Ylym bilen sungatyň birleşmeginiň bolup geçýän metallurgiýa äleminde gözlegçileri we inersenerleri köpden bäri bulaşdyryp gelýän özüne çekiji hadysadyr. Bu garyndylarda ajaýyp kristal gurluşlary gözlemek, adatdan daşary mümkinçilikler dünýäsini açmagyň açarydyr.
Materiallaryň berkligini we çydamlylygyny ýokarlandyrmakdan başlap, gurmak we döretmek usulymyza öwrülişik etmekden başlap, bu kemsiz meýilnamalaryň syrlaryny açmagyň gyssaglylygy hiç wagt beýle möhüm däldi.
Mümkin diýip pikir eden zadymyzyň çäkleri giňden açyljak ajaýyp kristallaryň haýran galdyryjy älemine syýahat ediň.
Garyndylarda ajaýyp kristal gurluşy näme?
Garyndylardaky ajaýyp kristal gurluş, kemçilikleri we hapalary bolmadyk kristal gurluşy aňladýar. Metallurgiýada möhümdir, sebäbi materialyň fiziki we mehaniki aýratynlyklaryna täsir edýär.
Kristal gurluşy we simmetriýasy ýarylmagy, elektron zolak gurluşy we optiki aç-açanlyk ýaly köp fiziki häsiýetleri kesgitlemekde möhüm rol oýnaýar.
Kristal gurluşyň atom tertibi materialyň berkligini, süýümliligini we berkligini kesgitleýär.
Ajaýyp kristal gurluş, güýç we süýümliligi ýokarlandyrmak, poslama garşylygy gowulandyrmak ýaly mehaniki häsiýetleri gowulaşdyryp biler.
Bu nähili işleýär?
Kämil kristal gurluşlar erginleriň mehaniki aýratynlyklaryna birnäçe tarapdan goşant goşýar. Eritmek metaly güýçlendirýär. Bir garyndy emele gelende, dürli elementleriň atomlary arassa elementleriň kristal gurluşyndan tapawutly kristal gurluşda ýerleşdirilýär.
Bu kristal gurluş, garyndynyň mehaniki häsiýetleriniň üýtgemegine sebäp bolup biljek atomlaryň başga bir tertibi bolup biler.
Mysal üçin, demirde uglerod goşmak arassa demirden has güýçli polat döredip biler.
Metalyň kristal gurluşy onuň aýratynlyklaryny kesgitleýär. Metalyň kristal gurluşy onuň güýjüne, süýümliligine, berkligine we beýleki mehaniki aýratynlyklaryna täsir edip biler. Mysal üçin, alýumin we mis ýaly ýüz merkezi kub (FCC) kristal gurluşy bolan metallar, adatça, demir we wolfram ýaly beden merkezi kub (BCC) kristal gurluşy bolan metallardan has süýümlidir.
Kristal panjaradaky ýerler ýerli stres meýdanlary bilen baglanyşykly çyzyk kemçilikleri. Dislokasiýalar, ajaýyp kristal gurluşy üçin zerur bolanyndan has pes stresde gyrkmaga mümkinçilik berýär. Stresserli stres meýdanlary ýerleriň arasyndaky täsirleşmä sebäp bolýar, soň bolsa dartyşlaryň gatylaşmagyna ýa-da sowuk işlemegine sebäp bolýar.
Dartyşyň gatylaşmagy metalyň güýjüni artdyryp biler, ýöne süýümliligini hem peseldip biler.
Galla araçäkleri material arkaly ýerleriň hereketini bozýar, şonuň üçin Hall - Petch gatnaşyklary bilen düşündirilişi ýaly kristal ululygyny azaltmak güýji ýokarlandyrmagyň umumy usulydyr. “Hall-Petch” gatnaşyklary dänäniň ululygynyň azalmagy bilen bir metalyň güýjüniň artýandygyny aýdýar.
Sebäbi kiçi däneler has köp däne araçäklerini aňladýar, bu ýerleriň hereketine päsgel berip we metalyň berkligini ýokarlandyryp biler.
Bölünmeler we däne araçäkleri garyndynyň mehaniki aýratynlyklaryna hem täsir edip biler.
Garyndylarda ajaýyp kristal gurluşlaryň emele gelmegine täsir edýän faktorlar:
- Kompozisiýa: Garyndynyň düzümi emele gelýän kristal gurluşyna täsir edýär. Ajaýyp tertipli ikili kristallar pes temperaturalarda garyndylaryň köpüsinde köp bolýar.
- Atom gaplaýyş faktory (APF): APF kristal gurluşynda birmeňzeş sferalar bilen doldurylan giňişligiň paýydyr. Atomlaryň gaplanylyşy näçe ýakyn bolsa, kristal gurluşy şonça-da durnukly bolar.
