1. Przedstawiać budowę atomu.- Joanna Mandziuk
Atom jest skupieniem drobnych cząstek materii, zwanych elementarnymi tj: elektrony, protony, neutrony. Protony i neutrony to inaczej nukleony i tworzą one jądro atomu a wokół niego krążą elektrony.
Każdy atom składa się z części wewnętrznej tzw. Jądra i części zewnętrznej- powłok elektronowych. Średnice wszystkich atomów są bardzo małe i zawierają się w granicach od 0,106 nm(nanometr tj 10-9) dla azotu do 0,58 nm dla fransu. Znacznie mniejsze rozmiary mają jądra atomów zbudowane z protonów i elektronów. Podstawową jednostką atomu jest jego masa atomowa (ciężar atomowy) wyrażona jednostką względną w stosunku do 1/16 masy atomu tlenu. Praktycznie za masę atomu przyjęto masę jego jądra (tj. protonów i neutronów) gdyż masa elektronów jest bardzo mała.
Elektrony krążą dookoła jądra z bardzo dużą prędkością po ściśle określonych eliptycznych orbitach (torach) i zawierają w sobie jeden elementarny ładunek elektryczności ujemnej, równoważąc w ten sposób dodatnio naładowane jądro o ładunku równym sumie ładunków wszystkich elektronów, tak że atom jako całość jest elektrycznie obojętny.
Od struktury elektronowej a zwłaszcza od konfiguracji elektronów powłoki zewnętrznej zależą właściwości chemiczne pierwiastków. Atomy z powłoką zewnętrzną całkowicie wypełnioną elektronami mają kulistą chmurę elektronów, są chemicznie obojętne i w przyrodzie występują jako jednoatomowe. Atomy z powłoką zewnętrzną niecałkowicie wypełnioną mają mniej symetryczną powłokę elektronową, są skłonne do łączenia się w cząsteczki (np. wodór)
Elektrony krążące po zewnętrznej powłoce nazywa się elektronami walencyjnymi lub wartościowości. Od nich zależą wiązania atomowe. Atom z niecałkowicie wypełnioną zewnętrzną powłoką, dążąc do uzyskania struktury elektronowej zbliżonej do struktury gazu szlachetnego, oddaje swoje lub przyłącza elektrony walencyjne innego atomu. Pierwiastki oddające swe elektrony walencyjne nazywa się elektrododatnimi, przyłączające elektrony-elektroujemnymi.
Struktura elektronowa atomu gęstość chmury elektronowej na jednostkę objętości można przedstawić jako iloczyn funkcji z których każda jest uzależniona odpowiednio od odległości promieniowej od jądra (r) lub kątów określających położenie punktu względem jądra we współrzędnych biegunowych. Strukturę elektronową należy sobie wyobrazić jako chmurę elektronową wokół jądra. Duże prawdopodobieństwo znalezienia elektronów w danym miejscu odpowiada dużej gęstości chmury elektronowej. Elektron może zajmować ściśle określone stany magnetyczne związane z gęstościami chmur elektronowych. Charakteryzowane przez 4 liczby kwantowe: główną, poboczną, magnetyczną, spinową.
*Główna- określa liczbę powłok węzłowych kulistych ze środkiem w jądrze lub płaszczyzn przechodzących przez jądro na których gęstość chmury elektronowej jest równa.
*Poboczna-określa liczbę płaszczyzn węzłowych przechodzących przez jądro charakteryzuje moment pędu.
*Magnetyczna-moment pędu elektronów określa składową tego momentu w kierunku przyłożonego pola magnetycznego.
*Spinowa-wpływ pola magnetycznego wytworzony przez elektron walencyjny wirujący wokół własnej osi.
Proton składa się z dwóch kwarków u i jednego kwarku d jego ładunek wynosi +1
Neutron składa się z dwóch kwarków d i jednego kwarku u i jest elektrycznie obojętny (ład.0)
Nukleony mają po dwa kwarki: górny +2/3 i dolny -1/3.
