքր բյուրեղներից՝ դենդրիտներից։ Հեղուկ մետաղի բարակ հարակից շերտում կաղապարի պատերի հետ առաջին շփման ժամանակ առաջանում է ջերմաստիճանի կտրուկ գրադիենտ և գերսառեցման երևույթ, ինչը հանգեցնում է մեծ թվով բյուրեղացման կենտրոնների ձևավորման: Արդյունքում ընդերքը ստանում է մանրահատիկ կառուցվածք։

Ձուլակտորի երկրորդ գոտին - սյունաձև բյուրեղների գոտի 2. Կեղևի ձևավորումից հետո ջերմության հեռացման պայմանները փոխվում են (ջերմային դիմադրության, կաղապարի պատի ջերմաստիճանի բարձրացման և այլ պատճառներով), հարակից հեղուկ մետաղի շերտում ջերմաստիճանի գրադիենտը կտրուկ նվազում է և, հետևաբար, , պողպատի գերսառեցման աստիճանը նվազում է։ Արդյունքում բյուրեղացման փոքրաթիվ կենտրոններից սկսում են աճել սյունակային բյուրեղները, որոնք սովորաբար ուղղված են ընդերքի մակերեսին (այսինքն՝ ջերմության հեռացման ուղղությամբ):

Ձուլակտորի երրորդ գոտին - հավասարեցված բյուրեղյա գոտի3 . Ձուլակտորի կենտրոնում այլևս չկա ջերմության փոխանցման որոշակի ուղղություն։ «Ամուրացնող մետաղի ջերմաստիճանը ժամանակ ունի տարբեր կետերում գրեթե ամբողջությամբ հավասարվելու, և հեղուկը վերածվում է մռայլ վիճակի, կարծես, նրա տարբեր կետերում բյուրեղների սկզբնաղբյուրների ձևավորման պատճառով: Այնուհետև, սկզբնաղբյուրները աճում են կացիններով `ճյուղեր տարբեր ուղղություններով, հանդիպելով միմյանց հետ »(Chernov D.K.): Այս գործընթացի արդյունքում ձևավորվում է հավասարեցված կառուցվածք։ Բյուրեղի միջուկներն այստեղ սովորաբար տարբեր մանր ներդիրներ են, որոնք առկա են հեղուկ պողպատի մեջ, կամ պատահաբար մտել են դրա մեջ, կամ չեն լուծվել հեղուկ մետաղի մեջ (-հրակայուն բաղադրիչներ):

Մեծ նշանակություն ունի սյունաձև և հավասարասյուն բյուրեղների գոտու հարաբերական բաշխումը ձուլակտորի ծավալում։

Սյունակային բյուրեղների գոտում մետաղն ավելի խիտ է, այն պարունակում է ավելի քիչ պատյաններ և գազի պղպջակներ։ Այնուամենայնիվ, սյունակային բյուրեղների միացումներն ունեն ցածր ամրություն: Սյունակային բյուրեղների գոտիների միացմանը տանող բյուրեղացումը կոչվում է տրանսբյուրեղացում.

Հեղուկ մետաղը ավելի մեծ ծավալ ունի, քան բյուրեղացվածը, ուստի բյուրեղացման ժամանակ կաղապարի մեջ լցված մետաղի ծավալը նվազում է, ինչը հանգեցնում է դատարկությունների առաջացմանը, որը կոչվում է. նեղացման պատյաններ; նեղացող խոռոչները կարող են կամ կենտրոնանալ մեկ տեղում, կամ ցրվել ձուլակտորի ծավալով կամ դրա մի մասում: Նրանք կարող են լցվել գազերով, որոնք լուծելի են հեղուկ մետաղում, բայց ազատվում են բյուրեղացման ժամանակ։ Ի լավ deoxidized այսպես կոչված հանգիստ պողպատ, Ձուլված մեկուսացված երկարացումով կաղապարի մեջ, ձուլակտորի վերին մասում ձևավորվում է կծկվող խոռոչ, և ամբողջ ձուլակտորի ծավալը պարունակում է փոքր քանակությամբ գազի պղպջակներ և խոռոչներ (Նկար 21, ա) անբավարար դեօքսիդացված, այսպես կոչված եռացող պողպատ, պարունակում է պատյաններ և բշտիկներ ամբողջ տարածքում (Նկար 21, բ).

Նկար 20. Պողպատե ձուլակտորի կառուցվածքի սխեման

Նկար 21. Կծկվող խոռոչի և դատարկությունների բաշխումը հանգիստ (ա) և եռացող (բ) պողպատներում

7 . Մետաղական դեֆորմացիա

7.1 Էլաստիկ և պլաստիկ դեֆորմացիա

Նյութի վրա սթրեսի կիրառումը առաջացնում է դեֆորմացիա: Դեֆորմացիան կարող է լինել առաձգական, անհետանում է բեռը հանելուց հետո, և պլաստիկ, բեռնաթափումից հետո մնացածը:

Էլաստիկ և պլաստիկ դեֆորմացիաները ունեն խորը ֆիզիկական տարբերություն:

Արտաքին ուժի ազդեցության տակ առաձգական դեֆորմացիայի ժամանակ բյուրեղային ցանցում ատոմների միջև հեռավորությունը փոխվում է: Բեռը հեռացնելով վերանում է միջատոմային հեռավորության փոփոխության պատճառ դարձած պատճառը, ատոմները վերադառնում են իրենց սկզբնական տեղերը, և դեֆորմացիան անհետանում է։

Պլաստիկ դեֆորմացիան բոլորովին այլ, շատ ավելի բարդ գործընթաց է: Պլաստիկ դեֆորմացիայի ժամանակ բյուրեղի մի մասը շարժվում է (տեղաշարժվում) մյուսի նկատմամբ։ Եթե ​​բեռը հանվի, ապա բյուրեղի տեղահանված մասը չի վերադառնա իր հին տեղը. դեֆորմացիան կմնա: Այս տեղաշարժերը հայտնաբերվում են միկրոկառուցվածքային հետազոտությամբ, ինչպես ցույց է տրված, օրինակ, Նկար 22-ում:

...

Նմանատիպ փաստաթղթեր

Միներալների մորֆոլոգիան՝ որպես բյուրեղային և ամորֆ մարմիններ, Մոհսի սանդղակ։ Մակրոսկոպիկ ախտորոշման մեջ օգտագործվող միներալների հատկությունները. Ժայռերի օդափոխություն. Էներգիայի աղբյուրը, գործոնները, եղանակային պայմանները, երկրաբանական արդյունքը.

թեստ, ավելացվել է 01/29/2011


Հանքանյութերի օպտիկական և էլեկտրական հատկությունները, օգտակար հանածոների օգտագործման ոլորտները գիտության և տեխնիկայի մեջ: «Ֆոսֆատներ» դասի միներալների բնութագրերը. Կլաստիկ նստվածքային ապարներ, գրաֆիտի հանքավայրեր, հանքավայրերի գենետիկ տեսակների բնութագրում.

թեստ, ավելացվել է 12/20/2010


Օգտակար հանածոների ծագման ուսումնասիրությունը՝ որպես ցանկացած երկրաբանական գոյացությունների առաջացման գործընթաց։ Ծագման հիմնական տեսակները՝ էնդոգեն, էկզոգեն և մետամորֆ։ Բյուրեղների աճեցման մեթոդներ՝ գոլորշու, հիդրոթերմային լուծույթից, հեղուկ և պինդ փուլերից:

վերացական, ավելացվել է 23.12.2010թ


Մարմնի դեֆորմացիան՝ որպես արտաքին ուժերի ազդեցության տակ մարմնի ձևի և ծավալի փոփոխություն, դրա տեսակները՝ առաձգական, պլաստիկ, մնացորդային, փխրուն։ Ծալքերի կառուցվածքը, դրանց բաղադրիչները և ուսումնասիրությունը, ձևաբանական դասակարգումը, երկրաբանական պայմաններըկրթություն.

շնորհանդես, ավելացվել է 23.02.2015թ


Բյուրեղների դասակարգման սկզբունքները. Վոլֆրամի դասի միներալների ֆիզիկական հատկությունները, ծագումը և կիրառումը: Ամորֆ մարմինների առանձնահատկությունները. Բյուրեղային նյութերի հատկությունները. Նստվածքային ծագման սեւ մետալուրգիայի միներալներ, դրանց առաջացման մեխանիզմը.

թեստ, ավելացվել է 04/03/2012


Միներալների մորֆոլոգիան, դրանց հատկությունները, բաղադրության և կառուցվածքի կախվածությունը: Միներալոգիայի զարգացում, կապ երկրային այլ գիտությունների հետ։ Հանքանյութերի ձևերը բնության մեջ. Բնական և արհեստական ​​միներալների սովորություն, դրանց տեսակարար խտություն և փխրունություն: Mohs կարծրության սանդղակ.

շնորհանդես, ավելացվել է 25.01.2015թ


Հանքանյութերի հայեցակարգն ու տեղը բնության մեջ, դրանց կառուցվածքն ու նշանակությունը մարդու օրգանիզմում, առողջության համար անհրաժեշտ չափաբաժինների որոշում։ Օգտակար հանածոների ուսումնասիրության պատմությունը հնագույն ժամանակներից մինչև մեր օրերը: Հանքանյութերի դասակարգումը, նրանց ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները:

վերացական, ավելացվել է 22.04.2010թ


Հանքանյութերի ֆիզիկական հատկությունները և դրանց օգտագործումը որպես ախտորոշիչ հատկանիշներ: Ժայռերի հայեցակարգը և դրանց դասակարգման հիմնական սկզբունքները: Բնության պահպանությունը օգտակար հանածոների հանքավայրերի զարգացման գործում. Երկրաբանական բաժինների կազմում.

վերահսկողական աշխատանք, ավելացվել է 16.12.2015թ


Տարբեր երկրաբանական գործընթացների հետ կապված օքսիդների ձևավորում՝ էնդոգեն, էկզոգեն և մետամորֆ: Արսենոլիտի ֆիզիկական հատկությունները՝ հազվագյուտ հանքանյութ, մկնդեղի օքսիդ: Քիմիական բանաձև, մորֆոլոգիա, սորտերի և քվարցի ձևավորում։

ներկայացում, ավելացվել է 02/05/2016 թ


Միներալների ծագման, պարագենեզի, տիպոմորֆիզմի և այլ գենետիկական հատկանիշների սահմանում և ըմբռնում: Գենետիկ հանքաբանության նշանակությունը. Օգտակար հանածոների փոփոխություններ տարբեր երկրաբանական և ֆիզիկա-քիմիական գործընթացների ընթացքում և երկրակեղևի տարբեր հատվածներում:

նյութեր
էլեկտրոնային ճարտարագիտություն
Դասախոսություն 2
բ.գ.թ., դոց. Մարոնչուկ Ի.Ի.