- Kemçilikler: Hakyky kristallarda ýokarda beýan edilen ideal tertiplerde kemçilikler ýa-da näsazlyklar bar we hrustal gurluşyň köp aýratynlyklaryny hut şu kemçilikler kesgitleýär. Kemçilikler hapalar, ýitirilen ýa-da ýalňyş atomlar ýa-da ionlar ýa-da daşarky stres arkaly ýüze çykyp biler.
- Dänäniň araçäkleri: Dänäniň araçäkleri materialyň elektrik we ýylylyk geçirijiligini peseltmäge ýykgyn edýän kristal gurluşyndaky kemçiliklerdir. Şeýle hem, güýç we süýüm ýaly metallaryň köp mehaniki häsiýetleri üçin möhümdir.
- Sowuklama derejesi: Garyndynyň sowamagynyň tizligi emele gelýän kristal gurluşyna täsir edýär. Çalt sowatmak aýna metallaryň emele gelmegine, haýal sowadylmagy bolsa has köp kemçilikli has uly kristallaryň döremegine sebäp bolup biler.
Erginleriň köpüsinde ajaýyp kristal gurluşlara ýetip bolýar, sebäbi metallar we erginler kristallaşmaga güýçli meýilli. Şeýle-de bolsa, erginlerde ajaýyp kristal gurluşlara ýetmek üçin aýratyn talaplar bar.
Mysal üçin, käbir jübüt elementler pes temperaturalarda ajaýyp tertipli metal kristallary bolan erginleri emele getirýärler.
Metallaryň we erginleriň kristal gurluşy ýokary simmetrik we ýakyn gaplanan atom tertibi bilen kesgitlenýär.
Metallarda we erginlerde iň köp ýaýran kristal gurluşlar beden merkezi kub (BCC), ýüz merkezi kub (FCC) we altyburçly gaplanan (HCP).
Metal baglanyşygyň ugry bolmadyk tebigaty, bu ýokary simmetrik ýakyn gaplanan gurluşlara sebäp bolýar.
Erginlerdäki ajaýyp kristal gurluşlary seljermek we häsiýetlendirmek üçin gözlegçiler we inersenerler dürli usullary ulanýarlar, şol sanda dargamak synaglary, rentgen difraksiýasy (XRD), elektron arka ýaýradyjy difraksiýa (EBSD), Rietweld derňewi, Williamson-Hall (WH) derňew usuly, we elektron dykyzlygy domen teoriýasy.
Bu usullar kristal gurluşyny, panjara parametrlerini, fazanyň mukdaryny, kristal ululygyny, panjara ştammyny we erginleriň beýleki häsiýetlerini kesgitlemäge kömek edýär.
Kämil kristal gurluşlardaky kemçilikleri we kemçilikleri öwrenmek üçin ulanylýan birnäçe synag usullary bar. Göni usullaryň biri, kristal panjaradaky atomlaryň arasyndaky aralyk bolan panjara üýtgewsizligini ölçemekdir.
Beýleki usullara rentgen difraksiýasy, geçiriş elektron mikroskopiýasy we pozitron ýok etmek spektroskopiýasy degişlidir.
Bu usullar nokat kemçilikleri, çyzyk kemçilikleri, meýilnama kemçilikleri we köp sanly kemçilikler ýaly dürli kemçilikleri ýüze çykarmaga kömek edip biler.
Dykyzlygyň funksional teoriýasyna esaslanýan ilkinji ýörelgeler hasaplamalary ýaly hasaplaýyş usullary, metal erginlerindäki kemçilikleriň energiýasyny we elektron gurluşlaryny takyk suratlandyryp biler.
Kämil kristal gurluşlar erginleriň elektrik we ýylylyk geçirijiligine ep-esli täsir edip biler. Kämil kristal gurluşlar, elektronlaryň akymyna päsgel berip biljek kemçilikleriň we hapalaryň sanyny azaltmak arkaly erginleriň elektrik geçirijiligini ýokarlandyryp biler.
Şeýle hem erginleriň ýylylyk geçirijiligini, gaty jisimlerde ýylylygyň geçirilmegine jogapkär fonlaryň akymyna päsgel berip biljek kemçilikleriň we hapalaryň sanyny azaltmak arkaly ýokarlandyryp bilerler.
Garyndylardaky ajaýyp kristal gurluşlar dürli pudaklarda, şol sanda materiallar ylmy, optika we elektronika we turbinaly pyçaklarda amaly goşundylara eýedir. Researcheke kristallar gözlegde, esasanam kondensirlenen materiýa fizikasynda we materiallar ylmynyň ähli ugurlarynda möhümdir.
Tehniki programmalarda özboluşly optiki we elektron aýratynlyklary üçin ulanylýar.
Cryeke kristal gaty jisimler, turbinaly pyçaklar ýaly pes ýylylyk süýşmesi bilen ýokary güýçli materiallary öndürmekde hem ulanylýar.
