Свойства тел кристаллического строения.

1. Благодаря правильному расположению атомов, кристаллические тела могут приобретать правильную форму, соответствующую той или иной геометрической фигуре.

Правильная внешняя форма, получаемая при определенном взаимном расположении атомов, называется полным кристаллом, или монокристаллом. Обычно кристаллы имеют неправильную внешнюю форму, и тогда их называют кристаллитами, или зернами.

2. Упорядоченное расположение атомов в кристаллической решетки позволяет четко выделить отдельные кристаллографические направления и плоскости.

Кристаллографическими направлениями являются прямые или лучи, выходящие из какой либо точки отсчета, вдоль которых на определенном расстоянии друг от друга располагаются атомы. Точками отсчета могут служить вершины куба, при этом кристаллографическими направлениями, являются его ребра и диагонали граней.

Кристаллографическими плоскостями являются плоскости, на которых лежат атомы, например, грани куба или его диагональные плоскости (Рис.7.).

Рис.7. Основные кристаллографические плоскости: а – плоскость додэкаэдра, б – плоскость октаэдра, в – плоскость куба.

Если рассмотреть расположение атомов в различных плоскостях кристаллической решетки, то обнаружится, что насыщенность атомов в различных плоскостях кристаллической решетки неодинакова; неодинаковы также междуатомные расстояния. Этим объясняется различие свойств металлов в разных плоскостях кристаллической решетки, называемое анизотропией (анизотропностью) кристаллов. Аморфные тела имеют беспорядочную насыщенность атомов в различных плоскостях решетки. Поэтому их свойства одинаковы во всех направлениях плоскостей кристалла – они изотропны.

Кристаллы в металле могут ориентироваться правильно, либо неправильно. При правильной ориентировки одинаковые кристаллографические плоскости совпадают, при неправильной - не совпадают. Чаще всего ориентировка кристаллов бывает неправильная. Поэтому свойства металлов получаются в среднем одинаковые во всех направлениях плоскостей тела. Такие тела называются квазизотропными.

3. Некоторые металлы, например железо, титан, олово и другие, способны по достижению определенных температур изменять свое кристаллическое строение, перестраивая тип элементарной ячейки (Рис.8.). Данное явление получило название аллотропии или полиморфизма, а сами переходы от одного кристаллического строения к другому называются аллотропическими или полиморфными. Сущность аллотропии состоит в том, что при определенных температурах в твердом металле возникают новые центры кристаллизации, в процессе роста которых образуется новая решетка. Формирование новой решетки происходит с поглощением тепла при нагревании и с выделением тепла при охлаждении. Поэтому в период перестройки решетки температура остается неизменной. Различные формы кристаллической решетки для данного металла называются модификациями. Эти модификации обозначают буквами α, β, γ, δ.

Рис.8. Кривая охлаждения чистого железа и его аллотропические изменения.