Механизм кристаллизации
При охлаждении происходит переход стали из жидкого состояния в твердое. Образуется большое число центров кристаллизации, зарождение кристаллов (первая стадия) и дальнейший их рост (вторая стадия). С увеличением степени переохлаждения возрастает число центров кристаллизации, образующихся в единицу времени. Вокруг образовавшихся центров кристаллизации начинают расти кристаллы. Одновременно в жидкой фазе образуются новые центры кристаллизации. До тех пор, пока формирующийся вокруг центра кристаллизации кристалл окружен жидким расплавом металла, он имеет правильную геометрическую форму, но при столкновении и срастании кристаллов их правильная форма нарушается, и образуются так называемые кристаллиты – зерна. Рост продолжается только в тех направлениях, где есть свободный доступ «питающей» жидкости. Взаимным ростом кристаллов и объясняется неправильная форма зерен. Зерно – это кристалл неправильной формы, выросший из одного зародыша. Соседние зерна по своему кристаллическому строению имеют неодинаковую ориентировку решеток. Граница между зернами представляет собой узкую переходную зону шириной 5-10 атомных расстояний с нарушенным порядком расположения атомов. В граничной зоне кристаллическая решетка одного зерна переходит в решетку другого зерна. Неупорядоченное строение переходного слоя усугубляется скоплением в этой зоне дислокаций и повышенной концентрацией примесей.
СТРОЕНИЕ ТВЕРДОГО ТЕЛА Влияние типа связи на свойства кристалла Типы твердых тел отличаются между собой по характеру сил взаимодействий, типу связи и тому, какие частицы расположены в узлах кристаллической решетки. 1. Кристаллы, в узлах которых правильно чередуются положительные и отрицательные ионы, имеют ионную связь. Осуществление такой связи происходит путем перехода внешних электронов от электроположительных к электроотрицательным атомам с образованием соответственно положительных и отрицательных ионов этих атомов. Связь в таких соединениях строго не направлена, и со всех сторон электрон к ядру притягивается одинаково. Вещества с ионной связью очень прочные, твердые, хрупкие. Обычно это вещества типа NaCl, KF,… 2. Ковалентная связь наблюдается у веществ типа Cl 2. Здесь происходит перекрытие электронных оболочек и образование устойчивых электронных конфигураций. Два электрона являются общими и дополняют внешние электрические оболочки до 8 электронов. 3. Для металлической связи характерно наличие большого количества электронов, которые движутся среди ионов, образуя «электронный газ». В основе металлической связи лежит притяжение между положительными ионами и свободными общими электронами. Атомы (ионы) располагаются на таком расстоянии один от другого, при котором энергия взаимодействия минимальна. Поэтому в металле атомы располагаются закономерно, образуя правильную кристаллическую решетку, что соответствует минимальной энергии взаимодействия атомов. Именно «электронному газу» обязаны металлы высокой электро- и теплопроводностью, сочетанием механической прочности, пластичности и ковкости, блеском.
|