Garyndylarda ajaýyp kristal gurluşlara ýetmek we saklamak birnäçe çäklendirmeler sebäpli kyn bolup biler. Gatylaşdyrma, ergin elementleri, sowadyş tizligi we kristal gurluşyna gözegçilik etmek ajaýyp kristal gurluşlara ýetmekde ýüze çykýan käbir kynçylyklardyr.
Bu çäklendirmeler, garyndynyň häsiýetlerine we işleýşine täsir edip biljek kristal gurluşynda kemçilikleriň we kemçilikleriň döremegine sebäp bolup biler.
erginlerdäki ajaýyp kristal gurluşlar metallurgiýada täze we kämilleşdirilen materiallaryň ösmeginde möhüm rol oýnaýar. Erginleriň kristal gurluşyna düşünmek, dürli şertlerde häsiýetlerini we özüni alyp barşyny çaklamaga kömek edýär.
Gözlegçiler we inersenerler erginlerdäki ajaýyp kristal gurluşlary seljermek we häsiýetlendirmek üçin synag we teoretiki usullaryň utgaşmasyny ulanýarlar.
Kristal gurluşy öwrenmek we oňa gözegçilik etmek bilen, metallurglar dürli goşundylar üçin islenýän häsiýetleri bolan erginleri dizaýn edip bilerler.
Ingapylyş bellikleri we teklipleri
Şeýlelik bilen, garyndylarda ajaýyp kristal gurluşlar düşünjesini öwrenip, özüne çekiji metalurgiýa dünýäsine çuňňur çümdik. Size aýdaýyn, bu gaty geň galdyryjy syýahat boldy. Bu erginleriň emele gelşiniň, atomlarynyň kemsiz ýaly görünýän görnüşde nähili tertipleşdirilmeginiň syrlaryny açdyk. Nowöne indi, gadyrly okyjy, yza gaýdyp, has uly surat hakda pikirlenmegiň wagty geldi.
Eliňizde bir metal metal saklaýandygyňyzy biraz göz öňüne getiriň. Nakedalaňaç göz üçin gaty we birmeňzeş bolup görünmegi mümkin, ýöne ulaldyň, dostum, täze bir älem açarsyň. Ordinaryönekeý ýaly görünýän metal bölejiginiň içinde atomlaryň çylşyrymly tertibi ýerleşýär, olaryň her biri hrustal panjarany döretmek üçin ajaýyp ýerleşýär. Bu mikroskopiki tans oturylyşygy ýaly, bu ýerde her bir atom öz ornuny bilýär we ajaýyp sazlaşykda hereket edýär.
Hereöne ine, aňymy urýan zat: kämillik hemişe görünýän ýaly däl. Görýäňizmi, hatda ajaýyp kristal gurluşlar diýlip atlandyrylýan ýerlerde-de kölegelerde gizlenýän kemçilikler bar. Boş ýerler, göçürmeler we hatda hapalar tertibi bozup, panjanyň içinde ownuk kemçilikleri döredip biler. Bu, hiç bir zadyň hakykatdanam kämildigini ýatladýan, kemsiz göwherden döwük tapmak ýaly.
Şeýle-de bolsa, bu kemçilikler hökman erbet zat däl. Aslynda, erginlere ajaýyp aýratynlyklary berip bilerler. Oýlanyp görüň: bu kemçilikler bolmasa metallar döwük we gowşak bolardy. Tebigatyň güýçlerine garşy durmaga we bize ummasyz hyzmat etmäge mümkinçilik berýän güýç we çeýeligi berýän kemçilikler.
Şeýlelik bilen, gadyrly okyjy, ajaýyp kristal gurluşlaryň gözlegini garyndylarda jemlänimizde, geliň, kämillik gözelligine baha bereliň. Iň tertipli we gurluşly ulgamlarda-da bulam-bujarlygyň we öňünden aýdyp bolmajak ýeriň bardygyna haýran galyň. Käte hakykatdanam adatdan daşary bir zady döredýän kemçiliklerdigini ýadymyzdan çykaralyň.
Indiki gezek eliňizde metal bölegi tutanyňyzda has ýakyndan göz aýlaň. Daşardan serediň we kemçilikleri kabul ediň. Kämillik ahyrky maksat däl-de, eýsem garaşylmadyk öwrümler bilen doldurylan syýahatdyr. Kim bilýär, belki şol kemçiliklerde hakykatdanam ajaýyp bir zat taparsyňyz.
Salgylar we salgylanmalar
- Kristallar we Kristal gurluşlar
- Metallaryň we erginleriň gurluşy
- Alýumin we onuň erginleriniň kristalografiýasy
- Cu-Co-Ni-Cr-Al-Fe-Ti-V erginlerinde köp kristal metal elementleri bilen ýönekeý kristal gurluşlaryň emele gelmegi
- Cu - Sn ulgamy: Durnuk we metastable fazalarynyň kristal gurluşlaryna giňişleýin syn
Mowzukdaky makalam:
Kämil kristal näme we näme üçin ýok?
Paýlaş ...
