Что такое элементарная кристаллическая ячейка?
a) тип кристаллической решетки, характерный для данного химического элемента;
b) минимальный объем кристаллической решетки, при трансляции которого по координатным осям можно воспроизвести всю решетку;
c) кристаллическая решетка, содержащая один атом;
d) бездефектная (за исключением точечных дефектов) область кристаллической решетки.
Что такое базис кристаллической решетки?
a) минимальный объем кристаллической решетки, при трансляции которого по координатным осям можно;
b) расстояние между соседними одноименными кристаллическими плоскостями;
c) число атомов, находящихся на наименьшем равном расстоянии от любого данного атома;
d) совокупность значений координат всех атомов, входящих в элементарную ячейку.
3. Какие из представленных на рисунке элементарных ячеек кристаллических решеток относятся к простым?
А В С D
a) А и D; b) B и C; c) A и C; d) B и D
Как называется свойство, состоящее в способности вещества существовать в различных кристаллических модификациях?
a) полиморфизм;
b) изомерия;
c) анизотропия;
d) текстура
Сколько атомов принадлежит представленной на рисунке элементарной ячейке?
a) 8; b) 6; c) 4; d) 14
6. Какова химическая формула сплава, кристаллическая решетка которого представлена на рисунке?
- компонент А
- компонент В
a) А2В; b) А8В; c) А4В; d) АВ
Как называется характеристика кристаллической решетки, определяющая число атомов, находящихся на наименьшем равном расстоянии от любого данного атома?
a) базис решетки; b) параметр решетки;
c) коэффициент компактности; d) координационное число
Каково координационное число кристаллической решетки, представленной на рисунке?
a) К8; b) К12; c) К6; d) Г12
Какое из изменений характеристик кристаллической решетки приведет к росту плотности вещества?
a) увеличение параметров решетки;
b) уменьшение количества пор в элементарной ячейке;
c) увеличение числа атомов в ячейке;
d) увеличение координационного числа
Как называется характеристика кристал. решетки, определяющая отношение объема атомов, приходящихся на элементарную ячейку, к объему ячейки?
a) коэффициент компактности;
b) координационное число;
c) базис решетки;
d) параметр решетки
Как называется явление, заключающееся в неоднородности свойств материала в различных кристаллографических направлениях?
a) изотропность; b) анизотропность;
c) текстура; d) полиморфизм
Какие тела обладают анизотропией?
a) текстурованные поликристаллические материалы;
b) ферромагнитные материалы;
c) поликристаллические вещества;
d) аморфные материалы
Какие тела обладают анизотропией?
a) парамагнетики;
b) монокристаллы;
c) вещества, обладающие полиморфизмом;
d) переохлажденные жидкости
К какой группе дефектов можно отнести дефект представленного на рисунке фрагмента кристаллической решетки?
a) к точечным;
b) к линейным;
c) к поверхностным;
d) к объемным
Какую группу дефектов представляют собой искажения, охватывающие области в радиусе 6...7 периодов кристалл. решетки?
a) поверхностные;
b) объемные;
c) точечные;
d) линейные
Как называется дефект, вызванный отсутствием атома в узле кристаллической решетки?
a) дислокация;
b) пора;
c) вакансия;
d) межузельный атом
Какого рода дефект кристалл. структуры представлен на рисунке?
a) примесный атом внедрения;
b) межузельный атом;
c) примесный атом замещения;
d) вакансия
Как называется элемент кристал. структуры, помеченный на рисунке знаком вопроса?
?
a) плоскость скольжения;
b) краевая дислокация;
c) цепочка межузельных атомов;
d) экстраплоскость
Как называются дефекты, измеряемые в двух направлениях несколькими периодами, а в третьем - десятками и сотнями тысяч периодов кристаллической решетки?
a) межузельные атомы;
b) поверхностные дефекты;
c) дислокации;
d) микротрещины
Что такое экстроплоскость?
a) плоскость раздела фрагментов зерна или блоков мозаичной структуры;
b) поверхностный дефект кристалл. структуры;
c) атомная полуплоскость, не имеющая продолжения в нижней или верхней частях кр. решеткой;
d) атомная плоскость, по которой происходит скольжение одной части кристалла относительно другой
Как называется дефект, представляющий собой область искажений кр. решетки вдоль края экстраплоскости?
a) краевая дислокация;
b) цепочка вакансий;
c) микротрещина;
d) винтовая дислокация
Кристаллическое строение металлов и дефекты кристаллических структур
Большинство металлов имеют кристаллическую решетку. Положительно заряженные ионы, образующие каркас металлического тела, совершают непрерывные тепловые колебания около точек, закономерно расположенных в определенных местах пространства. Эти точки являются узлами воображаемой пространственной кристаллической решетки.
Основные понятия
Атомы располагаются закономерно и периодически, образуя кристаллическую решетку – воображаемую пространственную сетку, в узлах которой располагаются атомы. Каждый атом в решетке находится в одинаковом окружении, т.е. имеет вокруг себя одинаковое количество атомов, находящихся на равном расстоянии.