Բյուրեղագիտության հիմունքներ

ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ
Ժամանակակից կառուցվածքային նյութերի մեծ մասը, ներառյալ
և կոմպոզիտային - դրանք բյուրեղային նյութեր են: Բյուրեղյա
կանոնավոր դասավորված ատոմների հավաքածու է,
ձևավորելով կանոնավոր կառուցվածք, որն առաջացել է ինքնաբերաբար
անկարգ միջավայրը նրա շուրջը.
Ատոմների սիմետրիկ դասավորվածության պատճառն է
բյուրեղի միտումը դեպի նվազագույն ազատ էներգիա:
Բյուրեղացում (կարգի առաջացում քաոսից, այսինքն՝ լուծումից,
զույգ) տեղի է ունենում նույն անխուսափելիությամբ, ինչպես, օրինակ, գործընթացը
ընկնող մարմիններ. Իր հերթին, նվազագույն ազատ էներգիան հասնում է
կառուցվածքում մակերեսային ատոմների ամենափոքր մասնաբաժնի հետ, հետևաբար
ճիշտ ներքին ատոմային կառուցվածքի արտաքին դրսևորում
բյուրեղային մարմինները բյուրեղների երեսապատումն է:
1669 թվականին դանիացի գիտնական Ն.Սթենոնը հայտնաբերեց անկյունների կայունության օրենքը.
համապատասխան բյուրեղային երեսների միջև անկյունները հաստատուն են և
այս նյութին բնորոշ. Յուրաքանչյուր պինդ մարմին կազմված է
փոխազդող մասնիկներ. Այս մասնիկները, կախված
նյութի բնույթը, կարող են լինել առանձին ատոմներ, ատոմների խմբեր,
մոլեկուլներ, իոններ և այլն: Ըստ այդմ, նրանց միջև փոխհարաբերությունները հետևյալն են.
ատոմային (կովալենտ), մոլեկուլային (Van der Wals կապ), իոնային
(բևեռային) և մետաղական:

Ժամանակակից բյուրեղագրության մեջ կան չորս
ուղղություններ, որոնք որոշակիորեն կապված են մեկի հետ
մյուսները:
- երկրաչափական բյուրեղագրություն, որն ուսումնասիրում է տարբեր
բյուրեղների ձևերը և դրանց համաչափության օրենքները.
- կառուցվածքային բյուրեղագրություն և բյուրեղային քիմիա,
ովքեր ուսումնասիրում են ատոմների տարածական դասավորությունը
բյուրեղները և դրա կախվածությունը քիմիական կազմից և
բյուրեղների ձևավորման պայմաններ;
- բյուրեղային ֆիզիկա, որն ուսումնասիրում է ներքին ազդեցությունը
բյուրեղների կառուցվածքը նրանց ֆիզիկական հատկությունների վրա.
- ֆիզիկական և քիմիական բյուրեղագրություն, որն ուսումնասիրում է
արհեստական ​​բյուրեղների առաջացման հարցեր.

ՏԱՐԱԾՔԱՅԻՆ վանդակաճաղերի վերլուծություն
Տիեզերական վանդակի հայեցակարգը և տարրական
բջիջ
Մարմինների բյուրեղային կառուցվածքի հարցն ուսումնասիրելիս
Առաջին հերթին, դուք պետք է հստակ պատկերացում ունենաք
տերմիններ՝ «տարածական վանդակ» և «տարրական
բջիջ»: Այս տերմինները օգտագործվում են ոչ միայն
բյուրեղագիտության, այլ նաև հարակից մի շարք գիտությունների համար
նկարագրություններ, թե ինչպես են դրանք դասավորված տիեզերքում
նյութական մասնիկներ բյուրեղային մարմիններում.
Ինչպես հայտնի է, բյուրեղային մարմիններում, ի տարբերություն
ամորֆ, նյութական մասնիկներ (ատոմներ, մոլեկուլներ,
իոններ) դասավորված են որոշակի հերթականությամբ, վրա
որոշակի հեռավորություն միմյանցից.

Տարածական ցանցը գծապատկեր է, որը ցույց է տալիս
նյութական մասնիկների դասավորությունը տարածության մեջ.
Տարածական վանդակը (նկ.) իրականում բաղկացած է
հավաքածուներ
նույնական
զուգահեռաբարձներ,
որը
ամբողջությամբ, առանց բացերի, լրացրեք տարածությունը:
Նյութական մասնիկները սովորաբար գտնվում են հանգույցներում
վանդակավոր - նրա եզրերի հատման կետերը:
Տարածական վանդակ

Տարրական բջիջն է
առնվազն
parallelepiped, հետ
որի հետ դուք կարող եք
կառուցել ամբողջը
տարածական վանդակ
շարունակական միջոցով
զուգահեռ փոխանցումներ
(հեռարձակումներ) երեքով
տարածության ուղղությունները.
Տարրական բջիջի տեսակը
ցույց է տրված նկ.
Երեք վեկտոր a, b, c, որոնք տարրական բջիջի եզրերն են,
կոչվում են թարգմանական վեկտորներ: Նրանց բացարձակ արժեքը (a,
բ, գ) ցանցային ժամանակաշրջաններն են կամ առանցքային միավորները: Ներարկվել է
դիտարկում և անկյուններ թարգմանության վեկտորների միջև - α (միջ
վեկտորները b, c), β (a, c-ի միջև) և γ (a, b-ի միջև): Այսպիսով
Այսպիսով, տարրական բջիջը սահմանվում է վեց մեծությամբ՝ երեք
ժամանակաշրջանի արժեքները (a, b, c) և նրանց միջև եղած անկյունների երեք արժեքները
(α, β, γ).

Միավոր բջիջների ընտրության կանոններ
Տարրական բջջի հասկացություններն ուսումնասիրելիս պետք է
նշեք, որ մեծությունը և ուղղությունը
Տարածական ցանցում թարգմանությունները կարող են ընտրվել տարբեր ձևերով, ուստի միավորի բջջի ձևն ու չափը
տարբեր կլինի:
Նկ. դիտարկվում է երկչափ գործը: Ցուցադրված է հարթ
վանդակավոր ցանց և տարբեր ճանապարհներընտրություն բնակարան
տարրական բջիջ.
Ընտրության մեթոդներ
տարրական բջիջ

XIX դարի կեսերին։ Ֆրանսիացի բյուրեղագիր O. Brave
առաջարկել է տարրական ընտրության հետևյալ պայմանները
բջիջներ:
1) տարրական բջիջի համաչափությունը պետք է համապատասխանի
տարածական ցանցի համաչափություն;
2) հավասար եզրերի և եզրերի միջև հավասար անկյունների քանակը
պետք է լինի առավելագույնը;
3) կողերի միջև ուղիղ անկյունների առկայության դեպքում դրանց թիվը
պետք է լինի առավելագույնը;
4) այս երեք պայմաններով` ծավալը
տարրական բջիջը պետք է լինի նվազագույն:
Այս կանոնների հիման վրա Բրավեյն ապացուցեց, որ կա
ընդամենը 14 տեսակի տարրական բջիջներ, որոնք ստացել են
թարգմանականների անվանումը, քանի որ դրանք կառուցված են
թարգմանություն – փոխանցում. Այս ցանցերը տարբերվում են միմյանցից:
այլ՝ հեռարձակումների մեծությամբ և ուղղությամբ, և այստեղից
տարրական բջիջի ձևի և թվի տարբերությունը
նյութական մասնիկներով հանգույցներ.

Պարզունակ և բարդ տարրական բջիջներ
Ըստ նյութական մասնիկներով հանգույցների քանակի՝ տարրական
բջիջները բաժանվում են պարզունակ և բարդ: AT
պարզունակ Bravais բջիջները, նյութական մասնիկներն են
միայն գագաթներում, կոմպլեքսներում՝ գագաթներում և լրացուցիչ
բջիջի ներսում կամ մակերեսին:
Բարդ բջիջները ներառում են մարմնի կենտրոնացված I,
դեմքը կենտրոնացած F և հիմքը կենտրոնացած C. Նկ.
ցուցադրված են տարրական Bravais բջիջները:
Bravais տարրական բջիջները՝ ա - պարզունակ, բ -
հիմքակենտրոն, գ – մարմնակենտրոն, դ –
դեմքակենտրոն

Մարմնի վրա կենտրոնացած բջիջն ունի լրացուցիչ հանգույց
այն բջջի կենտրոնը, որը պատկանում է միայն այս բջիջին, այսպես
այստեղ կա երկու հանգույց (1/8x8+1 = 2):
Դեմքակենտրոն բջիջում՝ նյութական մասնիկներով հանգույցներ
Բացի բջիջի գագաթներից, գտնվում են նաև բոլոր վեց երեսների կենտրոններում:
Նման հանգույցները միաժամանակ պատկանում են երկու բջիջների՝ տվյալին և բջիջներին
դրան կից մյուսը: Այս բջջի բաժնեմասի համար՝ սրանցից յուրաքանչյուրը
հանգույցները պատկանում են 1/2 մասի: Հետևաբար, դեմքակենտրոն
բջիջը կունենա չորս հանգույց (1/8x8+1/2x6 = 4):
Նմանապես, բազային կենտրոնացված բջիջում կա 2 հանգույց
(1/8х8+1/2х2 = 2) նյութական մասնիկներով։ Հիմնական տեղեկություններ
տարրական Bravais բջիջների մասին տրված են ստորև՝ Աղյուսակում: 1.1.
Պարզունակ Bravais բջիջը պարունակում է թարգմանություններ միայն a,b,c
կոորդինատային առանցքների երկայնքով: Մարմնակենտրոն բջիջում
ևս մեկ թարգմանություն ավելացված է տարածական անկյունագծով.
դեպի բջջի կենտրոնում գտնվող հանգույցը: դեմքակենտրոն
բացի առանցքային թարգմանություններից a,b,c, կա լրացուցիչ
թարգմանությունը երեսների անկյունագծերի երկայնքով, իսկ հիմքի վրա՝
Z առանցքին ուղղահայաց դեմքի անկյունագծի երկայնքով:

Աղյուսակ 1.1
Հիմնական տեղեկություններ պարզունակ և բարդ Bravais բջիջների մասին
Հիմք
Վանդակաճաղի տեսակը Brave
Համար մայոր
թարգմանական հանգույցներ
Նախնադարյան Ռ
1
ա, բ, գ
Մարմնի կենտրոնում 2
այա Ի
a,b,c,(a+b+c)/2
[]
դեմքը կենտրոնացած
Ֆ
a,b,c,(a+b)/2,(a+c)/2,
(b+c)/2
[]
a,b,c,(a+b)/2
[]
4
Հիմքակենտրոն С 2
Հիմքը հասկացվում է որպես կոորդինատների բազմություն
հանգույցների նվազագույն քանակը՝ արտահայտված առանցքային
միավորներ, որոնք հեռարձակելով կարող եք ստանալ ամբողջը
տարածական ցանց. Հիմքը գրված է կրկնակի
քառակուսի փակագծեր. Տարբերի հիմքի կոորդինատները
Bravais բջիջների տեսակները տրված են Աղյուսակ 1.1-ում:

Bravais տարրական բջիջները
Կախված ձևից, Bravais-ի բոլոր բջիջները բաշխվում են նրանց միջև
յոթ բյուրեղային համակարգեր (սիգոնիաներ): Խոսք
«Syngonia» նշանակում է նմանություն (հունարենից σύν - «ըստ,
միասին, կողք կողքի», իսկ անկյուն - «անկյուն»): Յուրաքանչյուր սինգոնիա համապատասխանում է
սիմետրիայի որոշակի տարրեր. Աղյուսակում. գործակիցները
վանդակավոր պարբերությունների միջև a, b, c և α, β, γ առանցքային անկյունների միջև
յուրաքանչյուր սինգոնիա
Սինգոնիա
Տրիկլինիկ
Մոնոկլինիկ
Ռոմբիկ
քառանկյուն
Վեցանկյուն
միջեւ հարաբերություններ
վանդակավոր ժամանակաշրջաններ և անկյուններ
ա ≠ գ ≠ գ, α ≠ β ≠ γ ≠ 90º
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
Rhombohedral
խորանարդ
a \u003d b \u003d c,
a = b = c,
α = β =γ ≠ 90º
α = β = γ = 90º

Նկ. բոլորը
տասնչորս տեսակ
տարրական Bravais բջիջներ,
բաշխված սինգոնիաներում։
Վեցանկյուն Bravais բջիջ
ներկայացնում է
հիմքակենտրոն
վեցանկյուն պրիզմա. Այնուամենայնիվ
նա հաճախ է պատկերված
հակառակ դեպքում՝ քառանիստի տեսքով
հիմքում ռոմբով պրիզմաներ,
որը ներկայացնում է մեկը
երեք պրիզմա, որոնք կազմում են
վեցանկյուն (նկ. նա
ներկայացված է պինդ
տողեր): Նման կերպար
ավելի հեշտ և հարմար, թեև կապված է
սկզբունքի խախտում
համաչափության համապատասխանություն
(առաջին ընտրության սկզբունքը
տարրական բջիջ ըստ Բրավայի):

Ռոմբոեդրալ սինգոնիայի համար
տարրական բջիջ,
պայմանները բավարարելը
Համարձակ, պարզունակ է
ռոմբոեդրոն R, որի համար a=b=c և
α=β=γ≠ 90º. R-բջիջի հետ միասին
ռոմբոեդրալը նկարագրելու համար
օգտագործվում են կառույցներ և
վեցանկյուն բջիջ,
սկսած ռոմբոեդրալից
բջիջը միշտ կարող է կրճատվել մինչև
վեցանկյուն (նկ.) և
պատկերացրեք այն որպես երեք
պարզունակ վեցանկյուն
բջիջները. Այս առումով ին
ռոմբոեդրային գրականություն
սինգոնիա երբեմն ոչ առանձին
Երեք պարզունակ
հաշվի առնել, ներկայացնել, նրան
վեցանկյուն բջիջներ,
որպես բազմազանություն
համարժեք ռոմբոեդրալին
վեցանկյուն.

Ընդունված է սինգոնիա՝ նույն հարաբերակցություններով
առանցքային միավորներ՝ մեկ կատեգորիայում միավորելու համար: Ահա թե ինչու
տրիկլինիկ, մոնոկլինիկ և ռոմբիկ համակարգեր
միավորված ամենացածր կատեգորիայի մեջ (a≠b≠c), քառանկյուն,
վեցանկյուն (և դրա ածանցյալ ռոմբոեդրալ) - մեջ
միջին (a=b≠c), ամենաբարձր կատեգորիան (a=b=c) է
խորանարդ համակարգ.
Համակարգման համարի հայեցակարգը
Բարդ բջիջներում նյութի մասնիկները կուտակված են ավելի քան
ավելի խիտ, քան պարզունակներում, ավելի լիարժեք լրացրեք ծավալը
բջիջները ավելի շատ կապված են միմյանց հետ: Բնութագրելու համար
Սա ներկայացնում է կոորդինացիոն թվի հայեցակարգը:
Տրված ատոմի կոորդինացիոն համարը թիվն է
մոտակա հարևան ատոմները. Եթե ​​խոսքը վերաբերում է
իոնի կոորդինացիոն համարը, ապա թիվը
դրան ամենամոտ հակառակ նշանի իոնները: Որքան ավելի շատ
կոորդինացիոն թիվը, ավելի մեծ թվով ատոմներ ունեցողները կամ
իոնները կապված են տրված, այնքան ավելի շատ տարածք են զբաղեցնում մասնիկները, այնքան
ավելի կոմպակտ վանդակավոր:

Մետաղների տարածական ցանցեր
Մետաղներից ամենատարածվածը տարածական են
վանդակաճաղերը համեմատաբար պարզ են: Նրանք հիմնականում համընկնում են
թարգմանական վանդակաճաղերով Bravais՝ խորանարդ
մարմնակենտրոն և դեմքակենտրոն: Սրանց հանգույցներում
վանդակաճաղերը մետաղի ատոմներ են: Վանդակի մեջ
մարմնի կենտրոնացված խորանարդ (bcc - վանդակավոր) յուրաքանչյուր ատոմ
շրջապատված ութ ամենամոտ հարևաններով, և կոորդինացիոն
CC-ի թիվը \u003d 8. Մետաղներն ունեն bcc վանդակ՝ -Fe, Li, Na, K, V,
Cr, Ta, W, Mo, Nb և այլն:
Դեմակենտրոն խորանարդի վանդակում (fcc - վանդակաճաղեր) KN = 12:
ցանկացած ատոմ, որը գտնվում է բջջի վերևում, ունի
տասներկու ամենամոտ հարևանները, որոնք ատոմներ են,
գտնվում է եզրերի կենտրոններում: FCC վանդակները ունեն մետաղներ.
Al, Ni, Cu, Pd, Ag, Ir, Pt, Pb և այլն:
Այս երկուսի հետ մեկտեղ մետաղների մեջ (Be, Mg, Sc, -Ti, -Co,
Zn, Y, Zr, Re, Os, Tl, Cd և այլն) կա նաև վեցանկյուն.
կոմպակտ. Այս վանդակը թարգմանական վանդակ չէ
Բրավա, քանի որ այն չի կարելի նկարագրել պարզ հաղորդումներով։

Նկ. վեցանկյունի միավոր բջիջը
կոմպակտ վանդակավոր: Միավոր բջիջ վեցանկյուն
կոմպակտ վանդակը վեցանկյուն է
պրիզմա, բայց առավել հաճախ այն պատկերված է ձևով
քառանիստ պրիզմա, որի հիմքը ռոմբ է
(a=b) γ = 120° անկյունով: Ատոմները (նկ.բ) գտնվում են գագաթներում
և ձևավորվող երկու եռանկյուն պրիզմաներից մեկի կենտրոնում
տարրական բջիջ. Բջիջն ունի երկու ատոմ՝ 1/8x8 + 1
=2, դրա հիմքը [] է:
Միավոր բջիջի բարձրության c հարաբերակցությունը a հեռավորությանը, այսինքն.
c/a-ն հավասար է 1,633; c և a ժամանակահատվածները տարբեր նյութերի համար
տարբեր.
Վեցանկյուն
կոմպակտ վանդակավոր:
ա - վեցանկյուն
պրիզմա, բ -
քառանիստ
պրիզմա.

ԲՅՈՒՐԵՂԱԳՐԱԿԱՆ ԻԴԻՔՍՆԵՐ
Ինքնաթիռի բյուրեղագրական ցուցանիշները
Բյուրեղագրության մեջ հաճախ անհրաժեշտ է լինում նկարագրել փոխադարձ
առանձին բյուրեղյա հարթությունների դասավորությունը, դրա
ուղղություններ, որոնց համար հարմար է օգտագործել
բյուրեղագրական ցուցանիշներ. Բյուրեղագրական
ինդեքսները պատկերացում են տալիս ինքնաթիռի գտնվելու վայրի մասին
կամ կոորդինատային համակարգի հետ կապված ուղղություններ: ժամը
ուղղանկյուն է, թե թեք, կապ չունի
կոորդինատային համակարգ, նույն կամ տարբեր մասշտաբով
հատվածներ կոորդինատային առանցքների երկայնքով: Պատկերացրեք մի շարք
նույն միջով անցնող զուգահեռ հարթություններ
տարածական ցանցի հանգույցներ. Այս ինքնաթիռները
գտնվում են միմյանցից նույն հեռավորության վրա և
կազմել զուգահեռ հարթությունների ընտանիք: Նրանք են
հավասարապես կողմնորոշված ​​տարածության մեջ և հետևաբար
ունեն նույն ցուցանիշները:

Մենք ընտրում ենք ինչ-որ ինքնաթիռ այս ընտանիքից և
հաշվի ենք առնում հարթության հատվածները
սեղմակներ կոորդինատային առանցքների երկայնքով (կոորդինատային առանցքներ x,
y, z-ն սովորաբար համակցվում են տարրականի եզրերի հետ
բջիջները, սանդղակը յուրաքանչյուր առանցքի վրա հավասար է
համապատասխան առանցքային միավոր՝ a, կամ b ժամանակահատված,
կամ գ). Հատվածների արժեքներն արտահայտվում են առանցքային
միավորներ.
Ինքնաթիռի բյուրեղագրական ինդեքսներ (ինդեքսներ
Միլլեր) երեք ամենափոքր ամբողջ թվերն են,
որոնք հակադարձ համեմատական ​​են առանցքների թվին
կոորդինատների վրա ինքնաթիռով կտրված միավորներ
կացիններ.
Հարթության ինդեքսները նշվում են h, k, l տառերով,
գրվում են անընդմեջ և ամփոփվում կլոր
փակագծեր- (hkl).

