З щðÀ ÀЬÀÉÅÂÀ лизàÌÀÍ B
§4. Metalların kristallaşma prosesi
Yüklə 41,95 Kb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Yoxlama üçün suallar
- §5. Dənənin ölçüsünə və formasına təsir edən faktorlar
8 §4. Metalların kristallaşma prosesi Maye metalda yüksək temperaturda atomlar qarışıq hərəkətdə olur. Metallar düzgün kristal quruluşa bərkimə prosesində, yəni maye haldan bərk hala keçər kən malik olurlar. Maddənin maye haldan bərk hala keçərkən kristal əmələgətirmə prosesi ilkin kristallaşma adlanır. Əgər maddənin kristal quruluşu bərk halda dəyişirsə, bu çür proses ikinci kristallaşma adlanır. İlkin kristallaşma prosesi metalların xassəsinə və strukturuna böyük təsir göstərir. Bu proses ilk dəfə rus alimi D.K.Çernov tərəfindən təsdiq edilmişdir. Kristallaşma prosesini öyrənmək üçun soyuma əyriləri qurulur. Həmin əyrilər vaxtın dəyişilməsilə ərimiş metalın soyumasına görə temperaturun dəyişməsini göstərir. Həmin əyriləri qurmaq üçün temperatur və zaman ölçü lərini hesablamaq lazımdır. Şəkil 3. Soyudulma əyriləri Təmiz metalların soyuma əyriləri 3cü şəkildə (1, 2, 3 əyriləri) göstə ril miş dir. (1) əyrisində metalın kristallaşması ifrat soyudulma aparılmadan göstə ril mişdir. Bu, nəzəri əyridir. Buradan görünür ki, metalın maye haldan bərk hala keçməsi böhran nöqtəsi və ya kristallaşma temperaturu adlanan müəyyən Tböhr temperaturunda baş verir. Buna “böhran nöqtəsi” və ya “kristallaşma tempera- turu” deyilir. Həmin temperaturdan yüksək temperaturda metal maye halda, ondan aşağı temperaturda isə bərk halda olur. Metal maye haldan bərk hala keçərkən ondan gizli kristallaşma istiliyi ayrılır. Buna görə də soyudulmaya baxmayaraq, kristallaşma prosesi qurtarana kimi (soyudulma əyrisindəki üfüqi his sə) metalın temperaturu dəyişmir. Həqiqətdə isə sürətlə soyuma zamanı kristallaşma prosesi başqa cür gedir. Kristallaşmanı yaratmaq üçün maye metalın kristallaşma temperaturundan aşa ğı temperatura kimi, yəni metalı ifrat soyutmaq lazımdır. 9 Metalın praktiki olaraq kristallaşmaya başlaması temperaturu Tp kristallaş- manın faktiki temperaturu adlanır. Kristallaşmanın nəzəri və faktiki tempera- turları arasındakı fərqə ifrat soyudulma dərəçəsi deyilir. İfrat soyudulma dərəcəsi “p” cox kiçik (2 əyrisi) və böyük (3 əyrisi) ola bilər. İfrat soyudulma dərəcəsi böyük olduqda kristallaşmanın gizli istiliyi ifrat soyu- dulmaya görə elə sürətlə ayrılır ki, temperatur sıcrayışla yüksəlir (əyridəki ilgək) və nəzəri qiymətinə yaxınlaşır. Məsələn, stibium bu cür kristallaşır. Metalların əksəriyyətinin kristallaşma zamanı ifrat soyudulma dərəcəsi kiçikdir. Maye haldan bərk hala kecərkən metal kristallarının əmələgəlmə mexaniz- mini nəzərdən kecirək (şəkil 4). Şəkil 4. Kristallaşma prosesinin sxemi Maye metal T temperaturuna kimi soyudularkən onun atomları ayrıayrı yer lərdə bərk maddənin kristal qəfəslərində olduğu kimi qruplaşmağa başlayır. Bu zaman kristallaşmanın mərkəzləri yaranır, həmin mərkəzlərin ətrafında kristallar əmələ gəlməyə başlayır. Əvvəlcə kristallar sərbəst artır, cünki onları hər tərəfdən maye metal əhatə edir. Sonra kristallar bir birinə bir ləşməyə başlayır və ancaq maye metal olan istiqamətə doğru artır. Bu onunla nəticələnir ki, düzgün daxili quru- luşa malik olmasına baxmayaraq, kristalla- rın xarici quruluşu düzgün alınmır. Düz- gün formalı olmayan kristallar dənələr və ya kristalitlər adlanır. Metalların xassələri əmələ gələn dənələrin ölcüsündən, formasından və vəziyyətindən asılıdır. Xır dadənəli metallar və ərin tilər iridənəli metallardan və ərintilərdən fərqli olaraq, yüksək möh kəmdir və zərbə yüklərinə daha yaxşı müqavimət göstərir. Bəzi metallar (dəmir, titan, kobalt, qurğuşun və s.) bərk halda öz kristal quruluşunu dəyişə bilər. İkinci kristallaşmanın məğzi ondadır ki, müəyyən temperaturlarda bərk metallarda atomların yenidən qruplaşması baş verir, yeni kristallaşma mərkəzləri əmələ gəlir, mərkəzlər artdıqca yeni kristal qəfəsləri yaranır. Bu isə metalların xassələrinin dəyişməsinə səbəb olur. Yoxlama üçün suallar: 1. Sadə metalların kristallaşması prosesi necə gedir və öyrənilir? 2. Metalların ilkin kristallaşmasının ikinci kristallaşmadan fərqi nədədir? 3. Metalların dənələri nə deməkdir və onların düzgün olmayan xarici forması nə ilə izah olunur? 10 §5. Dənənin ölçüsünə və formasına təsir edən faktorlar Dənənin ölçüsü, forması və vəziyyəti metalların və ərintilərin xassələrinə mühüm təsir edir. İridənəli quruluşları olan ayrıayrı dənələr arasında rabitə xırdadənəlilərə nisbətən zəifdir. Əgər metalın tərkibində müxtəlif həll olunma- yan qatqılar varsa, dənələr arasında rabitə daha da zəifləyir. Bu qatqılar dənə lə rin sərhədində pərdə kimi yerləşir və dənələr arasındakı rabitəni pozur. Alman alimi Tammanın “həcmi kristallaşma” nəzəriyyəsi dənənin ölçüsü- nün hansı faktorlardan asılı olmasına cavab verir. Həmin nəzəriyyəyə əsasən dənənin ölçüsünü təyin edən mühüm faktor soyudulma sürəti ilə sıx əlaqəsi olan ifrat soyudulma dərəcəsidir: soyudulma sürəti nə qədər çox olarsa, soyuma da bir o qədər çox olacaqdır. Kristallaşma mərkəzlərinin sayı nə qədər çox və kristalların böyüyüncə sürəti nə qədər kiçik olarsa, bərkiyən metalda dənələr bir o qədər xırda olacaqdır. Əksinə, mərkəzlərin sayı az, dənələrin böyümə sürəti çox olarsa, metalın dənələri iri olacaqdır. Deməli, dənənin ölçüsü kristallaşma mərkəz lə ri nin sayından və kristalların böyüyüncə sürə tin dən asılıdır. Şəkil 5. Dendritin sxemi (D.K.Çernova görə) Tədricən soyudulma və kiçik ifrat soyuldulma dərəcəsi az sayda kristal- laşma mərkəzi yaranmasına və kristalların yüksək sürətlə böyüməsinə səbəb olur, nəticədə dənələr böyüyür. Əksinə, böyük sürətlə soyudulma (ifrat soyudulma dərəcəsi) kristalların kiçik sürətlə böyüməsi şəraitində çox sayda kristallaşma mərkəzinin əmələ gəlməsinə gətirib çıxarır. Buna görə də metalların və ərin tilərin sürətlə soyudulması zamanı xır da də nəli struktur alınır. Həcmi kristallaşma nəzəriy yəsi metalların kristallaşması zamanı real şəra itdə bir sıra faktorları nəzərə alır. Praktikada maye meta- lın qızdırılma temperaturu və həmin temperaturda saxlanılma müddəti, metalın tök mə temperaturu, tök mə üsulları, istiliyin ötü rülmə isti qaməti və sürəti metalın kənar qarışıqlarla çirklənməsi dənə nin ölçüsünə təsir göstərir. Sadalanan faktorlar dənənin ölçüsünə elə güclü təsir göstərir ki, ifrat soyudulmanın rolu ikinci dərəcəli ola bilər. Müasir texnikada dənənin ölçüsünü və formasını süni surətdə dəyişmək üçün ərimiş metala həll olmayan maddələrinmodifikatorların əlavə edilməsi prosesindən geniş istifadə edilir. Modifikatorlar əlavə modifikator mərkəzləri yaradır, bunun nəti cəsində metal və ya ərinti xırdadənəli quruluş alır. Məsələn, alüminium oksidinin tozundan polad üçün modifikator kimi istifadə edirlər. Metalın kristallaşması nəticəsində müxtəlif ölçülü və formalı kristallar alına bilər. Bu zaman əsasən dendrit quruluşlu kristal əmələ gəlir. Yüklə 41,95 Kb. Dostları ilə paylaş:
|