Kwarki- cząstki niestabilne, występują po 2 lub po 3. Są utrzymywane w tych grupach za pomocą glonów (kwanty energii spajające kwarki). Jest 8 rodzajów glonów a różnią się one kolorem i podobnie jak kwarki wpływają na oddziaływanie elektromagnetyczne. Kwarki wchodzące w skład pojedynczego protonu lub elektronu musza cechowac się różnymi „kolorami”: czerwony, niebieski, zielony.
Mezony-cząstki złożone z dwóch kwarków, niestabilne
Bariony- cząstki złożone z trzech kwarków
2. Na czym polega związek między położeniem pierwiastka w układzie okresowym i jego własnościami metalicznymi?- Sylwia Onacik
ęłęóMetaliczność, rozumiana zarówno jako właściwość chemiczna (tworzenie wodorotlenków) jak i fizyczna (połysk, kowalność, przewodnictwo elektryczne i cieplne itp.) maleje ze wzrostem numeru grupy a rośnie wraz z numerem okresu. Generalnie więc zmienia się rosnąco "po przekątnej" od fluoru do fransu. Odwrotnie zmienia się elektroujemność, co jest zrozumiałe, bowiem obie te cechy wywodzą się z tych samych źródeł - wielkości promienia jonowego i łatwości osiągnięcia oktetu elektronowego na zewnętrznej powłoce.
Jeśli przez metaliczność pierwiastka rozumiemy jego zasadowość (tworzenie wodorotlenków), to kwasowość będzie rosła generalnie tak jak elektroujemność, choć tu zależności nie są tak proste i jednoznaczne
Ze względu na własności i miejsce w układzie okresowym tradycyjnie rozróżnia się:
· metale alkaliczne
· metale ziem alkalicznych
· metale przejściowe
· metale ziem rzadkich.
3. Wymień i krótko omów typy wiązań występujących w materiałach.- Natalia Bartos
Wymień i krótko omów typy wiązań występujących w materiałach?
Rozróżnia się cztery typy wiązań międzyatomowych: jonowe, atomowe (kowalencyjne), międzycząsteczkowe (van der Waalsa) i metaliczne.
Wiązanie jonowe
Wiązanie jonowe jest wynikiem dążenia różnych atomów do tworzenia trwałych 8-elektronowych konfiguracji gazów szlachetnych poprzez uwspólnienie elektronów.
Kryształy, zwane jonowymi, cechują się dużą wytrzymałością i twardością oraz wysoką temperaturą topnienia. Mają także skłonność do łupliwości wzdłuż płaszczyzn. Wiązanie jonowe występuje głównie w kryształach halogenków pierwiastków alkalicznych i ziem alkalicznych.
Wiązanie atomowe
Wiązanie atomowe powstaje w wyniku powstawania par elektronów (o różnych spinach) wiążących atomy , co wynika z dążenia do tworzenia 2- lub 8- elektronowych konfiguracji gazów szlachetnych. Uwspólnione elektrony przechodzą kolejno od jednego atomu do drugiego, zamieniając je w jony dodatnie, które są przyciągane przez elektrony znajdujące się między nimi. Wiązanie atomowe jest bardzo silne i prowadzi do dużej wytrzymałości mechanicznej i wysokiej temperatury topnienia. Występują one w dwuatomowych cząsteczkach gazów (H2,N2,O2), a także w materiałach półprzewodnikowych (Si, Ge).
Wiązanie van der Waalsa
Wiązanie to jest wynikiem powstawania chwilowych dipoli na skutek nierównomiernego rozkładu ładunków w chmurach elektronowych atomów. Te z kolei indukują dipole w sąsiednich atomach, co umożliwia ich wiązanie. Wiązanie to jest jednakże bardzo słabe (ok. 103 - 104 razy słabsze niż atomowe).
Wiązanie metaliczne
Powstanie wiązania metalicznego polega na przekształceniu atomów tego samego metalu lub atomów różnych metali w zbiór kationów i swobodnie poruszających się między nimi elektronów.Wiązanie metaliczne może istnieć w stanie stałym lub ciekłym. Występuje w metalach i związkach międzymetalicznych, które wykazują własności metaliczne.