Ցուցանիշները (hkl) բնութագրում են ընտանիքի բոլոր հարթությունները
զուգահեռ հարթություններ. Այս խորհրդանիշը նշանակում է
զուգահեռ հարթությունների ընտանիքը կտրում է առանցքը
միավորը x առանցքի երկայնքով h մասերի, y առանցքի երկայնքով k
մասեր և z առանցքի երկայնքով l մասերի:
Այս դեպքում կոորդինատների սկզբնակետին ամենամոտ հարթությունը,
կտրում է հատվածները 1/ժ կոորդինատային առանցքների վրա (x առանցքի երկայնքով),
1/k (y առանցքի երկայնքով), 1/l (z առանցքի երկայնքով):
Բյուրեղագրական ինդեքսների հայտնաբերման կարգը
ինքնաթիռներ.
1. Մենք գտնում ենք այն հատվածները, որոնք կտրված են ինքնաթիռով
կոորդինատային առանցքները՝ դրանք չափելով առանցքային միավորներով։
2. Մենք վերցնում ենք այդ քանակությունների փոխադարձ արժեքները:
3. Ստացված թվերի հարաբերակցությունը տալիս ենք հարաբերակցությանը
երեք ամենափոքր ամբողջ թվերը.
4. Ստացված երեք թվերը փակցված են փակագծերում:

Օրինակ. Գտե՛ք այն ինքնաթիռի ինդեքսները, որը կտրում է ժամը
կոորդինատային առանցքները հետևյալ հատվածներն են՝ 1/2; 1/4; 1/4.
Քանի որ հատվածների երկարություններն արտահայտված են առանցքային միավորներով,
ունենք 1/h=1/2; 1/k=1/4; 1/l=1/4.
Գտե՛ք փոխադարձները և վերցրե՛ք դրանց հարաբերակցությունը
h:k:l = 2:4:4:
Կրճատելով երկուսով՝ ներկայացնում ենք ստացված քանակությունների հարաբերակցությունը
երեք ամենափոքր ամբողջ թվերի հարաբերակցությանը՝ h: k: l = 1: 2:
2. Հարթության ինդեքսները գրվում են փակագծերում
անընդմեջ, առանց ստորակետերի - (122): Դրանք կարդում են առանձին
«մեկ, երկու, երկու».
Եթե ​​հարթությունը հատում է բյուրեղագրական առանցքը ժամը
բացասական ուղղություն՝ համապատասխանից բարձր
մինուս նշանը տեղադրված է ինդեքսի վերևում: Եթե ​​ինքնաթիռը
զուգահեռ է ցանկացած կոորդինատային առանցքի, այնուհետև նշանի մեջ
Այս առանցքին համապատասխան հարթության ինդեքսը զրո է:
Օրինակ, նշանը (hko) նշանակում է, որ ինքնաթիռը
հատում է z առանցքը անսահմանության վրա և հարթության ինդեքսը
այս առանցքի երկայնքով կլինի 1/∞ = 0:

Ինքնաթիռները, որոնք կտրվում են յուրաքանչյուր առանցքի վրա հավասար թվով
առանցքային միավորները նշվում են որպես (111): խորանարդի մեջ
դրանց սինգոնիաները կոչվում են ութանիստի հարթություններ, քանի որ համակարգը
այս ինքնաթիռները, որոնք հավասար են ծագումից,
կազմում է ութանիստ - octahedron թզ.
Ութանիստ

Հարթություններ, որոնք կտրում են երկու առանցքների երկայնքով հավասար թվով առանցքներ
միավորներ և զուգահեռ երրորդ առանցքի (օրինակ՝ z առանցքի)
նշվում է (110): Խորանարդային սինգոնիայում՝ նման
հարթությունները կոչվում են ռոմբիկ դոդեկաեդրոնի հարթություններ,
Այսպիսով
ինչպես
համակարգ
ինքնաթիռներ
տիպ
(110)
ձևերը
դոդեկաեդրոն (դոդեկա - տասներկու), յուրաքանչյուր դեմք
որը ռոմբի թզ.
Ռոմբիկ
տասներկուանիստ

Հարթություններ, որոնք հատում են մեկ առանցք և զուգահեռ են երկուսին
մյուսները (օրինակ՝ y և z առանցքները), նշանակում են - (100) և
խորանարդային սինգոնիայում կոչվում են խորանարդի հարթություններ, այսինքն
նմանատիպ հարթությունների համակարգը կազմում է խորանարդ:
շինարարության հետ կապված տարբեր խնդիրներ լուծելիս
հարթությունների միավոր բջիջ, կոորդինատային համակարգ
նպատակահարմար է ընտրել այնպես, որ ցանկալի ինքնաթիռը
գտնվում է տվյալ տարրական խցում: Օրինակ,
խորանարդ խցում (211) հարթությունը կառուցելիս սկիզբը
կոորդինատները կարող են հարմար կերպով փոխանցվել O հանգույցից O' հանգույց:
Cube ինքնաթիռ (211)

Երբեմն հարթ ինդեքսները գրվում են գանգուր փակագծերով
(hkl) Այս մուտքը նշանակում է նույնականների բազմության խորհրդանիշ
ինքնաթիռներ. Նման ինքնաթիռները անցնում են նույն հանգույցներով
տարածական վանդակում, սիմետրիկորեն տեղակայված
տարածություն
և
բնութագրվում է
նույնը
միջպլանային տարածություն.
Ութանիստի հարթությունները խորանարդ սինգոնիայում պատկանում են
մեկ հավաքածու (111), դրանք ներկայացնում են ութանիստի դեմքերը և
ունեն հետևյալ ինդեքսները՝ (111) →(111), (111), (111), (111),
(111), (111), (111), (111).
Բոլոր համաստեղությունների հարթությունների նշանները հայտնաբերվել են ըստ
փոխակերպումներ և անհատական ​​նշանների փոփոխություններ
ցուցանիշները։
Ռոմբի դոդեկաեդրոնի հարթությունների համար նշումը
հավաքածու՝ (110) → (110), (110), (110),
(110), (101), (101), (101), (101), (011), (011), (011), (011).

Հանգույցի Բյուրեղային Ցուցանիշները
Հանգույցի բյուրեղագրական ցուցանիշներն են
կոորդինատները վերցված են առանցքային միավորների կոտորակներով և գրված
կրկնակի քառակուսի փակագծեր. Այս դեպքում կոորդինատը
x-առանցքին համապատասխան, ընդհանուր առմամբ նշվում է տառով
u, y առանցքի համար՝ v, z առանցքի համար՝ w: Հանգույցի խորհրդանիշը նման է
[]. Տարրական բջիջի որոշ հանգույցների խորհրդանիշներ
ցույց է տրված նկ.
Որոշ հանգույցներ են
տարրական բջիջ
(Երբեմն հանգույց է նշվում
ինչպես [])

Բյուրեղագրական ուղղության ցուցանիշներ
Բյուրեղի մեջ, որտեղ բոլոր զուգահեռ ուղղությունները
նույնական են միմյանց, անցնող ուղղությունը
կոորդինատների ծագումը, բնութագրում է ամբողջ տվյալ ընտանիքը
զուգահեռ ուղղություններ.
Դիրք
մեջ
տարածություն
ուղղություններ,
ծագման միջով անցնելով՝ որոշվում է
սրա վրա ընկած ցանկացած հանգույցի կոորդինատները
ուղղությունը։
Կոորդինատներ
ցանկացած
հանգույց,
պատկանող
ուղղությունը՝ արտահայտված առանցքային միավորների կոտորակներով և
կրճատվել է երեք ամենափոքր ամբողջ թվերի հարաբերակցությանը
թվեր,
և
կա
բյուրեղագրական
ցուցանիշները
ուղղությունները։ Նրանք նշանակվում են u, v, w ամբողջ թվերով
և միասին գրված են քառակուսի փակագծերում։

Ուղղության ինդեքսների որոնման կարգը
1. Զուգահեռ ուղղությունների ընտանիքից ընտրել
մեկը, որն անցնում է ծագման միջով, կամ
շարժեք այս ուղղությունը իրեն զուգահեռ
ինքներդ դեպի ծագումը, կամ տեղափոխեք ծագումը
կոորդինացնում է տվյալ ուղղությամբ ընկած հանգույցին:
2. Գտե՛ք ցանկացած հանգույցի պատկանող կոորդինատները
տրված ուղղությունը՝ դրանք արտահայտելով առանցքային միավորներով։
3. Վերցրեք հանգույցի կոորդինատների հարաբերակցությունը և հասցրեք այն
ամենափոքր ամբողջ թվերի հարաբերակցությունը.
4. Ստացված երեք թվերը ամփոփի՛ր քառակուսիով
փակագծերը.
Խորանարդ վանդակում ամենակարեւոր ուղղությունները եւ դրանց
ցուցանիշները ներկայացված են նկ.

Որոշ ուղղություններ խորանարդ վանդակում

Բյուրեղի և բևեռի հասկացությունը
ՀԱՄԱԼԻՐ
Բյուրեղագրական կանխատեսումների մեթոդը հիմնված է
բյուրեղների բնորոշ հատկանիշներից մեկը՝ օրենքը
Անկյունների կայունություն՝ որոշակի երեսների միջև անկյուններ և
բյուրեղի եզրերը միշտ մշտական ​​են:
Այսպիսով, երբ բյուրեղը մեծանում է, դեմքերի չափերը փոխվում են, դրանց
ձևը, բայց անկյունները մնում են նույնը: Հետևաբար, մեջ
բյուրեղյա, դուք կարող եք զուգահեռաբար շարժել բոլոր եզրերն ու դեմքերը
ինքներս մեզ՝ տարածության մի կետում; անկյուն
հարաբերակցությունը պահպանված է.
Այդպիսին
ամբողջություն
ինքնաթիռներ
և
ուղղություններ,
հարթություններին և ուղղություններին զուգահեռ բյուրեղում և
մեկ կետով անցնելը կոչվում է
բյուրեղային համալիր, և կետն ինքնին կոչվում է
կենտրոն
համալիր.
ժամը
շինություն
բյուրեղագրական կանխատեսումները բյուրեղը միշտ փոխարինում է
բյուրեղային համալիր.

Ավելի հաճախ դիտարկվում է ոչ թե բյուրեղային համալիր, այլ
բևեռային (հակադարձ):
Բևեռային համալիր՝ ստացված բյուրեղից
(ուղիղ) ինքնաթիռները փոխարինելով դրանց նորմալներով, և
ուղղություններ - դրանց ուղղահայաց հարթություններ:
ա
բ
Cube (a), նրա բյուրեղային (b) եւ
բևեռային համալիր (գ)
մեջ

Բյուրեղային ԲԱԶՄԱԵԴՐՈՆՆԵՐԻ ՍԻՄԵՏՐԻԱ
(ՇԱՐՈՒՆԱԿԱԿԱՆ ՍԻՄԵՏՐԻԱ)
ՍԻՄԵՏՐԻԱՅԻ ՀԱՍԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆԸ
Բյուրեղները բնության մեջ գոյություն ունեն բյուրեղային տեսքով
պոլիեդրա. Տարբեր նյութերի բյուրեղները տարբեր են
միմյանցից իրենց ձևերով: Ռոք աղը խորանարդ է;
ռոք բյուրեղյա - վեցանկյուն պրիզմաներ, որոնք ուղղված են
ավարտվում է; ադամանդ - ամենից հաճախ սովորական octahedrons
(octahedra); նռնաքարի բյուրեղներ - դոդեկաեդրոններ (նկ.):
Նման բյուրեղները սիմետրիկ են:

բնորոշիչ
հատկանիշ
բյուրեղներ
է
դրանց հատկությունների անիզոտրոպիա. տարբեր ուղղություններով նրանք
տարբեր, բայց զուգահեռ ուղղություններով նույնական, և
նույնն են նաև սիմետրիկ ուղղություններով։
Բյուրեղները միշտ չէ, որ ունեն կանոնավոր ձև
պոլիեդրա.
Իրական աճի պայմաններում, ժամը
սիմետրիկ դեմքերի ազատ աճի դժվարությունը կարող է
զարգացնել անհավասար և ճիշտ արտաքին ձևը
կարող է ձախողվել, բայց ճիշտ ներքինը
կառուցվածքը ամբողջությամբ պահպանված է, ինչպես նաև
պահպանված է ֆիզիկական հատկությունների համաչափությունը։
Հունարեն «սիմետրիա» բառը նշանակում է համաչափություն:
Սիմետրիկ գործիչը բաղկացած է հավասարից, նույնականից
մասեր. Համաչափությունը հասկացվում է որպես մարմինների հատկություն կամ
երկրաչափական ձևեր առանձին մասերը միմյանց հետ համատեղելու համար
մյուսը որոշ սիմետրիկ փոխակերպումների ներքո:
երկրաչափական պատկերներ, որոնց օգնությամբ դրվում են և
կատարվում են սիմետրիկ փոխակերպումներ, կոչ
համաչափության տարրեր.

