1. Kirish. Kristall panjara to`g`risida tushuncha

Metallarning kristal tuzilishi va kristallanish nazariyasi
Reja:


1. Kirish.
2. Kristall panjara to`g`risida tushuncha.
3. Kristallanish jarayonining sharoiti mexanizmi va qonuniyati.
4. Kristallarning formalari. Metal quymasining tuzilishi.
5. Qattiq xolda kristallanish yoki ikkilamchi kristallanish.
6. Metallarning allotropiyasi yoki polimorfizm.
7. Kristall murakkab fazalarining tuzilishi va xossalari.
Kirish:
Texnika materiallarining tuzilishi va uning xossalari to`g`risidagi amaliy ilmga
materialshunoslik deb ataladi. Bu ilmning asosiy masalalari materialning tartibi bilan uning
strukturasi va xossalari orasida bog`lanish o`rnatishdan iborat deb tushunmoq kerak.
Materialning tarkibi deb - shu material qanday kimyoviy elementlardan tuzilishi va shu
elementlar miqdori qanday va ular qay bog`lanishda ekanligi tushuniladi. Shuni aytish kerakki jism birgina kimyoviy elementdan tashkil topishi texnikada juda kam uchraydigan holdir. Juda ko`pchilik texnikaviy materiallar bir necha kimyoviy elementlardan tuzilgan bo`lib, ular ko`pincha bir-birlari bilan bog`langan xolda bo`ladi.
Texnikada qo`llaniladigan ko`pchilik metall va metallmas materiallar kristallik tuzilishiga ega. Bunday hol hamma texnika materiallarni bir nuqtai nazardan, bir vaziyatdan yani atomlar orasidagi bog`lanishlarning tabiatiga qarab kristall struktura va uning xossalarini o`rganish mumkin bo`ladi. Demak bir tomondan tarkib bilan kristall struktura orasidagi bog`lanish, ikkinchi tarafdagi material xossalari bilan struktura orasidagi bog`lanishlarni o`rganishi material xossalarini yaxshilashgagina olib kelmay, balki ana shu metod asosida prinsip jihatdan yangi materiallarni yaratish asosi bo`lishi ham mumkin. Texnikada progress va taraqqiyot material xossalarini yaxshilashga va yangi materiallarni yaratishni taqazo etadi.
Materiallardagi qayta ishlashning yangi metodlarini yaratish, ishlash sharoiti ratsional ravishda mos keladigan materialni tanlash oqibati natijasida buyurtmalar qiymatini kamaytiribgina qolmay, balki ishlab chiqarish unumdorligiga ham oshiradi.
Fanni rivojlantirishga rus olimlari juda katta qissa qo`shdilar.
Ilmiy materialshunoslikka asos solgan kishi D.K.Chernovdir (1839-1921y.). Uning metallar polimorfizmi to`g`risidagi kashfiyoti butun dunyoga tanilgan bo`lib, materiallarni kristallik tuzilishi va o`sishi haqidagi nazariyaga birinchi bo`lib asos soldi. N.S.Kurnakov (1860-1941y.) metall kristall tuzilishini fizika-kimyoviy usulda topish metodlarini oshkor etdi va metall
qotishmalardagi murakkab kristall fazalarini klassifikatsiyasini yaratdi.
G.V. Kurdyumov, A.A. Bochvar va boshqa juda ko`p olimlar metallardagi faza o`zgarish kinematikasi va mexanizmlari asoslarini yaratdilar.
A.M. Butlerov (1828-1886y.) organik birikmalarni kimyoviy tuzilishi asoslarini yaratdi. Bu kashfiyot bir qator yangi sintetik polimer materiallarini yaratishga asos bo`ldi.
O V. Lebedevning ilmiy ishlari natijasi dunyoda birinchi bo`lib sintetik kauchukni sanoat miqdorida ishlab chiqarishga olib keldi.
V.A. Kargin va uning talablari Polimer materiallarni strukturasi hamda xossalarini o`rganishda juda katta ish qildilar. Ana shu ishlarini davom ettirib, hozirgi paytda V.A. Beliy va uning talabalari yangidan-yangi perspektin metallopolimer materiallarni yaratish asoslarini ishlab chiqarmoqdalar.
Kristallning xossalari va tuzilishi.
Tabiatda hamma qattiq jismlar ikki xil tuzilishga, ya'ni kristall yoki amorf holida bo`ladi. Kristall va amorf jismlar bir-biridan beqaror farq qiladi.
Kristall jismlar qizdirganda o`z shakllarini o`zgartirmaydi, ya'ni qattiq holatini saqlab qoladi
(albatta ma'lum bir qaroratgacha). Ana shu qizdirilganda jismni yana ham qizdirishda davom etaversak u agregat holatini o`zgartiradi, ya`ni suyuqlikka aylanadi. Ana shu agregat holatini o`zgartirish protsessi ma'lum bir vaqt birligi ichida o`zgarmas haroratda yuz beradi. Jism sovutilganda esa xuddi shunday protsess teskari tomonga qaytariladi.
Fanda jismning bir agregat holatidan ikkinchi bir agregat holatiga (sovutish yoki isitish) o`tish o`zgarmas haroratda yuz bersa, bunga izotermik o`zgarish deb ataladi. Demak, kristall jismlar qizdirilganda juda katta harorat intervalida yumshaydi, ya'ni qattiqligini o`zgartiradi, so`ngra sekin asta suyuq holatga o`tadi. Sovutilganda esa xuddi shunday protsess teskari tomoni qaytariladi. Demak amorf jismlar kristall jismga qaraganda termodinamik potensiali kamroq va
beqarorliroqdir.
Kristall jismlar elementar zarrachalar tartibli joylashgan bo`ladi (ionlar, atomlar, molekulalar). Ana shu geometrik faktorlar kristall jismlarga anizotropik xossasini beradi, ya'ni jismga qo`yilgan kuch yo`nalishiga qarab uning xossalarida farq bo`ladi. Ana shu geometrik faktor jismda siljish yuzalarini mavjudligiga olib keladi, ya'ni deformatsiya paytida jism o`z shaklini ana shu siljish yuzlari orqali o`zgartiradi.
Kristall jism atomlari elektronlardan tuzilganligi unda o`zaro atom bog`lanishni xarakterlaydi va jismda elektr, issiqlik magniy va optik xossalariga ega bo`lishiga olib keladi, na parlanish haroratini va kengayishi koeffitsientiga, atom diametriga, elastiklik moduliga bog`liq bo`ladi. Juda ko`p mexanik va fizik xossalar strukturaga bog`liq bo`ladi.
Struktura tushuncha juda keng ma'noni beradi.
1) Makrostruktura - buyumning (jismning) butun hajmi bo`yicha bir xil emasligi. Bunday
notekislikni (nuqsonlar) ba'zi bir paytda oddiy ko`z yordamida yoki lupalar yordamida ko`rish
mumkin. Makrostrukturadagi bunday faktorlarni maxsus tayyorlangan (jilvirlangan) va makroshlift deb atalmish namunalarda tekshiriladi. Xo`sh jism strukturasini tekshirishda
makrostruktura metodida qanday nuqsonlarni topish mumkin: a) Kimyoviy notekisliklar, ya'ni
jism bir necha kimyoviy elementlardan tashkil topganda, unda elementlarning bir tekis joylashmasligi. Bunday nuqsonlarga likvatsiya deb ataladi. Masalan, uglerod likvatsiyasi,
oltingugurt likvatsiyasi va hakazo: b) Mexanik notekisliklar, ya'ni har xil katta-kichik darzlar, jism agregat holatidan o`tishda cho`kish, gaz chuqurlari (teshikchalari) va hokazo; v) Fizik notekisliklar jismning xohlagan bo`lakchasining solishtirma og`irligi o`rtacha solishtirma og`irlikdan farq qiladi. Bunday nuqsonni fauktatsiya deb ataladi.
2) Mikrostruktura - qattiq jism tartibli joylashgan mayda zarrachalardan tashkil topgan deb
aytgan edik. Ularning o`lchami 10^-8 sm, ya'ni 1 A ga yetishi mumkin. Ana shunday zarrachalarni mikrostruktura metodi bilan tekshirish mumkin. Bunday zarrachalarni kristall deb ataladi. Tekshirish usuli optik yoki elektron mikroskop yordamida olib boriladi. Optik usuli bilan 1000° A (10^-3 sm) o`lchamiga ega bo`lgan zarrachalarini ko`rish mumkin bo`lsa, elektron mikroskop usuli bilan 4 A (4x10^-8 sm) gacha bo`lgan zarrachalarni o`lchash mumkin. Aksariyat metallarning atom tuzilishini ana shu elektron mikroskop orqali aniqlangan.
3) Mikroskop usulida qattiq jism zarrachalarining joylashish, formasi va o`lchamlarini
aniqlash mumkin. Hamda strukturalarning nisbatan joylashishini aniqlashda mikroskop barobar
hisoblanadi, chunki uning tuzilishi sodda, bajariladigan ish tez va oson bajariladi, ya'ni
natijalarga erishishda unumdorlik ortadi.
4) Struktura ya'ni juda kichik struktura. Bunday strukturada atomlarning o`zaro joylashishi, ular orasidagi masofa, atom kristall panjarasining formasi va o`lchamlari o`rnatiladi. Bu usul qisqa to`lqinli rentgen nurlarini (10<sup>-8</sup> - 10<sup>-10</sup> sm) yoki elektron yoki neytron to`lqinlari jism atomlari bilan to`qnashganda difraksiya hosil bo`lishiga asoslangan. Bu usul bilan atom kristall panjaradagi nuqsonlarni ham aniqlashga imkon beradi va boshqa ko`pchilik atom tuzilish masalalarini hal qilsa bo`ladi.