4. Co to jest podstawowy period identyczności, komórka elementarna, komórka sieciowa?- Ola Kubala
Najbliższa odległość atomów na prostej sieciowej to podstawowy period identyczności lub parametr sieci. Przesunięcie (translacja prostej sieciowej) o period identyczności w kierunku różnym od kierunku prostej powoduje znalezienie płaszczyzny sieciowej. Trzy rodziny równoległych płaszczyzn sieciowych dzielą sieć przestrzenną na identyczne równoległościany o parametrach a, b, c stanowiące podstawowe periody identyczności. Równoległościany te to elementarne komórki sieciowe, w pełni charakteryzujące kryształ o sieci prymitywnej. Komórka sieciowa może być opisana za pomocą
a). periodów identyczności – parametry sieci a, b, c
b). kątów między nimi zawartych a, b, g
Komorka elementarna najmniejsza, powtarzalna część struktury kryształu, zawierająca wszystkie rodzaje cząsteczek, jonów i atomów, które tworzą określoną sieć krystaliczną. Komórka elementarna powtarza się we wszystkich trzech kierunkach, tworząc zamkniętą sieć przestrzenną, której główną cechą jest symetria. Komórka elementarna ma zawsze kształt równoległościanu. Najprostszym typem komórki elementarnej jest komórka regularna prosta (sześcienna) której wielkość określa się długością boku sześcianu, zwaną parametrem sieci i oznaczaną literą a. Sieć regularna nie jest jednak w wystarczająco zwarty sposób obsadzona atomami, toteż w praktyce spotykane są sieci regularne zawierające atomy rozmieszczone dodatkowo bądź we wnętrzu komórki elementarnej (sieć regularna przestrzennie centryczna), bądź na jej ściankach (sieć regularna płasko centryczna) Pierwszy typ sieci oznaczany jest symbolem A2 a drugi symbolem A1. Sieć regularna płaska występuje w większości metali np. : aluminium, niklu, miedzi srebrze, złocie platynie, palladzie, ołowiu. Metale te wykazują szczególnie dobrą plastyczność na gorąco, a niektóre także na zimno i są bardzo dobrymi przewodnikami ciepła i prądu elektrycznego.
Sieć regularna przestrzennie centryczna występuje takich metalach jak : żelazo a chrom, wolfram, molibden, wanad, tantal, niob, sód, potas. Metale tej grupy są mniej ciągliwe niż metale grupy pierwszej i nadają się przeważnie tylko do obróbki plastycznej na gorąco.
Oprócz omówionych sieci spotyka się jeszcze sieć heksagonalna przestrzennie centryczną i tetragonalną. Pierwsza występuje w magnezie, cynku, kadmie i rtęci, druga w białej cynie, galu i indzie. Metale o sieci heksagonalnej mają znacznie gorsze własności plastyczne niż metale o sieci regularnej tylko niektóre z nich mogą być obrabiane na gorąco i na zimno. Metale o sieci tetragonalnej cechuje niska twardość i niska temperatura topnienia. Sieć heksagonalna przestrzennie centryczna oznaczana jest symbolem A3.
5. Co to jest układ krystalograficzny? – Dariusz Górka
Układ krystalograficzny - system klasyfikacji kryształów ze względu na wewnętrzny układ cząsteczek w sieci krystalicznej.
System wyróżnia siedem układów:
· Trójskośny
· Jednoskośny
· Rombowy
· Romboedryczny (trygonalny)
· Heksagonalny
· Tetragonalny
· Regularny
6- wyjaśnij pojęcie anizotropii kryształów. - Małgorzata Kudlak
Anizotropia kryształów- zależność własności fizycznych (rozszerzalność termiczna, przewodnictwo elektryczne, współczynnik załamania światła) i chemicznych (szybkość wzrostu i rozpuszczania) kryształu od kierunku przestrzennego. Anizotropia kryształów jest konsekwencją uporządkowanej struktury krystalicznej.
7. Co to są defekty punktowe, liniowe, dyslokacje krawędziowe, śrubowe, wektor Burgersa?- Tośka Zarakowska
Co to są defekty punktowe?