Հաշվի առնելով բյուրեղի արտաքին երեսապատման համաչափությունը,
բյուրեղային
չորեքշաբթի
ներկա
ինքներդ
ինչպես
շարունակական, շարունակական, այսպես կոչված, շարունակական (in
լատիներենից ռուսերեն թարգմանված - նշանակում է շարունակական,
ամուր): Նման միջավայրում բոլոր կետերը միանգամայն նույնն են:
Շարունակության համաչափության տարրերը նկարագրում են արտաքինը
բյուրեղային պոլիէդրոնի ձևը, ուստի դրանք անշարժ են
կոչվում են մակրոսկոպիկ համաչափության տարրեր։
Իրականում
նույնը
բյուրեղային
չորեքշաբթի
է
դիսկրետ. Բյուրեղները կազմված են առանձին մասնիկներից
(ատոմներ, իոններ, մոլեկուլներ), որոնք գտնվում են
տարածություն
մեջ
ձեւը
անվերջ
ընդլայնելով
տարածական ցանցեր. Համաչափություն դասավորության մեջ
այս մասնիկներից ավելի բարդ և հարուստ է, քան արտաքինի համաչափությունը
բյուրեղային պոլիեդրների ձևեր. Հետևաբար, հետ միասին
շարունակականություն
համարվում է
և
ընդհատում
-
նյութական մասնիկների դիսկրետ, իրական կառուցվածքը հետ
իր համաչափության տարրերով, կոչ
մանրադիտակային համաչափության տարրեր.

Համաչափության տարրեր
AT
բյուրեղային
պոլիեդրա
հանդիպել
պարզ
տարրեր
համաչափություն
(կենտրոն
համաչափություն,
համաչափության հարթություն, պտտվող առանցք) և բարդ տարր
համաչափություն (ինվերսիոն առանցք):
Համաչափության կենտրոն (կամ ինվերսիայի կենտրոն) - եզակի կետ
նկարի ներսում, երբ արտացոլվում է, որտեղ ցանկացած կետ
գործիչը ունի իրեն համարժեք, այսինքն՝ երկու կետերը
(օրինակ, մի զույգ գագաթներ) գտնվում են նույն ուղիղ գծի վրա,
անցնելով համաչափության կենտրոնով և հավասար հեռավորության վրա
նրան։ Համաչափության կենտրոնի առկայության դեպքում յուրաքանչյուր դեմք
տարածական
թվեր
Այն ունի
զուգահեռ
և
հակառակ ուղղված դեմք, յուրաքանչյուր եզր
համապատասխանում է հավասար, հավասար, զուգահեռ, բայց
հակառակ եզրը. Հետեւաբար կենտրոն
համաչափությունը նման է հայելու կետի.

Համաչափության հարթությունը այն հարթությունն է, որը
գործիչը բաժանում է երկու մասի, որոնցից յուրաքանչյուրը գտնվում է
ընկերոջ նկատմամբ որպես առարկա և նրա հայելային արտացոլում,
այսինքն՝ երկու հայելային հավասար մասերի
սիմետրիկ ինքնաթիռներ - Р (հին) և m (միջազգային):
Գրաֆիկորեն համաչափության հարթությունը նշվում է պինդով
տող. Ֆիգուրը կարող է ունենալ մեկ կամ մի քանիսը
համաչափության հարթություններ, և նրանք բոլորը հատվում են միմյանց
ընկեր. Խորանարդն ունի համաչափության ինը հարթություն:

Պտտվող առանցքը այնքան ուղիղ է, երբ շրջվում է
որը, որոշակի անկյան տակ, պատկերը
համակցվում է ինքն իր հետ. Պտտման անկյուն
որոշում է n պտտվող առանցքի կարգը, որը
ցույց է տալիս, թե քանի անգամ գործիչը կմիավորվի ինքն իր հետ
այս առանցքի շուրջ ամբողջական շրջադարձով (360 °).
Մեկուսացված վիճակում երկրաչափական ձևերհնարավոր է
ցանկացած կարգի սիմետրիկ առանցքներ, բայց բյուրեղային
polyhedra, առանցքի կարգը սահմանափակ է, այն կարող է ունենալ
միայն հետևյալ արժեքները՝ n= 1, 2, 3, 4, 6. In
բյուրեղային
պոլիեդրա
անհնարին
կացիններ
վեցերորդի հինգերորդ և ավելի բարձր կարգերի համաչափություններ: Հետևում է
բյուրեղային միջավայրի շարունակականության սկզբունքից։
Սիմետրիայի առանցքների նշանակումները՝ հին - Ln (L1, L2, L3, L4, L6)
և
միջազգային
արաբերեն
թվեր,
համապատասխան պտտվող առանցքի կարգին (1, 2, 3, 4, 6):

Գրաֆիկորեն
պտտվող
բազմանկյուններ:
կացիններ
պատկերված

Համաչափության դասի հայեցակարգը
Յուրաքանչյուր բյուրեղային բազմանիստ ունի իր հավաքածուն
համաչափության տարրեր. Համատեղելով միմյանց հետ տարրերը
բյուրեղի համաչափություններն անպայման հատվում են, և միևնույն ժամանակ
հնարավոր է նոր համաչափության տարրերի ի հայտ գալ։
Բյուրեղագրության մեջ ապացուցված են հետևյալ թեորեմները
Համաչափության տարրերի ավելացում.
1. Համաչափության երկու հարթությունների հատման ուղիղն առանցքն է
սիմետրիա, որի համար պտտման անկյունը երկու անգամ մեծ է անկյունից
ինքնաթիռների միջև.
2. Համաչափության երկու առանցքների հատման կետով անցնում է
սիմետրիայի երրորդ առանցքը.
3. Մեջ
կետ
խաչմերուկներ
Ինքնաթիռ
համաչափություն
Հետ
դրան ուղղահայաց հավասար կարգի սիմետրիայի առանցք
հայտնվում է համաչափության կենտրոն։
4. Երկրորդ կարգի առանցքների թիվը՝ հիմնականին ուղղահայաց
ավելի բարձր կարգի համաչափության առանցքներ (երրորդ, չորրորդ,
վեցերորդ) հավասար է հիմնական առանցքի կարգին:

5. Երկայնքով հատվող սիմետրիայի հարթությունների թիվը
ավելի բարձր կարգի հիմնական առանցք, որը հավասար է այս առանցքի կարգին:
Համաչափության տարրերի միմյանց հետ համակցությունների քանակը
բյուրեղներում խիստ սահմանափակ է: Ամեն հնարավորը
բյուրեղներում ստացվում են համաչափության տարրերի համակցություններ
խիստ մաթեմատիկական՝ հաշվի առնելով թեորեմները
համաչափության տարրերի ավելացում.
Սիմետրիայի տարրերի ամբողջական հավաքածու, որը բնորոշ է նրան
տրված բյուրեղը կոչվում է նրա համաչափության դաս:
Խիստ մաթեմատիկական ածանցումը ցույց է տալիս, որ բոլորը
հնարավոր է
համար
բյուրեղային
պոլիեդրա
համակցություններ
տարրեր
համաչափություն
ուժասպառ
սիմետրիայի երեսուներկու դաս։

Տարածական ցանցի և տարրերի միջև կապը
համաչափություն
Որոշակի համաչափության տարրերի առկայությունը որոշում է
երկրաչափություն
տարածական
ցանցեր,
պարտադրող
որոշակի
պայմանները
վրա
փոխադարձ
գտնվելու վայրը
կոորդինատային առանցքներ և առանցքային միավորների հավասարություն:
Գոյություն ունենալ ընդհանուր կանոններկոորդինատային առանցքների ընտրություն,
հաշվի առնելով բյուրեղային համաչափության տարրերի բազմությունը.
1. Կոորդինատների առանցքները համակցված են հատուկ կամ միայնակ
ուղղություններ,
չկրկնվող
մեջ
բյուրեղյա
պտտվող կամ ինվերսիոն առանցքներ, որոնց համար
առանցքի կարգը մեկից մեծ է, իսկ հարթության նորմերը
համաչափություն.
2. Եթե բյուրեղի մեջ կա միայն մեկ հատուկ ուղղություն, ապա դրա հետ
միավորել կոորդինատային առանցքներից մեկը, սովորաբար Z առանցքը: Երկու
մյուս առանցքները գտնվում են ուղղահայաց հարթությունում
բյուրեղի եզրերին զուգահեռ հատուկ ուղղություն:
3. Հատուկ ուղղությունների բացակայության դեպքում կոորդինատային առանցքները
ընտրվում են երեքին զուգահեռ, որոնք նույն հարթության վրա չեն գտնվում
բյուրեղի եզրեր:

Այս կանոնների հիման վրա դուք կարող եք ստանալ բոլոր յոթը
բյուրեղային համակարգեր կամ սինգոնիաներ: Նրանք տարբերվում են
միմյանցից՝ a, b, c և սանդղակի միավորների հարաբերությամբ
առանցքային անկյուններ. Երեք հնարավորություն՝ a b c, a=b c, a=b=c
թույլ տալ
տարածել
բոլորը
բյուրեղագրական
կոորդինատային համակարգեր (սինգոնիա) երեք կատեգորիաների ստորին, միջին և բարձր:
Յուրաքանչյուր կատեգորիա բնութագրվում է որոշակի առկայությամբ
համաչափության տարրեր. Այսպիսով, ամենացածր կատեգորիայի բյուրեղների համար
չկան ավելի բարձր կարգի առանցքներ, այսինքն՝ առանցքներ 3, 4 և 6, բայց կարող են լինել.
երկրորդ կարգի առանցքներ, հարթություններ և համաչափության կենտրոն։
Միջին կատեգորիայի բյուրեղներն ունեն ավելի բարձր առանցք
կարգ, և կարող են լինել նաև երկրորդ կարգի կացիններ՝ ինքնաթիռներ
համաչափություն, համաչափության կենտրոն։
Ամենասիմետրիկ բյուրեղները պատկանում են ամենաբարձրին
կատեգորիաներ. Նրանք ունեն մի քանի բարձր կարգի առանցքներ
(երրորդ և չորրորդ), կարող են լինել երկրորդ կարգի առանցքներ,
հարթություն և համաչափության կենտրոն։ Այնուամենայնիվ, առանցքներ չկան
վեցերորդ կարգը.

