Типы кристаллической решетки
В зависимости от расположения атомов металлов в пространстве различают следующие типы наиболее распространенных кристаллических решеток:
– кубическую объемно-центрированную (ОЦК) (атомы расположены в углах и центре куба) (рис. 2.3, а);
– кубическую гранецентрированную (ГЦК) (атомы расположены в углах куба и в центрах граней) (рис. 2.3, б);
– гексагональную плотноупакованную (атомы расположены в углах и в центрах шестигранных оснований призмы и три атома – в средней плоскости призмы) (рис. 2.3, в).
| а) | б) | в) |
| 
| 
|
| 
| 
|
| Рис. 2.3. Основные виды кристаллической решетки а – кубическая объемно-центрированная; б – кубическая гранецентрированная; в – гексагональная плотноупакованная |
Кубическую объемно-центрированную решетку из 9-ти атомов имеют
α-железо, Cr, V и др. Кубическую гранецентрированную из 14-ти атомов –
γ-железо, Al, Cu, Ni, Pb, и др. Гексагональную плотноупакованную из 17-ти атомов – Zn, Mg, Ti и др.
Особенности строения кристаллических тел.
К особенностям кристаллического строения металлов относят зернистость и анизотропность.
Зернистость структуры – это проявление кристаллического строения металлов и их сплавов. Образование зерна происходит в процессе охлаждения расплавленного металла.
Кристаллическое строение хорошо наблюдается на изломе. Причем, легкие металлы и их сплавы имеют мелкозернистую структуру, которую можно увидеть только в микроскоп.
В разных кристаллографических плоскостях, проведенных через центры атомов в кристаллических решетках, число атомов и расстояние между ними неодинаковы.
Например, в плоскости, проведенной через основание гексагональной решетки, размещаются семь, а в плоскости ее грани – четыре атома.
В связи с этим свойства кристаллов в разных направлениях неодинаковы. Это явление называется анизотропией. Анизотропия проявляется в неодинаковости сопротивления электрическому току, отличии механических свойств и др.
Реальные металлы являются телами поликристаллическими, т.е. состоящими из большого числа по-разному ориентированных в пространстве кристаллов (зерен). Поэтому свойства таких металлов в любом направлении усредненно-одинаковые. В случае, когда обработка металлов благоприятствует ориентированию отдельных кристаллов (при ковке, прокатывании), поликристаллические металлы становятся также анизотропными. Так, прочность образцов, вырезанных из листа вдоль направления прокатывания, выше прочности образцов, вырезанных поперек прокатывания.