Defektami punktowymi nazywa się zakłócenia periodycznej budowy sieci krystalicznej, spowodowane brakiem atomu lub jonu w określonym węźle sieci albo obecnością dodatkowego atomu w pozycji międzywęzłowej. Stężenie takich defektów zależy od temperatury oraz od rodzaju i ciśnienia otoczenia kryształu. Defektem punktowym jest także atom obcej domieszki oraz, w przypadku związków chemicznych, atom w położeniu węzłowym, jednakże w miejscu drugiego składnika (tzw. anti-site ).
Do punktowych zaliczamy wakancje, atomy międzywęzłowe, atomy domieszek (substytucyjne i międzywęzłowe) i defekty złożone np. podwójna wakancja (diwakancja) lub atom domieszki połączony z wakancją. Wspólną cechą tych defektów jest to, że ich pole naprężeń ma symetrię kulistą, której centrum znajduje się w środku defektu
Wakancja jest defektem powstałym w wyniku nieobsadzenia węzła sieci przez atom. Wskutek tego sąsiednie atomy przesuwają się w kierunku pustego miejsca, co wywołuje zniekształcenie sieci i wytwarza pole naprężeń rozciągające. Wakancje zalicza się do defektów termodynamicznie trwałych, co oznacza, że przy każdej temperaturze ustala się ich równowagowa koncentracja Nv, zgodna z prawem Boltzmanna: nv -w/kT Nv = ÄÄ ÷ A e na gdzie Nv - liczba wakancji, na - liczba atomów, A - stała, w - energia niezbędna do utworzenia jednej wakancji (wynosi ok.0,8 eV), k - stała Boltzmanna.
Z wzoru wynika, że jest to zależność wykładnicza, tzn. że równowagowa koncentracja wakancji rośnie gwałtownie z temperaturą i w pobliżu temperatury topnienia ich koncentracja Nv = ok. 5*10-4, podczas gdy przy temperaturze pokojowej Nv = ok.10-15, czyli że zmiana wynosi 11 rzędów wielkości (1011 razy). W kryształach jonowych taki defekt nazywa się defektem Shottky'ego.
Co to są defekty liniowe?
Defekty liniowe, zwane dyslokacjami, mają jeden wymiar znacznie większy w porównaniu z dwoma pozostałymi (poprzecznymi). Wokół nich następuje zniekształcenie sieci. Początkowo zostały one wprowadzone na bazie rozważań teoretycznych w celu wytłumaczenia rozbieżności między teoretyczną i rzeczywistą granicą plastyczności kryształów. Podczas gdy teoretyczne naprężenie poślizgu (dla idealnych kryształów) wynosi G/30 (G - moduł ścinania), to rzeczywiste jest ok. 1000 razy mniejsze i wynosi poniżej 1 MPa. Póżniej wykryto występowanie dyslokacji w kryształach i stwierdzono, że odgrywają one zasadniczą rolę w procesie odkształcenia plastycznego metali, a także przy ich umocnieniu. Dyslokacje różnią się orientacją, sposobem ich powstawania i własnościami. Mogą być krawędziowe, śrubowe lub mieszane, jednostkowe lub cząstkowe, poślizgowe lub osiadłe. Dyslokacje wprowadzają zaburzenie układu atomów ułatwiające ich przesuwanie się względem siebie pod wpływem naprężeń, a więc odkształcenie plastyczne. Poza tym są one ośrodkami nagromadzenia energii odkształcenia, odgrywają rolę w dyfuzji, przemianach fazowych, korozji i innych procesach.
Co to jest dyslokacja krawędziowa?
Najprostszym modelem dyslokacji krawędziowej jest kryształ, z którego usunięto lub do którego wstawiono fragment płaszczyzny atomowej tzw.ekstrapłaszczyzny. W miejscu ekstrapłaszczyzny powstają naprężenia ściskające, a pod nią rozciągające. Krawędź ekstrapłaszczyzny jest dyslokacją krawędziową. Płaszczyzna prostopadła do ekstrapłaszczyzny i przechodząca przez jej krawędź a-c stanowi płaszczyznę poślizgu tej dyslokacji i działają w niej naprężenia styczne. Wzdłuż płaszczyzny poślizgu występuje niezgodność w układzie atomów, gdyż ekstrapłaszczyzna wprowadza dodatkowy atom, który nie ma dopowiednika poniżej niej. To znacznie ułatwia ścinanie kryształu wzdłuż płaszczyzny poślizgu czyli poślizg.