Անջատման և տարածականության համաչափության հայեցակարգը
խումբ
Հասանելիություն
32
դասեր
համաչափություն
բյուրեղային
polyhedra ցույց է տալիս, որ ամբողջ բազմազանությունը արտաքին
բյուրեղային ձևերը ենթարկվում են համաչափության օրենքներին:
Բյուրեղների ներքին կառուցվածքի համաչափություն, դասավորություն
մասնիկները (ատոմներ, իոններ, մոլեկուլներ) բյուրեղների ներսում պետք է
ավելի դժվար լինել, քանի որ բյուրեղների արտաքին ձևը
սահմանափակ է, և բյուրեղյա վանդակը տարածվում է
անսահման տարածության բոլոր ուղղություններով:
Բյուրեղներում մասնիկների դասավորության օրենքներն էին
հիմնադրել է ռուս մեծ բյուրեղագետ Է.Ս.
Ֆեդորովը 1891 թ.. Նրանք գտել են 230 ճանապարհ
մասնիկների դասավորությունը տարածական վանդակում - 230
տարածության համաչափության խմբեր.

Տարածական ցանցերի համաչափության տարրեր
Բացի վերը նկարագրված համաչափության տարրերից (կենտրոն
համաչափություն,
Ինքնաթիռ
համաչափություն,
պտտվող
և
ինվերսիոն առանցքներ), դիսկրետ միջավայրում, այլ
տարրեր
համաչափություն,
կապված
Հետ
անսահմանություն
տարածական վանդակավոր և պարբերական կրկնություն
մասնիկների դասավորության մեջ։
Դիտարկենք սիմետրիայի նոր տեսակներ, որոնք բնորոշ են միայն դրան
զեղչ. Դրանք երեքն են՝ թարգմանություն, սահող ինքնաթիռ
արտացոլումները և պարուրաձև առանցքը:
Թարգմանությունը բոլոր մասնիկների փոխանցումն է զուգահեռ
ուղղությունները նույն ուղղությամբ դեպի նույնը
չափը։
Թարգմանությունը համաչափության պարզ տարր է,
բնորոշ յուրաքանչյուր տարածական ցանցին:

Թարգմանության համադրություն համաչափության հարթության հետ
հանգեցնում է արածեցման արտացոլման հարթության տեսքին,
պտտվող առանցքի հետ թարգմանության համադրությունը ստեղծում է
պտուտակային առանցք:
Սահել արտացոլման հարթություն կամ հարթություն
սայթաքումը այդպիսի հարթություն է, երբ արտացոլվում է
որը, ինչպես հայելու մեջ, որին հաջորդում է թարգմանությունը երկայնքով
ուղղությունը ընկած է տվյալ հարթությունում, ըստ գումարի
հավասար է տվյալի համար նույնականացման ժամանակահատվածի կեսին
ուղղությունները, մարմնի բոլոր կետերը համակցված են. Ժամանակաշրջանի ներքո
ինքնությունը, ինչպես նախկինում, մենք կհասկանանք հեռավորությունը
ինչ-որ ուղղության կետերի միջև (օրինակ,
Միավոր վանդակում a, b, c կետերը պարբերակներ են
ինքնությունը X, Y, Z կոորդինատային առանցքների երկայնքով):

Պտուտակաձև առանցքը ուղիղ գիծ է, որի շուրջը պտտվում է
մի քանի
անկյուն,
համապատասխան
պատվեր
կացիններ,
Հետ
առանցքի երկայնքով հետագա թարգմանությունը բազմապատիկով
ինքնության ժամանակաշրջան t, միավորում է մարմնի կետերը:
Պտուտակային առանցքի նշանակումը ընդհանուր տեսքով nS է, որտեղ n
բնութագրում է պտտվող առանցքի կարգը (n=1, 2, 3, 4, 6), և
St/n-ը առանցքի երկայնքով թարգմանության քանակն է: Միաժամանակ Ս S=0, 1, 2, 3, 4, 5, 6. Այսպիսով, երկրորդ կարգի պարուրաձև առանցքի համար.
թարգմանությունը t/2 է, երրորդի պարուրաձև առանցքի համար
ամենափոքր փոխանցման կարգը t/3.
Երկրորդ կարգի պարուրաձև առանցքի նշանակումը կլինի 21։
Մասնիկների համակցությունը տեղի կունենա առանցքի շուրջ պտտվելուց հետո
180°, որին հաջորդում է թարգմանությունը ուղղության երկայնքով,
առանցքին զուգահեռ՝ t/2-ով։
Երրորդ կարգի պարուրաձև առանցքի նշանակումը կլինի 31։
Այնուամենայնիվ, հնարավոր են թարգմանությամբ կացիններ, որոնք ամենափոքրից բազմապատիկ են:
Հետևաբար, հնարավոր է պտուտակավոր առանցք 32՝ թարգմանությամբ 2t/3:

31 և 32 առանցքները նշանակում են առանցքի շուրջ պտույտ 120° երկայնքով
ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ, որին հաջորդում է տեղաշարժը: Այս պտուտակները
կացինները կոչվում են ճիշտ: Եթե ​​շրջադարձ կատարվի
ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ, ապա սիմետրիայի կենտրոնական առանցքները
կոչվում են ձախ. Այս դեպքում աջի 31 առանցքի գործողությունը
նույնական է առանցքի 32 ձախ և 32 աջ - 31
ձախ.
Կարելի է դիտարկել նաև սիմետրիայի պարուրաձև առանցքները
չորրորդ և վեցերորդ կարգեր՝ առանցքներ 41 և 43 առանցքներ 61 և 65, 62
իսկ 64. կարող է լինել աջ և ձախ: 21, 42 առանցքների գործողություն և
63-ը կախված չէ առանցքի շուրջ պտտման ուղղության ընտրությունից։
Ահա թե ինչու
նրանք
են
չեզոք.
Պայմանական
համաչափության պարուրաձև առանցքների նշանակումներ.

Սիմետրիա տիեզերական խմբի նշում
Տիեզերական խմբի խորհրդանիշը պարունակում է ամբողջական
տեղեկատվություն բյուրեղային կառուցվածքի համաչափության մասին. Վրա
տիեզերական խմբի խորհրդանիշում առաջին տեղն է դրված
Բրավեի վանդակի տեսակը բնութագրող տառ՝ P պարզունակ,
ԻՑ
հիմնակենտրոն,
Ի
մարմնի կենտրոնացված, F - դեմքի կենտրոնացված: AT
rhombohedral syngony-ն առաջին տեղում դրեց R տառը:
Հետևում են մեկ, երկու կամ երեք թվեր կամ տառեր,
նշելով
տարրեր
համաչափություն
մեջ
մայոր
ուղղությունները, ինչպես դա արվում է
կազմելով համաչափության դասի նշում.
Եթե ​​կառուցվածքում հիմնական ուղղություններից որևէ մեկում
համաչափության երկու հարթություններ և
սիմետրիայի առանցքները, նախապատվությունը տրվում է հարթություններին
համաչափություն և տիեզերական խմբի խորհրդանիշ
գրված են համաչափության հարթություններ.

Եթե ​​կան բազմաթիվ առանցքներ, ապա նախապատվությունը տրվում է
պարզ առանցքներ - պտտվող և շրջադարձային, քանի որ դրանց
սիմետրիան ավելի բարձր է, քան համաչափությունը
պտուտակային առանցքներ.
Ունենալով տիեզերական խմբի խորհրդանիշ՝ կարելի է հեշտությամբ
որոշել Bravais ցանցի տեսակը, բջջի սինգոնիան, տարրերը
սիմետրիա հիմնական ուղղություններով. Այո, տարածական
խումբ P42/mnm (Ֆեդորովի դիտետրագոնալ դիպիրամիդային խմբեր
բարի
համաչափություն,
135
Խումբ)
բնութագրում է պրիմիտիվ Bravais բջիջը քառանկյունում
սինգոնիա (չորրորդ կարգի պարուրաձև առանցքը 42 որոշում է
քառանկյուն սինգոնիա):
Հիմնական ուղղությունները հետևյալն են.
համաչափության տարրեր. Ուղղությամբ - Z առանցքով
համընկնում է 42 պարուրաձև առանցքի հետ, որն ուղղահայաց է
համաչափություն մ. և ուղղություններով (X և Y առանցքներ)
n տիպի արածեցման արտացոլման հարթությունը գտնվում է, ք
ուղղությունը անցնում է սիմետրիայի հարթությունը մ.

Բյուրեղային մարմինների կառուցվածքի թերությունները
Մարմնի թերությունները բաժանվում են դինամիկ
(ժամանակավոր) և ստատիկ (մշտական):
1. Դինամիկ թերությունները առաջանում են, երբ
մեխանիկական, ջերմային, էլեկտրամագնիսական
ազդեցություն բյուրեղի վրա.
Դրանք ներառում են ֆոնոններ՝ ժամանակի աղավաղումներ
վանդակավոր կանոնավորությունը, որը առաջանում է ջերմային
ատոմների շարժումը.
2. Ստատիկ թերություններ
Տարբերակել կետային և ընդլայնված թերությունները
մարմնի կառուցվածքները.

Կետային թերություններ. չբնակեցված վանդակաճաղեր
(թափուր աշխատատեղեր); ատոմի տեղաշարժը հանգույցից միջանցք;
օտար ատոմի կամ իոնի ներմուծում ցանցի մեջ:
Ընդլայնված թերություններ. տեղահանումներ (եզր և
պտուտակ), ծակոտիներ, ճաքեր, հատիկների սահմաններ,
մեկ այլ փուլի միկրոներառումներ. Ցուցադրված են որոշ թերություններ
պատկերի վրա։

Հիմնական հատկություններ
նյութեր

Հիմնական հատկություններն են՝ մեխանիկական, ջերմային,
էլեկտրական, մագնիսական և տեխնոլոգիական, ինչպես նաև դրանց
կոռոզիոն դիմադրություն.
Նյութերի մեխանիկական հատկությունները բնութագրում են դրանց հնարավորությունը
օգտագործել այն ապրանքներում, որոնք ենթարկվում են
մեխանիկական բեռներ. Նման հատկությունների հիմնական ցուցանիշները
ծառայում են որպես ուժի և կարծրության պարամետրեր: Նրանք կախված են ոչ միայն
նյութերի բնույթը, ինչպես նաև ձևը, չափը և վիճակը
նմուշների մակերեսը, ինչպես նաև փորձարկման եղանակները, առաջին հերթին,
բեռնման արագության, ջերմաստիճանի, կրիչների ազդեցության և այլնի վրա
գործոններ.
Ուժը նյութերի հատկությունն է՝ դիմադրելու կոտրվածքին, և
նաև նմուշի ձևի անդառնալի փոփոխություն՝ ազդեցության տակ
արտաքին բեռներ.
առաձգական ուժ - առավելագույնին համապատասխան լարվածություն
(նմուշի ոչնչացման պահին) բեռի արժեքին. Վերաբերմունք
նմուշի վրա ազդող ամենամեծ ուժը սկզբնական տարածքին
նրա խաչմերուկը կոչվում է ճեղքող լարվածություն և
նշանակել σv.

