Представление о кристаллической решетки. Типы, сингонии.
Установлено 14 типов элементарных ячеек, которые различаются размерами рёбер, углами между рёбрами и т.д.
Доказано, что другие геометрические тела не могут обеспечить полного заполнения.
Все типы пространственных решёток разбиты на 7 сингоний(триклинной, моноклинной, ромбической, тетрагональной, тригональной, кубической и гексагональной). Наиболее распространенной в природе является кубическая сингония, в которой различают несколько видов решеток
а) простая; б) - гранецентрированная (ГЦК); 2.Гексагональная кристаллическая решётка 3.Тригональная кристал решётка
в) объёмноцентрированная
элементарные полупроводники (Si(кремний), Ge) – алмазоподобная кубическая решётка.
Sn(олово) – ОЦК
Ag(серебро), Al, Au(золото), Cu(медь), некоторые сложные полупроводниковые соединения – ГЦК;
Если кристалл имеет форму естественного правильного многогранника, легко установить, что свойства различных граней неодинаковы, то есть имеет место анизотропия.
В кубической кристаллической решётке простыми (сингулярными) гранями являются представленные на рисунке 4. Вполне очевидно, что плотность расположения атомов даже на простых сингулярных гранях различна. В порядке убывания плотности: (1,1,1); (1,0,0); (1,1,0).
Дефекты кристаллической структуры. Влиянение дефектов на свойства материалов
|
|
|
Всё многообразие существующих дефектов структур можно разбить на два класса:
I Динамические (временные) дефекты. Оказывают существенное влияние, на них нельзя повлиять. Пример: фононы – кванты тепловой энергии – элементарное колебание атома в решётке. Отсутствие данного дефекта возможно только при 0° К.
II Статические (постоянные) дефекты. Их классифицируют по геометрическому признаку:
Точечные, 0-мерные. Являются самыми маленькими и распространёнными (вакансии, междоузельные атомы, примесные атомы)
Линейные, 1-мерные. К ним относят различные виды дислокаций: винтовые, сдвиговые, несовпадения и другие.Дислокация это дефект который образовывается из-за отсутствующей полуплоскости. На рисунке изображено плоское представление дислокация, чтобы понять почему этот дефект называется линейным мысленно продолжите этот рисунок за экран. В месте где обрывается одна из полуплоскостей образуется «туннель» это и есть дислокация.
Плоскостные, 2-мерные. Наиболее большим дефектом кристалла является его поверхность. Также к плоскостным дефектам относятся границы зёрен в поликристаллической структуре вещества (рисунок 6). Возможно возникновение границы двойникования, при переходе через которую наблюдается зеркальное отображение структуры кристаллической решётки Объёмные, 3-мерные. К ним относятся трещины, сколы, макропустоты, макровключения иной фазы.
|
|
|
Практически все статические дефекты сопровождаются оборванными связями, которые стремятся к завершению. Таким образом, дефекты оказывают существенное влияние на движение носителей заряда, так как фактически представляют собой своего рода микро- и наноконденсаторы, накапливающие заряд и разряжающиеся при смене полярности. Это приводит к увеличению времени быстродействия переходных процессов и, соответственно, к ограничению быстродействия.
Дислокация относящиеся к линейным дефектам позволяют увеличивать прочность материала однако при этом происходит потеря пластичности, но иногда именно это и требуется.
Понятие фазы и фазовой структуры материала.
Фаза — термодинамическое равновесное состояние вещества, отличающ по своим физ свой-вам от других равновесных состояний.
Фазавый переход — переход из одной фазы в другую. Если две или более фаз, соприкасающихся между собой, могут одновременно существовать сколь угодно долго, то говорят о фазовом равновесии.
|
|
|
Классификация родов:
При фазовом переходе первого рода меняется скачками плотность, выделяет или поглащяется опред кол-во теплоты.
При фазовом переходе 2 рода тепло не выделяется и не поглащяется. Характерист меняются плавно и непрерывно. Происх изменение физ свойств вещества.
Кроме того, различные фазы могут обладать разными электрическими (сегнетоэлектрики), магнитными (ферромагнетики), и оптическими свойствами (например, твёрдый кислород).
Термодинамическая система в общем случае состоит из набора различных веществ. Определяющим признаком вещества является то, что оно состоит из частиц (молекул, или, в случае чистых элементов, атомов) своего определенного сорта. Вещества, образующие систему, обычно называют компонентами системы. В произвольных условиях вещества (компоненты) могут быть в различных агрегатных состояниях: твердом, жидком или газообразном.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 331; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!