W zależności od usytuowania ekstrapłaszczyzny można umownie rozróżniać dyslokacje dodatnie (z ekstrapłaszczyzną skierowaną nad płaszczyznę poślizgu) oznaczane symbolem Á lub ujemne ( z ekstrapłaszczyzną skierowaną pod płaszczyznę poślizgu) oznaczane symbolem Â. O dyslokacjach takich mówi się, że mają przeciwne znaki (ich pola naprężeń są obrócone o 180°). Jeśli takie dyslokacje znajdują się na jednej płaszczyźnie poślizgu, wówczas się przyciągają, a po spotkaniu następuje ich anihilacja. Dyslokacje krawędziowe jednakowego znaku odpychają się.
Co to jest dyslokacja śrubowa?
Modelem dyslokacji śrubowej jest kryształ, w którym nastąpiło ścięcie o jedną odległość międzyatomową wzdłuż określonej płaszczyzny pod warunkiem, że wszystkie atomy na części płaszczyzny poślizgu zostaną przesunięte w tym samym kierunku, równolegle do granicy tego przesunięcia , to ona stanowi dyslokację śrubową. Efektem dyslokacji śrubowej jest charakterystyczne zniekształcenie sieci kryształu polegające na tym, że płaszczyzny atomowe prostopadłe do linii dyslokacji tworzą powierzchnię śrubową, przy czym dyslokacja jest jej osią. W zależności od kierunku skręcenia płaszczyzn atomowych dyslokacje mogą być prawo lub lewoskrętne. Mówi się, że są to dyslokacje przeciwnych znaków, gdyż jeśli są równoległe przyciągają się, a po spotkaniu ulegają anihilacji. Dyslokacje tego samego znaku odpychają się. Dyslokacje śrubowe mogą przemieszczać się przez poślizg po każdej płaszczyźnie, na której znajduje się dyslokacja, ale nie mogą się wspinać.
**Na czym polega różnica między dyslokacją krawędziową i śrubową?
Jeśli jako podstawę definicji dyslokacji przyjmiemy orientację tzw.wektora Burgersa b (co do wielkości równego najbliższej odległości międzyatomowej w kierunku poślizgu) względem kierunku dyslokacji, to okazuje się, że różnica między dyslokacjami jest głównie ilościowa. W przypadku dyslokacji krawędziowej kąt między linią dyslokacji i b jest równy 90°, a dla dyslokacji śrubowej jest równy zeru. Różnice w orientacji b mają jednak swe konsekwencje w zróżnicowaniu własności dyslokacji, głównie w charakterze pól naprężeń, możliwości ruchu, oddziaływania z defektami punktowymi i inn. Jeśli kąt ten jest zawarty między 0 i 90° mamy do czynienia z dyslokacją mieszaną. Dyslokacja taka może być jednakże rozłożona na składowe krawędziowe i śrubowe.
Co to jest wektor Burgersa dyslokacji i jak się go wyznacza?
Wektor Burgersa wskazuje kierunek i wielkość przesunięcia atomów przy powstawaniu lub ruchu dyslokacji. Wektor Burgersa jednoznacznie charakteryzuje dyslokację. Dla tej samej dyslokacji, b ma wartość stałą. Kierunek, zwrot i wielkość wektora Burgersa można wyznaczyć za pomocą tzw. obwodu Burgersa. Najpierw w pobliżu dyslokacji wybieramy jeden atom jako punkt początkowy obwodu (np.atom A). Następnie przesuwamy się od tego atomu w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara od atomu do atomu o taką samą liczbę odległości międzyatomowych, parami we wzajemnie równoległych, ale przeciwnych kierunkach, zakreślając zamknięty obwód. W przypadku gdy wewnątrz zakreślonego obwodu znajduje się dyslokacja, to obwód nie zamyka się i odcinek domykający BA stanowi wektor Burgersa tej dyskolacji. Zwrot wektora Burgersa jest zgodny z kierunkiem wykreślania obwodu.. Wektor Burgersa i linia dyslokacji wyznaczają płaszczyznę poślizgu dyslokacji. Dla dyslokacji krawędziowej jest to jedna płaszczyzna, dla śrubowej wiele płaszczyzn równoległych do linii dyslokacji.