Դեֆորմացիան մասնիկների հարաբերական դասավորության փոփոխությունն է
նյութական. Նրա ամենապարզ տեսակներն են լարվածությունը, սեղմումը, ճկումը,
շրջադարձ, տեղաշարժ. Դեֆորմացիա - նմուշի ձևի և չափի փոփոխություն
դեֆորմացիայի արդյունք.
Դեֆորմացիայի պարամետրեր – հարաբերական երկարացում ε = (l– l0)/l0 (որտեղ
l0-ը և l-ը նմուշի սկզբնական և դեֆորմացիայից հետո երկարություններն են), կտրման անկյունն է
մեկ կետից ելնող ճառագայթների միջև ճիշտ անկյան փոփոխություն
նմուշ, երբ այն դեֆորմացվում է. Դեֆորմացիան կոչվում է առաձգական, եթե
այն անհետանում է բեռը հեռացնելուց հետո, կամ պլաստիկ, եթե դա այդպես չէ
անհետանում է (անշրջելի): Նյութերի պլաստիկ հատկությունները
փոքր դեֆորմացիաները հաճախ անտեսվում են:
Առաձգական սահմանն այն լարվածությունն է, որի դեպքում մնացորդային դեֆորմացիաները (այսինքն.
ե. նմուշի բեռնաթափման ժամանակ հայտնաբերված դեֆորմացիաներ) հասնել
բնութագրերով սահմանված արժեքը. Սովորաբար ընդունելությունը
մնացորդային դեֆորմացիան կազմում է 10–3 ÷10–2%։ Էլաստիկ սահման σy
սահմանափակում է նյութի առաձգական դեֆորմացիաների տարածքը.
Առաջացել է մոդուլի հայեցակարգը՝ որպես նյութերի առաձգականության հատկանիշ
իդեալական առաձգական մարմիններ դիտարկելիս, որոնց դեֆորմացիան գծային է
կախված է լարումից. Պարզ ձգումով (սեղմում)
ս = Eε
որտեղ E-ն Յանգի մոդուլն է կամ երկայնական առաձգականության մոդուլը, որը
բնութագրում է նյութերի դիմադրությունը առաձգական դեֆորմացման (առաձգական, սեղմում); ε-ը հարաբերական շտամն է:

Երբ նյութը կտրում է կտրվածքի ուղղությամբ և դրան նորմալի երկայնքով
միայն շոշափող լարումներ
որտեղ G-ը նյութի առաձգականությունը բնութագրող կտրվածքի մոդուլն է
նմուշի ձևի փոփոխություն, որի ծավալը մնում է հաստատուն. γ-ը անկյունն է
հերթափոխ.
Բոլոր ուղղություններով նյութի համակողմանի սեղմումով,
նորմալ լարում
որտեղ K-ը զանգվածային առաձգականության մոդուլն է, որը բնութագրում է
նյութի դիմադրություն նմուշի ծավալի փոփոխությանը, ոչ
ուղեկցվում է իր ձևի փոփոխությամբ; ∆ - հարաբերական
զանգվածային սեղմում:
Մշտական ​​արժեք, որը բնութագրում է նյութերի առաձգականությունը
միառանցքային լարվածությունը Պուասոնի հարաբերակցությունն է.
որտեղ ε'-ը հարաբերական լայնակի սեղմումն է. ε - հարաբերական
նմուշի երկայնական երկարացում.

Կոշտությունը նյութերի մեխանիկական հատկանիշն է,
համալիր, որն արտացոլում է դրանց ամրությունը, ճկունությունը, ինչպես նաև
նմուշների մակերեսային շերտի հատկությունները. Նա արտահայտվում է
նյութի դիմադրություն տեղական պլաստիկին
դեֆորմացիա, որը տեղի է ունենում, երբ ավելի քան
պինդ մարմին - ներդիր: Նմուշը նմուշի մեջ սեղմելով
Տպագրության չափերի հետագա չափումը հիմնականն է
նյութերի կարծրության գնահատման տեխնոլոգիական մեթոդ. AT
կախված բեռնվածքի կիրառման առանձնահատկություններից, դիզայնից
ներդիրները և կարծրության թվերի որոշումը տարբերակում են մեթոդները
Brinell, Rockwell, Vickers, Shore. Չափելիս
միկրոկարծրություն՝ համաձայն ԳՕՍՏ 9450-76-ի նմուշի մակերեսի վրա
մնում են աննշան խորության հետքեր, հետևաբար այդպիսին
մեթոդը կիրառվում է, երբ նմուշները պատրաստվում են փայլաթիթեղի տեսքով,
թաղանթներ, փոքր հաստության ծածկույթներ: Որոշման մեթոդ
պլաստիկի կարծրությունը նմուշի մեջ ներթափանցումն է
գնդաձև հուշում հաջորդական կիրառմամբ
տարբեր բեռներ.

Կոռոզիան հատկությունների փոփոխման, վնասման ֆիզիկական և քիմիական գործընթաց է
նյութերի կառուցվածքը և ոչնչացումը դրանց բաղադրիչների անցման հետևանքով
քիմիական միացություններ շրջակա միջավայրի բաղադրիչներով. Տակ
Կոռոզիայից վնասը վերաբերում է ցանկացած կառուցվածքային թերությանը
կոռոզիայից առաջացած նյութը. Եթե ​​մեխանիկական
ազդեցությունները արագացնում են նյութերի կոռոզիան, իսկ կոռոզիան հեշտացնում է դրանք
մեխանիկական ոչնչացում, առկա է կոռոզիոն-մեխանիկական
նյութական վնաս. Կոռոզիայի հետևանքով նյութերի կորուստ և ծախսեր
մեքենաների և սարքավորումների պաշտպանությունը դրանից շարունակաբար աճում է
մարդկային արտադրական գործունեության ակտիվացման շնորհիվ և
շրջակա միջավայրի աղտոտումը արտադրական թափոններով.
Նյութերի դիմադրությունը կոռոզիայից առավել հաճախ բնութագրվում է
օգտագործելով կոռոզիոն դիմադրության պարամետրը `արժեքը, փոխադարձը
նյութի տեխնիկական կոռոզիայի արագությունը տվյալ կոռոզիոն համակարգում.
Այս հատկանիշի պայմանականությունը կայանում է նրանում, որ այն չի վերաբերում
նյութական, բայց կոռոզիոն համակարգին: Նյութի կոռոզիոն դիմադրություն
չի կարող փոխվել առանց կոռոզիոն համակարգի այլ պարամետրերի փոփոխության:
Կոռոզիայից պաշտպանությունը կոռոզիայից փոփոխություն է
համակարգ, ինչը հանգեցնում է նյութի կոռոզիայի արագության նվազմանը:

Ջերմաստիճանի բնութագրերը.
Ջերմակայունություն - նյութերի հատկությունը պահպանելու կամ թեթևակի
փոխել մեխանիկական պարամետրերը բարձր ջերմաստիճաններում: Սեփականություն
մետաղները դիմադրում են գազերի քայքայիչ ազդեցությանը բարձր մակարդակի վրա
ջերմաստիճանը կոչվում է ջերմային դիմադրություն: Որպես հատկանիշ
դյուրահալվող նյութերի ջերմակայունությունը օգտագործման ջերմաստիճանը
փափկեցնող.
Ջերմային դիմադրություն - նյութերի հատկությունը երկար ժամանակ դիմակայելու համար
դեֆորմացիա և կոտրվածք բարձր ջերմաստիճանում: այն
օգտագործվող նյութերի ամենակարևոր բնութագիրը
ջերմաստիճանը T > 0,3 Tm: Նման պայմաններ առաջանում են շարժիչներում
ներքին այրման, գոլորշու էլեկտրակայաններ, գազատուրբիններ,
մետաղագործական վառարաններ և այլն:
Ցածր ջերմաստիճանում (տեխնոլոգիայի մեջ՝ 0-ից -269 ° C) ավելանում է
նյութերի ստատիկ և ցիկլային ամրությունը, դրանց
ճկունություն և ամրություն, փխրուն կոտրվածքների նկատմամբ զգայունության բարձրացում:
Սառը փխրունություն - նյութերի փխրունության ավելացում նվազմամբ
ջերմաստիճանը. Նյութի փխրուն կոտրվածքի միտումը որոշվում է
ըստ իջեցման ժամանակ խազով նմուշների հարվածային փորձարկումների արդյունքների
ջերմաստիճանը.

Նյութերի ջերմային ընդլայնումը գրանցվում է չափերի փոփոխությամբ
և նմուշների ձևը, երբ ջերմաստիճանը փոխվում է: Գազերի համար պայմանավորված է
մասնիկների կինետիկ էներգիայի ավելացում, երբ տաքացվում է հեղուկների համար
իսկ պինդ նյութերը կապված են ջերմային անհամաչափության հետ
ատոմների թրթռումներ, որոնց պատճառով միջատոմային հեռավորությունները մեծանում են
ջերմաստիճանը բարձրանում է.
Քանակականորեն նյութերի ջերմային ընդլայնումը բնութագրվում է
Ծավալի ընդլայնման ջերմաստիճանի գործակիցը.
եւ պինդ նյութեր - եւ ջերմաստիճանի գործակիցը գծային
ընդարձակումներ (TKLR):
- գծային չափերի, նմուշների ծավալի փոփոխություններ և
ջերմաստիճանը (համապատասխանաբար):
ξ ինդեքսը ծառայում է ջերմային ընդլայնման պայմանները նշանակելու համար (սովորաբար.
մշտական ​​ճնշման դեպքում):
Փորձնականորեն αV-ն և αl-ը որոշվում են դիլատոմետրիայի միջոցով, որն ուսումնասիրում է
արտաքին գործոնների ազդեցության տակ մարմինների չափերի փոփոխությունների կախվածությունը.
Հատուկ չափիչ գործիքներ– դիլատոմետրեր – տարբերվում են
սենսորների սարքը և չափերի գրանցման համակարգերի զգայունությունը
նմուշներ.

