تاریخ بروزرسانی : 1397/12/16
نام بسته درسی : خواص فیزیکی مواد
——————————–
فهرست:
نظم در مواد
انديس صفحه
عيوب و نقايص شبکه
ترموديناميک جاهاي خالي
محلولهاي جامد
استحاله
قانون فيک
مبناي بينهايت بودن
نفوذ نيمه بينهايت
پديده کرکندال
فازهاي مياني (واسطه)
تعيين ترکيب شيميايي فازها
سيستم هاي دو تايي حاوي نقاط انطباقي
شکاف يا شکست حلاليت
سوپر شبکه (فوق شبکه) super lattice
شباهت سيستم آلياژي حاوي شکاف حلاليت با سيستم يوتکتيک
دماهاي بحراني
چدنها
آنيل (آنيل تبلور مجدد)
پير سختي يا رسوب سختي
ترتيب و توالي رسوب گذاري
هسته گذاري ناهمگن در جامدات
جدايش اسپينودال
فصل مشترک
کشش سطحي يا انرژي سطحي
فصل مشترک در جامدات
عمليات حرارتي
ساختمان بلوري
پلي مورفيسم و آلوتروپي
نمودارهاي فازي يا تعادلي يا ساختاري
نفوذ
خواص سيستمهاي آلياژي يوتکتيک
فصل مشترکهاي بلوري و ريز ساختار
آخالهاي ناهمدوس
بخش هایی از بسته درسی خواص فیزیکی مواد
نظم در مواد :
در متالورژيکي فيزيکي فقط در مورد خصوصيات ميکروسکوپي است اما در متالورژيکي مکانيکي در مورد خصوصيات ماکروسکپي است در واقع بايد ارتباطي بين متالورژيکي فيزيکي برقرار شود.
از نظر متالورژيکي مواد نشأت گرفته از خواص ميکروسکوپي مواد است. و خواص ميکروسکوپي هم نشأت گرفته از اتم است.
اتم | کمي ß در خواص تأثير چنداني ندارد. کيفي ß اما کيفيت چيدمان اتمها تأثير بيشتري روي خواص مواد دارد. | |||
مواد | مواد منظم مواد نامنظم ß اتمها آرايش (چينش اتمي) مشخصي ندارند. مثل گازها، چوب، پليمرها يا شيشهها که موسوم به مواد آمورف، بيشکل و نامنظم اطلاق ميشود. | |||
مواد منظم براساس دامنه نظم يا بُرد نظم تقسيم بندي ميشوند:
1ـ نظم کوتاه بُرد (کم دامنه) short range order (SRO) 2ـ نظم بُرد بلند (پر دامنه) lang renge order (LRO) | |
1ـ نظم کوتاه بردß تک بعدي يا نهايتاً دو بعدي است (حالت فيزيکي مايعات) 2ـ نظم برد بلند ß نظم سه بعدي يا نظم فضايي دارند و در سه جهت z,y,x داراي نظم هستند مثل جامدات فلزي. |
*در متالورژي فيزيکي از مواد آمورف و نظم کوتاه برد اصلاً صحبت نميکنيم و به تعريف کريستال (بلور) ميرسيم.
کريستال يا بلور (Crystal) :
جامدي است که اتمهايش از نظم سه بعدي ويژهاي برخوردار باشد. (به ويژه از نظر خصوصيت هندسي است). لذا نظم سه بعدي ويژه براساس خصوصيات هندسي از نظر فاصله و زاويه اتمها با هم است.
سلول واحد : unit cell
کوچکترين جزء سازنده يک بلور است که معرف نظم عمومي کريستال است. هر سلول واحد با 6 پارامتر مشخص ميشود.
بلور از تکرار تناوبي سلولهاي واحد در سه بعد تشکيل ميشود.
براساس 2 پارامتر، 7 شبکه هندسي وجود دارد.
1ـ مکعبي ß با يک پارامتر مشخص ميشود
2ـ تتراگونال ß دو پارمتر c , u مهم است که را تتراگونا گويند.