Наименьший объем кристалла, дающий представление об атомной структуре металла в любом объеме называется элементарной ячейкой.
Различают простые и сложные кристаллические решетки. В элементарной ячейке простой решетки атомы (ионы) расположены только в вершинах образующего ячейку многогранника. В сложных - они могут находиться также внутри многогранника или на его гранях.
Металлы имеют сложные кристаллические решетки. В большинстве случаев – это кубическая объемно-центрированная (ОЦК), кубическая гранецентрированная (ГЦК) и гексагональная плотноупакованная (ГПУ).
Характеристики кристаллических решеток
Строение и свойства кристаллических решеток характеризуется следующими параметрами:
Период (параметр) решетки – расстояние по ребру элементарной ячейки между центрами соседних атомов, находящихся в кристаллической решетки. Обозначается: a, b, c; измеряется в ангстремах (1 
=10-10 м =0,1нм). В кубической системе период равен от 2 до 7 , (в некоторой литературе период для большинства металлов – от 0,1 до 0,7 нм).
Координационное число К – показывает сколько атомов находится на наиболее близком и равном расстоянии от данного атома. Чем больше К, тем больше плотность упаковки.
Каждый атом простой кубической решетки имеет 6 ближайших соседей, расположенных на расстоянии длины ребра куба (на расстоянии периода решетки). Координационное число такой решетки обозначают К6. В ОЦК решетке у каждого атома 8 ближайших соседей и координационное число равно 8 (К8). В ГЦК и ГПУ решетках каждый атом имеет 12 ближайших соседей. Соответственно координационные числа К12 и Г12.
Базис решетки – это таблица координат атомов, принадлежащих элементарной ячейке, рассматриваемой в пространственных координатных осях (количество атомов, принадлежащих данной элементарной ячейке), характеризует плотность решетки.
Коэффициент компактности – отношение объема, занимаемого атомами ко всему объему решетки. Также характеризует плотность решетки.
Следует иметь в виду, что в кристаллической решетке часть атомов, составляющих ячейку, относится не только к данной ячейке, но и к ячейкам, находящимся по соседству. Например, атом, расположенный в вершине кубической ячейки (простая кубическая, ОЦК, ГЦК) принадлежит еще семи соседним ячейкам, т.е. данной ячейке принадлежит лишь 1/8 атома.
Коэффициент компактности простой кубической решетки равен 52%, ОЦК -68%, ГЦК - 74% (столь же компактна решетка ГПУ). Остальное пространство занято порами. В ячейке ГЦК в центре расположена крупная октаэдрическая пора с радиусом, равным 0,41 радиуса атома. В ячейке ОЦК больших пор нет. Поры, расположенные на ребрах ячейки, имеют радиус, равный 0,16 радиуса атома.
Размеры элементарной ячейки определяются размерами образующих ее атомов. При этом полагают, что атомы, представляемые в виде жестких шаров, касаются друг друга в направлениях ячейки с наиболее плотным их расположением.
Кристаллические решетки
Большинство металлов и сплавов кристаллизуется с образованием следующих элементарных ячеек (всего 14 решеток Браве):
| Объемно центрированная кубическая решетка (ОЦК) | |
| 1 Параметр - один, «а »; 2. Координационное число К=8; 3. Базис 2; 4. Коэффициент компактности КК=68%
Эта решетка характерна для  -Fe, Cr, V, Mo, W,  -Ti и др.
|
| Гранецентрированная кубическая решетка (ГЦК) | |
| 1 Параметр - один, «а »; 2. Координационное число К=12; 3. Базис 4; 4. Коэффициент компактности КК=74%
Характерна для  -Fe, Ni, Al, Cu, Au, Ag и др. Наиболее склонна к упрочнению при холодной деформации.
|
| Гексагональная плотноупакованая решетка (ГПУ) | |
| 1 Параметр - два, «а, с»,; 2. Координационное число К=12; 3. Базис 6; 4. Коэффициент компактности КК=74%
Эта решетка характерна для -Ti, Mg, Zn,Cd.(Решетка обозначается Г12)
|
Кристаллографические плоскости
Расположение кристаллографических плоскостей в пространстве относительно выбранных осей координат определяется особыми индексами, которые представляют собой целые рациональные числа, значения которых обратны отрезкам, отсекаемым данной плоскостью на осях координат.
Полиморфное превращение
Полиморфное превращение – это способность металла существовать в разных модификациях, в разных кристаллических формах в зависимости от температуры. При полиморфном превращении происходит перестройка одного типа решетки в другой. Обозначают устойчивую модификацию при более низкой температуре. Полиморфны Fe, Co, Sn, Mn, Ti, V и т. д.
В результате полиморфного превращения меняются свойства (в частности плотность и объем). Например при ГЦК => ОЦК объем увеличивается, т.к. уменьшается координационное число и компактность. На явлении полиморфизма основана термическая обработка.