8. Na czym polega zjawisko dyfuzji?- Monika Romankiewicz
Dyfuzja - jest to samorzutne przenikanie cząsteczek jednej fazy układu w głąb fazy drugiej, spowodowane bezładnym ruchem cieplnym, a także większych cząstek zawieszonych w płynach. Dyfuzja zachodzi w każdej temperaturze. Obserwujemy ją pomiędzy gazami, cieczami i ciałami stałymi. Szybkość dyfuzji wzrasta przy podwyższaniu temperatury.
Przenikanie cząsteczek lub cząstek może być:jednokierunkowe (dyfuzja jednokierunkowa),dwukierunkowe (dyfuzja dwukierunkowa).
Zjawisko to uwarunkowane jest stężeniem na granicy zetknięcia dwóch faz i prowadzi do wyrównania stężeń w układzie oraz do utworzenia - jeśli jest to możliwe - jednorodnych mieszanin (roztworów) stałych, ciekłych i gazowych.
Dyfuzja jednokierunkowa - zachodzi w procesach obróbki cieplnej jak nawęglanie i azotowanie stali, przy tworzeniu się roztworów stałych metali, przy przenikaniu gazów przez metale, przy pochłanianiu gazu w cieczy oraz zjawiskach osmozy.
Przykładami dyfuzji dwukierunkowej są: nieograniczone mieszanie się gazów, tworzenie się roztworów ciekłych w granicach rozpuszczalności lub wzajemnej mieszalności składników.
Dyfuzję można zaobserwować na różnych przykładach np. jeśli położymy na sobie płytkę złota i srebra to po upływie kilkunastu miesięcy można zauważyć w złocie cząsteczki srebra i na odwrót.
9. Co to są defekty powierzchniowe, granice międzyfazowe? – Sandra Jastrzębska
Defekty sieci krystalicznej – niedoskonałości kryształów polegające na punktowym lub warstwowym zerwaniu regularności ich sieci. Defekty występują praktycznie we wszystkich rzeczywistych kryształach. Wynikają one z natury procesu krystalizacji.
1. Punktowe:
- wakansy – wolne miejsca w sieci krystalicznej,
- wyjście atomu na powierzchnie kryształu,
- atomy międzywęzłowe – opuszczające węzły na wskutek drgań cieplnych,
2. Liniowe – inaczej dyslokacje:
- krawędziowe – poprzez wprowadzenie ekstrapłaszczyzny między nieco rozsunięte płaszczyzny sieciowe, miarą dyslokacji jest wektor Burgersa, wyznaczony poprzez kontur Burgersa i prostopadły do linii dyslokacji krawędziowej,
- śrubowe – powstają w wyniku przesunięcia płaszczyzn atomowych, wektor Burgersa równoległy do linii dyslokacji śrubowej,
- mieszane – liniowa i krawędziowa występujące w strukturach rzeczywistych,
3. Defekty powierzchniowe
Wyróżniamy tutaj:
a. Błędy ułożenia,
b. Powierzchnie wewnętrzne kryształów (np. granice ziaren, granice bliźniaków i granice międzyfazowe),
c. Powierzchnie zewnętrzne kryształów.
a) Błędy ułożenia:
Jeśli rozważymy problem gęstego upakowania kul, to okazuje się, że istnieją tylko dwie możliwości.
Poniżej przedstawiono je schematycznie:
Możliwe sposoby gęstego upakowania kul. Kule pierwszej warstwy znajdują się w położeniach A, środki kul drugiej warstwy umieszczamy w położeniach oznaczonych jako B.
Trzecią warstwę kul możemy umieścić:
- w położeniach C (następnie powtarzając procedurę od początku, uzyskujemy ułożenie ABC ABC .....),
- w położeniach B (następnie powtarzając procedurę od początku, uzyskujemy ułożenie AB AB ....)
Te sposoby upakowania atomów, traktowanych jako sztywne kule, realizowane są w przyrodzie w dwóch strukturach krystalograficznych:
- w regularnej płasko centrowanej (RPC), gdzie występuje sekwencja warstw atomowych ABC ABC ABC .....,
- w heksagonalnej zwartej (HZ), gdzie występuje sekwencja warstw atomowych AB AB AB ....
Na poniższych rysunkach przedstawiono ułożenie atomów w obu tych strukturach.
Ułożenie atomów w krysztale RPC jest sekwencją ułożenia płaszczyzn gęstego upakowania {111}.
Rozważmy teraz ścinający ruch jednej warstwy atomowej względem drugiej, który występuje w zjawisku poślizgu kryształu. Przemieszczenie to możemy opisać jako ruch dyslokacji “doskonałej”, która w sieci RPC opisana jest wektorem Burgersa: b= .Pokazano to na górnej części poniższego rysunku (atomy warstwy górnej zaznaczono linia przerywaną). Jednak od razu można zauważyć, że będzie istniała tendencja do łatwiejszego ruchu atomów, pokazanego na rysunku dolnym.
12. Co to są dendryty, wiskery i szkło metaliczne?-Marta Czopek
SZKLO METALICZNE: CIAłO AMORFICZNE (struktura posrednie między stanem krystalicznym a stanem ciekłym). Podczas gdy atomy w metalu są uporządkowane w określone grupy, atomy w szkle metalicznym są rozmieszczone przypadkowo, podobnie jak te w cieczach. Pierwszym twórcą metody produkcji stopów metali o strukturze podobnej do struktury szkła był Pol Duwez z California Institute of Technology w Pasadenie, który stworzył ten materiał w 1960 roku . Szkła te przez analogię nazwano później szkłami metalicznymi. Powstają w stopach metali z udziałem niemetali, utworzonych z atomów o zróżnicowanych wielkościach. Aby wytworzyć taki materiał niezbędne jest niezwykle szybkie schłodzenie ciekłego stopu. Otrzymuje się je w postaci taśm o szerokości do 12 mm, drutów lub proszków. Ta nowa grupa materiałów ma bardzo interesujące właściwości magnetyczne i mechaniczne, lepsze niż materiały polikrystaliczne, tradycyjnie stosowane w technice. Poza tym są to materiały odporne na działanie środowiska. Szkła metaliczne stosowane są w elektronice, energetyce i przemyśle lotniczym zastępując dominujące dotychczas materiały krystaliczne. Szkło metaliczne z pewnością jest o wiele bardziej wytrzymałe od innych metali. Topi się w bardzo niskich temperaturach i może być formowany przez nas prawie jak plastik.DENDRYTY:Wydzielanie się utajonego ciepła krzepnięcia na granicy międzyfazowej kryształu i znacznie przechłodzonej cieczy jest wzrost jej temp. gradient temp. w cieczy jest wtedy ujemny. Jeżeli na granicy międzyfazowej powstanie jakakolwiek wypukłość wzrasta ona w kierunku zwiększającego się przechłodzenia cieczy. Warunki takie sprzyjają wzrostowi dendrytycznemu w kształcie "choinek". Ponieważ na powierzchniach dendrytów temp. jest wyższa niż między nimi, płaskie powierzchnie graniczne są niestabilne, co decyduje o tworzeniu się bocznych gałęzi. Każde rozgałęzienie rośnie do chwili utraty stabilności jego granicy, co staje się początkiem wzrostu kolejnych rozgałęzień. Kierunek wzrostu dendrytów i ich rozgałęzień jest zgodny z kierunkiem osi piramidy utworzonej przez płaszczyzny najczęściej osadzone atomami tworzących się kryształów. W sieciach regularnych i tetragonalnych osie dendrytów są wzajemnie prostopadłe, natomiast w sieciach heksagonalnych nachylone pod kątem 60 stopni. W tablicy 4-1 podano uprzywilejowane kierunki wzrostu dendrytów w zależności od typu sieci przestrzennej tworzących się kryształów. Krystalizacja dendrytów w cieczy metalicznej kończy się gdy wydzielające się ciepło krzepnięcia spowo...
kamila9009