4. Что такое кристаллическая
решетка?
5. Перечислите основные типы кристаллических
решеток металлов
6. Дайте определение фазовой
флуктуации.
ГЛАВА 2. ЭЛЕМЕНТЫ
КРИСТАЛЛОГРАФИИ
Различные кристаллические
решетки имеют определенное рас-пеложение атомов в пространстве. Об этом
можно судить по виду элементарной ячейки (рис. 1.4). Атомы в ОЦК
решетке располагаются в вершинах и центре элементарной ячейки, в ГЦК
решетке — в вершинах элементарной ячейки и в центрах ее граней. В
плоскости базиса элементарной ячейки ГП решетки атомы образуют
шестиугольники с атомом в центре, а между соседними базисными
шестиугольниками располагается по три атома.
Элементарная ячейка кристаллической решетки — это простейший ее
элемент, при многократном перемещении которого относительно осей
координат можно построить пространственную кристаллическую решетку.
Описывая какой-либо тип решетки, достаточно рассматривать ее элементарную
ячейку, так как последней присущи все особенности строения
пространственной решетки.
Длина ребра элементарной ячейки
называется параметром, или
периодом решетки, определяемым как расстояние
между центрами соседних атомов: по осям л:—а, у — Ьиг — с. В
кубической ячейке все три ребра равны (а = Ь = с), поэтому все три
периода решетки обозначаются одной буквой а; в гексагональной
системе величина параметра решетки вдоль всех трех осей, находящихся
в одной плоскости под углами, равными 120°, обозначается буквой а,
на перпендикулярной оси — буквой с.
Величина атома характеризуется
атомным радиусом, который измеряется
половиной расстояния между соседними атомами. Радиус отдельного атома
нельзя установить вследствие размытости электронного облака. С увеличением
порядкового номера для элементов одной группы атомный радиус
возрастает. Максимальное значение атомных радиусов наблюдается у щелочных
металлов. В случае кубической решетки атомный радиус равен а.12,
для ОЦК решетки а \^3/4, для ГЦК решетки аК2/2.
Условием устойчивости
кристаллической структуры является минимум ее потенциальной энергии.
Для достижения последнего каждая частица должна взаимодействовать с
возможно большим числом других частиц, т. е. число ближайших соседей
должно быть максимальным. Одним из факторов, уменьшающих потенциальную
энергию, является максимальное сближение структурных единиц, их плотнейшая
упаковка, которая свойственна всем типам кристаллических структур, но
сильнее всего выражена в металлах, где связи не направлены, атомы и ионы
можно считать сферическими. Плотность упаковки атомов определяется
координационным числом.
Координационное число — это количество соседних равноудаленных
атомов, окружающих каждый атом в решетке. Оно характеризует ближний
порядок размещения атомов в пространстве. Для ГЦК и ГП решеток
координационное число равно 12, для ОЦК 8.
