3. Кристаллографические обозначения атомов, плоскостей и направлений.
П
од
кристаллографическими плоскостями
понимается 3 целых взаимно простых числа
обратно пропорциональных числу осевых
единиц, отсекаемых данной плоскостью
по координатным осям x,y,z.
ABCD (100), AFKB (001), BKLD (010)
Под индексами кристаллографических плоскостей и направлений было вызвано потребностью объяснить зависимость свойств металлов от направлений кристаллографических плоскостей. Иными словами, дать объяснение с точки зрения техники понятие влияния анизотропии.
По различным направлениям в кристалле располагаются различные количества атомов: физические, химические, механические при прочих равных условиях и определяются числом атомов, расположенным в данном направлении; чем больше количество атомов расположено в данном направлении, тем выше уровень свойств.
Неодинаковость свойств по различным направлениям в кристалле и называется анизотропией.
Любой кристалл – анизотропен. Однако, поскольку реальные металлы состоят из большого числа зерен (на 1 см2 – десятки тыс. зерен) создается впечатление, что металл изотропен, т.к. каждое из зерен ориентировано по-своему – это явление получило название квазианизотропией (ложной).
Поэтому, если испытывать металл по различным направлениям, то свойства его будут одинаковы. Деформирование металлов приводит к ориентации зерен, а также кристаллографических плоскостей в направлении деформации. Закономерная ориентация кристаллографических плоскостей в направлении действующих нагрузок называется текстурой.
4. Анизотропия металлов
Анизотропия — неоднородность физических, механических и других свойств кристаллов в различных направлениях.
При обработке давлением, особенно при штамповке изделий из меди и других металлов и сплавов, анизотропия вызывает так называемый брак по неровности поверхности.
В поликристаллических телах с бессистемной ориентировкой кристаллитов явление анизотропии не должно иметь места. На практике, это явление наблюдается на отожженном материале и обусловливается главным образом технологическими факторами. В меди анизотропия свойств резко выражена в том случае, если холодная прокатка в последнем пропуске связана с сильной деформацией, а отжиг- перед последним пропуском производится при пониженных температурах. Последний отжиг наготово-(при любых температурах) не устраняет анизотропии, так как в этом случае вместо текстуры деформации появляется текстура рекристаллизации. Анизотропию свойств поликристаллической меди можно ослабить до минимума, применяя рациональную технологию. Однако такая оптимальная технология не может быть одинаковой для всех сортов меди, так как на анизотропию свойств прокатанной меди значительное влияние оказывают также примеси, присутствующие в металле.
5. Строение реальных кристаллов
Криста́ллы— твёрдые тела, в которых атомы расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую пространственную укладку — кристаллическую решётку.
Реальный кристалл всегда содержит различные дефекты внутренней структуры решетки, искажения и неровности на гранях и имеет пониженную симметрию многогранника вследствие специфики условий роста, неоднородности питающей среды, повреждений и деформаций. Реальный кристалл не обязательно обладает кристаллографическими гранями и правильной формой, но у него сохраняется главное свойство — закономерное положение атомов в кристаллической решётке.
Дефекты кристаллического строения удобно классифицировать по их геометрической форме и размерам:
1) точечные:малы во всех трех измерениях, их размеры не больше нескольких атомных диаметров - это вакансии;
2) линейные (одномерные) :малы в двух направлениях, а в третьем направлении они соизмеримы с длиной кристалла - это дислокации;
3) поверхностные (двумерные) малы только в одном направлении и имеют плоскую форму - это границы зерен;
4) объемные (трехмерные) имеют во всех трех измерениях относительно большие размеры - это поры, трещины;