Оглавление:
Строение материалов
- Материальная структура Отношение энергии теплового движения частиц (атомов, ионов или молекул), образующих данное вещество, и энергии их взаимодействия зависит от соотношения всех сил при нормальных условиях. Особым видом этого вещества является плазменное состояние, которое образуется при воздействии высоких температур (выше 5000 ° С) или разрядов и представляет собой сильно ионизированный газ.
Переход вещества из газообразного состояния в жидкое, а затем в твердое сопровождается увеличением порядка расположения частиц в пространстве. 10. когда энергия теплового движения частиц превышает энергию их взаимодействия, материал находится в газообразном состоянии. Частицами в таком газе являются молекулы: менее одноатомные (Ne, Ne, AG, Kg, Xe, Rn),
чаще два атома, три атома (N2, O2, H2, CO2, H2O, CH4, C2H6 и др.).да что с тобой такое? Молекулы газа имеют постоянное хаотическое движение. Людмила Фирмаль
Под воздействием внешней энергии очень малая часть молекулы ионизируется с образованием ионов и электронов. В жидком состоянии энергия теплового движения частиц, образующих материю, сравнима с энергией их взаимодействия. В диэлектриках эти частицы представляют собой молекулы органических веществ, которые образуют неустойчивый комплекс, который последовательно распадается и вновь образуется. Если молекулы полярные, то некоторые из них диссоциируют на положительные и отрицательные ионы.
Жидкость имеет близкий порядок-есть закономерность в расположении соседних частиц. Неионизированные газы и недиссоциированные жидкости являются диэлектриками. Проводниками второго рода являются сильно ионизированные газы (плазма), расплавы и водные растворы электролитов. В твердом состоянии энергия взаимодействия частиц, образующих материю, значительно превышает энергию их теплового движения.
- Такими частицами являются атомы, ионы или молекулы, которые расположены в геометрически правильном порядке и образуют кристаллические тела, или беспорядочно, образуя аморфное тело. В аморфном теле в расположении частиц (атомов, ионов или молекул)существует только близкий порядок. Они проявляют изотропные свойства-все обладают одинаковыми физико-химическими свойствами в трех измерениях или, другими словами, не зависят от ориентации системы координат.
Структура твердого тела в его аморфном состоянии подобна структуре жидкости. Для них, в отличие от жидкостей, характерна очень высокая вязкость. В кристаллических телах наблюдается как ближний, так и Дальний порядок частиц, то есть частицы располагаются в пространстве на расстоянии друг от друга в геометрически правильном порядке, и в Кристалле формируется пространственная кристаллическая решетка. Повторяющийся элемент решетки-это базовая (кристаллическая)
ячейка, вершины которой называются узлами, а расстояние между двумя соседними узлами является периодом или константой решетки. Людмила Фирмаль
В базовом описании ячейки используется координатная (кристаллическая) ось x-Y. Z параллельна краю ячейки, а начало координат выбрано в левом углу лицевой стороны(рис. 1.1, а). Каждое вещество имеет определенную форму кристалла, которая отражает его внутреннюю структуру и зависит от химического состава Лилия. Я Рис 1.1. Схематическое строение кристаллической решетки (а), семь кристаллографических систем, соответствующих таблице. 1.0 (b), и поликристаллическое тело (W）) Позировать. Форма кристалла определяется размером периодических a, B, C и осевыми углами a, P, y (см. Рисунок). 1.1, а). Благодаря этому такая пространственная решетка будет иметь геометрическую форму. 1.1, B и C таблица. 1.0. Кристаллы легче расщепляются на определенных поверхностях, называемых поверхностями среза.
Характерной особенностью кристаллических тел является анизотропия, отличающая их от жидких и газообразных, обладающих многими физико-химическими свойствами (механическими, электрическими, магнитными, оптическими свойствами, тепловыми) в направлении системы координат (оси x, y, z). Анизотропия проявляется замечательно только в монокристалле и слабо в текстурном материале. Материал, обладающий анизотропными свойствами, часто называют анизотропным. Монокристалл-это крупный Монокристалл, имеющий правильную форму многогранника благодаря своему химическому составу. В природе, некоторые минералы встречаются в виде монокристаллов. В полупроводниковых технологиях монокристаллы выращиваются с использованием специальных технологий.
Однако, большинство кристаллических веществ являются поликристаллическими. Они состоят из множества сплавленных мелких кристаллов, которые не имеют одинаковой ориентации(рис. 1.1, С), и таким образом проявляют физические свойства изотропии. Когда вещество кристаллизуется, кристаллы сталкиваются друг с другом и теряют свою правильную геометрическую форму. Такие кристаллы называются кристаллическими зернами, просто частицами или кристаллитами. Они маленькие, в обычных металлах, их можно увидеть только под микроскопом. Размер зерна и его форма влияют на механические, электрические и магнитные свойства материала(см. главу 11.3.1). Текстурирование происходит на несколько порядков в ориентации зерен, что достигается специальной обработкой поликристаллических материалов (прокаткой и др.).
При плетении материал обладает свойством анизотропии. Например, в трансформаторной конструкции некоторые марки электротехнической стали, используемые для изготовления сердечника трансформатора, текстурируются на концах для улучшения магнитных свойств. Кристаллографической системы и пространственной решетки Т АБ л и Ц А1. Ноль Кристаллическая система Пространственная сетка (см. рис. 1.1, б) Связь между направлением оси решетки и периодом Три косых одиночных ромба Шестиугольный ромбоэдр (или треугольный) квадрат кубический Я-легкое II-простой в III-batandjieva ИЖ-легко в-batandjieva VI Тома-VII в центре-лицо-Центр VIII-ІХ проста-ромбоэдрический х-простые Си-Космический центр ХІІ-ХІІІ простой-объем-ХIV-центр-лицо
Центра АБС; Ф Р Фу * 90°С * Б * С\а=у = 90°;р * 90°а т ь т а=р=у = 90° а-БФС\А=Р = 90°;у=120°А=С\а=р=у * 90°а=БФС\а=р = у = 90°А=Б=С; а=р=у=90° Некоторые вещества находятся в аморфном состоянии. В эту структуру входят многие полимеры, кристаллы (стекло специального состава) и другие. В зависимости от того, какие частицы (атомы, ионы или молекулы) находятся в узлах решетки, выделяют следующие основные типы кристаллических структур: атомы, металлы, ионы и молекулы (см. главу 1.5).
Смотрите также:
| Типы связей | Роль материалов в развитии электро- и радиотехники |
| Классификация кристаллических структур | Классификация материалов, используемых в электро- и радиотехнике |