3ـ اوتوروبيک ß با سه پارامتر مشخص ميشود
4ـ رمبوهدرال
5ـ تريکلينيک ß نياز به 6 پارامتر دارد
6ـ مونوکلينيک
7)هگزاگونال
با دو پارامتر مشخص شده ولي اگر حالت ايدهآل داشته باشد حتي 1 پارامتر مشخص ميکند.
موقعيت قرارگيري اتمها:
1ـ حالت ساده simple : که اتمها فقط در رئوس قرار دارند (P)
2ـ حالت مرکز دار body centered : اتمها در رأس و در مرکز سلول هستند (I)
3ـ قاعده مرکز دارد Baced centered : اتمها در رأس و مراکز قاعده هستند (C )
4ـ وجه مرکز دار Face center : اتمها در رئوس و مراکز وجود است. (F)
انتطار ميرود اين 4 حالت حالت ايجاد کند. تا نقطه 14 شبکه براوه داريم.
à کيوبيک ß فقط F , I , P دارد.
à تتراگونال ß فقط I , P را دارد.
à ارتوروبيک ß فقط F , C , I , P را دارد.
à رمبو هدرال ß فقط P را دارد.
à مونوکلينهک ß فقط C , P را دارد.
à تري کلينيک ß P
à هگزاگونال ß فقط P را دارد.
مفاهيم کلي :
1ـ تعداد اتمها در سلول واحد ß بايد ارتباط بين تعداد اتمها و تعداد سلول واحد به دست آوريم.
2ـ عدد همسايگي يا هماهنگي ß (C.N) تعداد اتمهاي مماس بر هم اتم در سلول واحد.
3ـ جهت فشرده يا متراکم، از بيشمار جهتي که در يک سلول واحد وجود دارد تنها يک جهت ميتواند فشرده باشد که در آن اتمها بر هم مماس باشد. (تراکم خطي (جهت متراکم) حتماً بايد تراکم 100 درصد بايد داشته باشد.)
4ـ صفحه فشرده يا متراکم: از بيشمار صفحهاي که در يک حجم يک سلول واحد وجود دارد صفحاتي فشرده هستند که اولاً بيشترين تراکم را داشته باشند و حداقل داراي دو جهت متراکم باشند.
مثلاً در ساختار الماسي اصلاً نميتوان دو جهت متراکم يافت پس اصلاً در شبکه الماسي صفحه متراکم وجود ندارد.
5ـ پارامتر شبکه: ابعاد سلول واحد است که ارتباط مستقيم با شعاع اتمي دارد و در مقياس انگسترومي يا نانومتري است.
r , a جزو ثوابت ذاتي مواد هستند. براساس نوع سلول واحد ارتباطي بين (a,r) است.
6ـ تراکم سطحي يا چگالي صفحهاي (PD) (Planner density) :
با اين فرض که اتمها کروياند و مقطع | |
آنها به شکل دايره است |
(عددی بدون بعد است) à r شعاع اتمي:
نکته: هميشه است چون کروي بودن ذرات اين را باعث ميشود.
7ـ ضريب تراکم فضايي (ضريب فشردگي) (P.F) Packing Factor
کسر فضاي اشغال شده سلول واحد توسط اتمها.
حجم هر اتم تعداد اتمهاي سلول واحد | = | حجم اتم هاي درون سلول واحد | PF= |
حجم سلول واحد | حجم سلول واحد |
PF فقط تابع نوع شبکه بلوري است و تابع هيچ چيز ديگري مثل ترکيب شيميايي و … نيست.
اما PD فقط تابع شبکه بلوري نيست چون تعداد صفحات بسيار زياد است و مختلف است.
شبکه مکعبي ساده :
در شبکه مکعبي ساده ، تعداد سلولهاي واحد = تعداد اتمها
ـ عدد همسايگي : است. عدد همسايگي معياري از فشردگي بلور است و فشردگي معياري از انعطاف پذيري است.
انعطاف پذيري فشردگي بيشتر
اما در اين ساختار جهت فشرده در واقع اضلاع اصلي مکعب است. و صفحه فشرده وجوه اصلي مکعب است. (در واقع هر صفحه فشرده شامل دو جهت فشرده است).
نوشتههای تازه