Ջերմային հզորություն - ընթացքում մարմնի կողմից ստացված ջերմության քանակի հարաբերակցությունը
ցանկացած գործընթացում իր վիճակի անսահման փոքր փոփոխությունը, դեպի
ջերմաստիճանի վերջին բարձրացումից առաջացած.
Ըստ թերմոդինամիկական գործընթացի նշանների, որոնցում
նյութի ջերմային հզորությունը, առանձնացնել ջերմային հզորությունը հաստատուն ծավալով
և մշտական ​​ճնշման տակ: Ջեռուցման ժամանակ մշտական
ճնշում (իզոբարային պրոցես) ջերմության մի մասը ծախսվում է ընդարձակման վրա
նմուշ, իսկ մաս՝ նյութի ներքին էներգիան ավելացնելու համար։ Ջերմություն,
հաղորդում է նույն նմուշին մշտական ​​ծավալով (իզոխորիկ գործընթաց),
ծախսվում է միայն նյութի ներքին էներգիայի ավելացման վրա։
Հատուկ ջերմային հզորություն, J/(kg K)], ջերմային հզորության և զանգվածի հարաբերակցությունն է
մարմինը. Տարբերակել մշտական ​​ճնշման տակ հատուկ ջերմությունը (cp) և
հաստատուն ծավալով (cv): Ջերմային հզորության հարաբերակցությունը քանակին
նյութերը կոչվում են մոլային ջերմունակություն (սմ), J / (mol⋅K): Բոլորի համար
նյութեր ср > сv, հազվագյուտ (իդեալականին մոտ) գազերի համար сmp – сmv =
R (որտեղ R = 8,314 J/(mol⋅K) համընդհանուր գազի հաստատունն է):

Ջերմային հաղորդունակությունը մարմնի ավելի տաք մասերից էներգիայի փոխանցումն է
ավելի քիչ ջեռուցվում է ջերմային շարժման և փոխազդեցության արդյունքում
միկրոմասնիկներ. Այս արժեքը բնութագրում է ինքնաբուխը
պինդ մարմինների ջերմաստիճանի հավասարեցում.
Իզոտրոպ նյութերի համար գործում է Ֆուրիեի օրենքը, ըստ որի
խտության վեկտոր ջերմային հոսք q-ն համաչափ է և հակադիր
ջերմաստիճանի գրադիենտի ուղղությամբ T:
որտեղ λ-ը ջերմային հաղորդունակությունն է [W/(m K)] կախված
ագրեգացման վիճակ, ատոմային և մոլեկուլային կառուցվածք, կառուցվածք,
ջերմաստիճանը և նյութի այլ պարամետրերը:
Ջերմային դիֆուզիոն (մ2/վրկ) չափանիշ է
Նյութի ջերմամեկուսիչ հատկությունները.
որտեղ ρ-ն խտությունն է. Ամուսնացնել - հատուկ ջերմություննյութը ժամը
մշտական ​​ճնշում.

Նյութերի տեխնոլոգիական հատկությունները բնութագրում են համապատասխանությունը
նյութերի տեխնոլոգիական ազդեցությունները արտադրանքի վերամշակման ընթացքում: Գիտելիք
այս հատկությունները թույլ են տալիս ողջամտորեն և ռացիոնալ ձևավորել և
իրականացնել արտադրանքի արտադրության տեխնոլոգիական գործընթացներ. Հիմնական
Նյութերի տեխնոլոգիական բնութագրերն են՝ մշակելիությունը
կտրում և ճնշում, ձուլման պարամետրեր, եռակցման հնարավորություն, միտում
ջերմային մշակման ժամանակ դեֆորմացիա և շեղում և այլն:
Մեքենայականությունը բնութագրվում է հետևյալ ցուցանիշներով.
նյութի մշակման որակը - մշակված մակերեսի կոշտությունը
և նմուշի չափերի ճշգրտությունը, գործիքի ժամկետը, դիմադրությունը
կտրում - կտրման արագություն և ուժ, չիպի ձևավորման տեսակ: Արժեքներ
ցուցիչները որոշվում են նմուշները շրջելիս և համեմատվում են
որպես ստանդարտ ընդունված նյութի պարամետրեր.
Ճնշմամբ մշակելիությունը որոշվում է տեխնոլոգիական գործընթացում
փորձարկման նյութեր պլաստիկ դեֆորմացիայի համար: Գնահատման մեթոդներ
ճնշման մեքենայությունը կախված է նյութերի տեսակից և դրանց տեխնոլոգիայից
վերամշակում։ Օրինակ, մետաղների տեխնոլոգիական փորձարկումներ ճկման համար
իրականացվում է նմուշները թեքելով նախապես որոշված ​​անկյան տակ: Նմուշը համարվում է դիմացկուն
թեստեր, եթե այն չի հայտնվում կոտրվածք, շերտազատում, պատռվածք, ճաքեր:
Թերթերը և ժապավենները փորձարկվում են արտամղման համար, օգտագործելով հատուկ
մամուլ. Նմուշի մեջ գնդաձեւ անցք է գոյանում՝ այս պահին դադարեցնելով գծագիրը
նյութական հոսքի հասնելը. Արդյունքը որոշվում է առավելագույնով
լավ խորությունը չվնասված նմուշներում:

Փոշու նյութերի ճնշմամբ մշակելիությունը բնութագրում է դրանք
հեղուկություն, կոմպակտություն և ձևավորելիություն: Որոշման մեթոդ
հեղուկությունը հիմնված է փոշու նմուշի պիտանելիության ժամկետի գրանցման վրա
դրա ինքնաբուխ թափման գործընթացը calibrated միջոցով
ձագարի անցք. Այս պարամետրը վերահսկում է լրացման արագությունը:
փոշի նյութերի կաղապարներ ճնշման բուժման համար:
Փոշու խտացումը բնութագրվում է նմուշի ծավալի կախվածությամբ
փոշի ճնշումից - սեղմման դիագրամ: Ձևավորելիություն - սեփականություն
փոշի նյութ՝ գործընթացում ստացված ձևը պահպանելու համար
սեղմելով.
Նյութերի ձուլման բնութագրերը - մի շարք տեխնոլոգիական
հորդառատ ձուլվածքների ձևավորումը բնութագրող ցուցանիշներ
հալած նյութերը կաղապարի մեջ: Հեղուկություն -
կաղապարը լցնելու հալած նյութի հատկությունը կախված է
հալման մածուցիկության, հալման և կաղապարի ջերմաստիճանի վրա, աստիճան
կաղապարի պատերի հալեցման թրջում և այլն։ Գնահատվում է երկարությամբ
լցնելով հալված ուղիղ կամ պարուրաձև ալիքով
հատուկ կաղապար: Կծկվող ձուլարան - ծավալի կրճատում
հալվել հեղուկից պինդ վիճակի անցնելու ժամանակ։ Գործնականում
նեղացումը սահմանվում է որպես համապատասխան գծային չափերի հարաբերակցություն
կաղապարներ և ձուլվածքներ անչափ նեղացման գործակցի տեսքով,
յուրաքանչյուր նյութի համար անհատական:

Weldability - նյութի ձևավորման հատկությունը
եռակցված միացում, որի կատարումը
համապատասխանում է բազային նյութի որակին,
եռակցված. Եռակցման ունակությունը գնահատվում է ըստ
եռակցված նմուշների փորձարկման արդյունքները և
հիմնական նյութի բնութագրերը եռակցված գոտում
կարել. Հետևյալը որոշելու կանոնները
մետաղների եռակցման ցուցանիշները՝ մեխանիկական
Եռակցված հոդերի հատկությունները, թույլատրելի ռեժիմները
աղեղային եռակցման և երեսապատման, եռակցման որակը
միացումներ և եռակցումներ, երկարաժամկետ ամրություն
եռակցված միացումներ.

Բյուրեղագրությունը գիտություն է բյուրեղների, բյուրեղային բնական մարմինների մասին։ Այն ուսումնասիրում է բյուրեղային նյութերի ձևը, ներքին կառուցվածքը, ծագումը, բաշխումը և հատկությունները։

Բյուրեղների հիմնական հատկությունները` անիզոտրոպությունը, միատարրությունը, ինքնայրվելու ունակությունը և հալման մշտական ​​ջերմաստիճանի առկայությունը, որոշվում են դրանց ներքին կառուցվածքով:

Բյուրեղները բոլորը պինդ մարմիններ են, որոնք ունեն ատոմների կարգավորված դասավորության արդյունքում առաջացած բազմաիդրոնի ձև: Բյուրեղագրությունը կոչվում է գիտություն բյուրեղների, բյուրեղային բնական մարմինների մասին։ Այն ուսումնասիրում է բյուրեղային նյութերի ձևը, ներքին կառուցվածքը, ծագումը, բաշխումը և հատկությունները։ Բյուրեղները բոլոր այն պինդ մարմիններն են, որոնք ունեն պոլիէդրոնի ձև՝ առաջացած ատոմների դասավորվածության արդյունքում: Խորանարդները լավ ձևավորված բյուրեղների օրինակներ են...

Վերնագիր:

Հայտնի են ավելի քան հինգ հազար տեսակի բյուրեղներ։ Նրանք ունեն այլ ձև և այլ թվով դեմքեր: Բյուրեղի ձևը նրա բոլոր երեսների ամբողջությունն է: Բյուրեղագրության մեջ պարզ ձևը նույնական դեմքերի մի շարք է, որոնք կապված են համաչափության տարրերով: Պարզ ձևերից առանձնանում են փակ ձևեր, որոնք ամբողջությամբ փակում են տարածության մի մասը, օրինակ՝ խորանարդը, ութանիստը; բացեք պարզ ձևեր, օրինակ, տարբեր պրիզմաներ, տարածություն ...

Վերնագիր:

Սինգոնիան (հունարեն σύν, «ըստ, միասին» և γωνία, «անկյուն» - բառացիորեն «նման անկյուն») բյուրեղների բաժանումներից մեկն է՝ հիմնված իրենց միավոր բջջի ձևի վրա։ Սինգոնիան ներառում է սիմետրիայի դասերի մի խումբ, որոնք ունեն համաչափության մեկ ընդհանուր կամ բնորոշ տարր՝ միավորների նույն թվով ուղղություններով։ Կան յոթ սինգոներ՝ խորանարդ, քառանկյուն (քառակուսի), եռանկյուն, վեցանկյուն, ռոմբիկ, մոնոկլինիկ, տրիկլինիկ։

Վերնագիր:

«Սիմետրիա» հունարեն նշանակում է «համամասնություն» (կրկնելիություն): Սիմետրիկ մարմիններն ու առարկաները բաղկացած են տարածության մեջ համարժեք, ճիշտ կրկնվող մասերից։ Բյուրեղների համաչափությունը հատկապես բազմազան է։ Տարբեր բյուրեղներ քիչ թե շատ սիմետրիկ են: Դա նրանց ամենակարևոր և առանձնահատուկ հատկությունն է՝ արտացոլելով ներքին կառուցվածքի օրինաչափությունը։

Վերնագիր:

Երկրաչափական բյուրեղագրության տեսանկյունից բյուրեղը բազմանիստ է։ Բյուրեղների ձևը բնութագրելու համար մենք օգտագործում ենք սահմանափակող տարրերի հասկացությունը: Բյուրեղների արտաքին ձևը կազմված է երեք սահմանափակող տարրերից՝ դեմքեր (հարթություններ), եզրեր (դեմքերի հատման գծեր) և երեսակային անկյուններ։

Վերնագիր:

Բյուրեղները առաջանում են, երբ նյութը ցանկացած ագրեգացիայի վիճակից փոխվում է պինդ վիճակի։ Բյուրեղների ձևավորման հիմնական պայմանը ջերմաստիճանի իջեցումն է որոշակի մակարդակի, որից ցածր մասնիկները (ատոմները, իոնները), կորցնելով ավելորդ ջերմային շարժումը, ցուցադրում են իրենց բնորոշ քիմիական հատկությունները և խմբավորվում են տարածական ցանցի մեջ: