(812) 303-53-70   303-53-71
info@met-str.ru
нержавеющий металлопрокат

Кристаллическое строение металлов

Металлам и их сплавам присуще общее свойство – кристаллическое строение, которое характеризуется атомами, что расположены в пространстве определенным закономерным образом. При описании атомно-кристаллической структуры применяют понятие кристаллической решетки, что представляет собой воображаемую пространственную сетку, которая в узлах содержит ионы (атомы).
Даже одной элементарной ячейкой, а не рядом объемов, что периодически повторяются, может быть представлена атомно-кристаллическая структура. Это ячейка, которая повторяется во всех трех измерениях.

Элементарные частицы (ионы, атомы) в кристалле сближены до соприкосновения. Пространственное изображение с целью упрощения восприятия принято заменять схемами, в которых центры тяжести частиц представляются в виде точек. Атомы располагаются в точках пересечения этих прямых линий – решеток. Расстояния между центрами атомов, что находятся в узлах решеток, расположенных по-соседству, называют периодами либо параметрами. В металлах их величина составляет от 0,1 нм до 0,7 нм, а размеры элементарных ячеек порядка 0,2 - 0,3 нм.

Бравэ, французский ученый, в 1848 году доказал, что элементы симметрии и трансляционные структуры, которые уже изучены, дают возможность выделить кристаллические решетки 14 типов.

Координационное число и коэффициент компактности – понятия, которые вводятся для характеристики кристаллических решеток.
Координационное число I – это число атомов, что находятся на самом близком и равном расстоянии от конкретного атома.
Допустим, что атомы, находящиеся в  решетке, это соприкасающиеся упругие шары. Тогда нетрудно будет догадаться, что, кроме атомов, существует значительное свободное пространство. Так, объем, что занят атомами, - плотность кристаллической решетки характеризуется коэффициентом компактности.

Коэффициент компактности рассчитывается как отношение суммарного объема атомов, которые входят  в решетку, к объему самой решетки.

При разных температурах некоторые металлы могут иметь разную кристаллическую решетку – полиморфизм (аллотропия) – то есть, способность металла быть представленным в разных кристаллических формах.

Температура полиморфного превращения – температура превращения из одной кристаллической модификации в другую. Тип и форма изменяются при полиморфном превращении – это называется перекристаллизацией. Именно на явлении полиморфизма основана технология термической обработки. При переходе вещества из одной в другую полиформной формы, изменяются его плотность и объем.