اولیه سازه های فلزی بلورین (BCC، FCC، عبور)

اولیه سازه های فلزی بلورین 
(BCC، FCC، عبور)

همانطور که در صفحه های قبلی اشاره کرد، در 14 نوع مختلف از ساختار سلول واحد بلور یا دیوارها در طبیعت یافت وجود دارد. با این حال مواد جامد دیگر اکثر فلزات و بسیاری از ساختارهای سلولی در واحد شرح داده شده به عنوان بدن مرکز مکعب (BCC)، صورت متمرکز بسته بندی مکعب (FCC) و یا بستن شش ضلعی (شکل بلورین). از آنجا که این ساختارها هستند، آنها را در جزئیات بیشتری مورد بحث قرار گرفته است.

مکعبی body-centered (BCC) ساختار 
سلول واحد مکعبی body-centered است اتم در هر یک از هشت گوشه یک مکعب (مانند سلول واحد مکعبی) به علاوه یک اتم در مرکز مکعب (سمت چپ در زیر). هر یک از اتم گوشه ای به گوشه ای از یکی دیگر از مکعب بنابراین اتم گوشه ای در میان هشت سلول واحد به اشتراک گذاشته است. گفته شده است که تعداد هماهنگی از 8. سلول واحد BCC متشکل از تعداد خالص از دو اتم در مرکز و هشت هشتم از گوشه و کنار اتم همانطور که در وسط تصویر زیر (تصویر وسط زیر) نشان داده شده است. تصویر زیر بیانگر یک سلول واحد در بخش بزرگتری از شبکه است.

ترتیب BCC اجازه نمی دهد که در آن اتمها با هم بسته به عنوان نزدیک ترین FCC یا ترتیبات شکل بلورین است. ساختار BCC است، اغلب به شکل دمای بالا فلزات هستند که نزدیک به بسته بندی شده در دمای پایین تر است. حجم اتم در یک سلول در حجم کل یک سلول نامیده می شود عامل بسته بندی است. سلول واحد BCC عامل بسته بندی از 0.68 است.

برخی از موادی که دارای ساختار BCC شامل لیتیم، سدیم، پتاسیم، کروم، باریم، وانادیم، آلفا آهن و تنگستن. فلزات که دارای ساختار BCC معمولا سخت تر و کمتر از نزدیک بسته بندی شده است فلزات مانند طلا چکش خوار است. هنگامی که فلز تغییر شکل، هواپیما از اتم ها باید بیش از هر لغزش، و این مشکل در ساختار BCC است. لازم به ذکر است که سایر ساز و کارهای مهم برای مواد سخت شدن، از جمله معرفی ناخالصی یا نقص است که لغزش را مشکل تر وجود دارد. این مکانیسم سخت شدن بحث خواهد شد دومی.

صورت وسط مکعب (FCC) ساختار 
صورت متمرکز ساختار مکعب است اتم های واقع در هر یک از گوشه ها و مراکز از همه چهره مکعب (سمت چپ در زیر). هر یک از اتم گوشه ای به گوشه ای از یکی دیگر از مکعب بنابراین اتم گوشه ای در میان هشت سلول واحد به اشتراک گذاشته است. علاوه بر این، هر یک از اتم ها صورت شش محور با اتم مجاور به اشتراک گذاشته شده است. از سال 12 از اتم خود را به اشتراک گذاشته می شوند، گفته می شود که از تعداد 12 هماهنگی. سلول واحد FCC متشکل از مجموع خالص چهار اتمی های چهار، هشت هشتم از گوشه و کنار اتم و شش نیمه از اتمها صورت همانطور که در تصویر وسط در بالا نشان داده شده است. تصویر زیر بیانگر یک سلول واحد در بخش بزرگتری از شبکه است.


در ساختار FCC (و ساختار شکل بلورین) اتم ها می توانند بسته به هم نزدیک از آنها می توانند در ساختار BCC است. اتم از یک لایه لانه خود را در فضای خالی بین اتم ها از لایه مجاور. ترتیب بسته بندی به تصویر، تصور کنید یک جعبه پر با لایه ای از توپ که در ستون ها و ردیف ها در تراز وسط قرار دارد. هنگامی که یک توپ چند اضافی در جعبه انداختند، آنها نمی تعادل به طور مستقیم در بالای توپ در لایه اول، اما به جای آن خواهد آمد به استراحت در جیب ایجاد شده بین چهار توپ از لایه پایین. همانطور که بیشتر از توپ ها اضافه می شوند آنها را با یکدیگر را پر کنید تا تمام جیب ها بسته است. عامل بسته بندی (حجم اتم در یک سلول در حجم کل یک سلول) 0.74 برای کریستال FCC است. برخی از فلزات که دارای ساختار FCC عبارتند از آلومینیوم، مس، طلا، ایریدیوم، سرب، نیکل، پلاتین و نقره شده است.

بستن شش ضلعی بسته بندی (HPC) ساختار 
یکی دیگر از شایع نزدیک بسته بندی شده ساختار بسته شش ضلعی نزدیک است. ساختار شش ضلعی از لایه های متناوب منتقل می شود تا اتم های آن به شکاف ها از لایه قبلی در تراز وسط قرار دارد. اتم ها فقط از یک لایه لانه خود را در فضای خالی بین اتم ها از لایه مجاور در ساختار FCC دوست دارم. با این حال، به جای این که یک ساختار مکعب، الگوی شش ضلعی است. (نگاه کنید به تصویر زیر وارد نمایید.) تفاوت بین HPC و ساختار FCC است که بعدا در این بخش مورد بحث است.

ساختار شکل بلورین دارای سه لایه از اتم است. در هر یک از لایه بالا و پایین، که خود را به ترتیب در شکل شش گوش و یک اتم هفتم است که نشسته در وسط شش گوش، شش اتم وجود دارد. لایه میانی دارای سه اتم نستله در مثلثی "شیار" از هواپیما بالا و پایین. توجه داشته باشید که شش تن از این "شیار" در اطراف هر اتم در سطح شش ضلعی وجود دارد، اما تنها سه تن از آنها می تواند توسط اتم پر شده است.

همانطور که در تصویر میانی بالا نشان داده شده است، شش اتم در سلول واحد شکل بلورین وجود دارد. هر یک از 12 اتم در گوشه و کنار از لایه های بالا و پایین کمک اتم 1/6، سلول واحد، دو اتم در مرکز شش گوش از هر دو بالا و پایین لایه های هر یک از همکاری با ½ اتم و هر یک از سه اتم در لایه میانی کمک 1 اتم. تصویر در سمت راست بالاتر از تلاش برای نشان دادن سلول های شکل بلورین چند واحد در یک شبکه بزرگ است.

تعداد هماهنگی از اتم ها در این ساختار 12 می باشد. 6 نزدیکترین همسایه در همان لایه نزدیک بسته بندی شده، سه لایه بالا و سه در زیر لایه وجود دارد. عامل بسته بندی، 0.74 است، که همان سلول واحد FCC است. ساختار شکل بلورین بسیار معمول است برای فلزات عنصری و برخی از نمونه ها عبارتند از بریلیوم، کادمیوم، منیزیم، تیتانیوم، روی و زیرکونیوم. 

فیروز رضائی ; ٥:۳٩ ‎ب.ظ ; ۱۳٩۱/٢/۱٩