بسم الله الرحمن الرحيم السلام عليكم ورحمة الله و
بركاته هنكمل في مادة hand-dust المواد المحاضرات
السابقة حكينا عن الـ crystal structures في المواد
الصلبة حكينا من الـ crystal structures الـ cubic
اللي هي بنسميها الـ cubic عندي body-centered cubic و
face-centered cubic وفي عندي الـ hexagonal closed
packed حكينا عن الـ points الـ directions الـ planes
وكيف نستخدم الـ X-ray diffraction عشان نتعرف على
التركيبات البلورية سواء لمواد جديدة أو حتى نتعرف
على المستويات اللي بيصير عليها reflection نتيجة
أن نقص قط عليها أشعة سينية وحلنا مجموعة من
الأمثلة وعملنا excel sheet للـ X-ray diffraction
اليوم هنحكي عن imperfections in solids الآن
perfect يعني إيش كمال صح possible ممكن impossible
غير ممكن فـ imperfections المواد الصلبة بتكونش مية
في المية نموذجية، الذرات مصفوفة، بتكون فيها خلل أو
في عنده إيش some imperfections هذا الوضع الطبيعي
أن يكون فيه عنده imperfections الـ imperfections
بتصير خلال عمليات التصنيع أن المواد بتكونش مية في
المية مثلاً حديد مية في المية بتقعله شوائب بيكون في
الحالة السائلة وبتجمد معدلات التبريد مختلفة من
مكان لمكان يعني في النص جوة البوتقة بيكون التبريد
أقل من على الجدران الآن
ممكن يكون فيه فقاعات هواء يعني في أسوأ كتير أن
تعمل عدم كمال تعمل عدم كمال لأن هل عدم الكمال هو
شيء سيء؟ لأ ممكن أستفيد منه كتير عدم الكمال في
التحكم بالخواص الآن السؤال why ليش بندرس عدم
الكمال في المواد الصلبة لأن الخواص بتاعة المواد
أول سبب تتأثر بوجود اللي هي العيوب في المادة هذهلأ
نحكي crystalline defect، defect يعني خلل بلوري،
خلل بلوري خلل بلوري يعني بيكون عندي lattice
irregularity having one or more of its dimensions
in the order of an atomic diameter، في عندي خلل في
البلورة نظرياً
مفروض ما يكونش موجود، نظرياً مفروض ما يكونش موجود،
ممكن تكون ذرة مفقودة ذرة محشورة في غير مكانها في
شوائب في المادة هذه كلها تعتبر خلل في التركيبة
البلورية الآن
الخلل أو العيوب في المادة تصنف طبقا لشكلها ولا
حجمها لشكلها أو الـ dimension تبعها في تلت أنواع من
الـ imperfections في عندي خلل نقطي point defects أو
خلل خطي اللي هي line defects أو بيسموه
dislocations أو خلل سطحي اللي هي solid defects أو
surface defects نبدأ في الـ point defects الـ
point defects أو الخلل النقطي بيكون دي localized
disruptions in an otherwise perfect atomic or
ionic arrangement of a crystal يعني بيكون فيه عندك
عدم انتظام أو فيه خلل ما أو شيء مفقود أو شيء زيادة
أو شيء محشور in an otherwise perfect اللي المفروض
نظرياً تكون إيش perfect والمية الأمور تكون مصفوفة
100% الخلل أو الـ imperfections بتصير
من خلال تحرك الذرات أو الأيونات لما تأخد طاقة
الذرات أخذت طاقة إما بالتسخين أو خلال عمليات
التصنيع أو أنه يجيها الشوائب بشكل غير مقصود أو الـ
doping الـ doping إن أنا بحط شوائب مادة إضافية بشكل
مقصود بكميات محسوبة عشان أحصل على خواص معينة اللي
هي الـ doping
الـ impurities أو الشوائب هي العناصر أو المركبات
تكون موجودة في المادة جاهزة خلال إما في المادة
الخام أو خلال عملية التصنيع أو في التنتين، هذه
إيش؟ شوائب؟ أنا مافيش يعني بتكون بشكل غير مقصود الـ
dopants هي عناصر أو مركبات بقى أضيفها بتركيزات
محددة في مواقع محددة في الـ micro structure بهدف
الحصول على خواص محددة زي مثال على الـ dopants الـ
carbon steel إزاي
أضيف الكربون على الحديد أو أو مثلاً المواد اللي
أشباه الموصلات مظبوط؟السيليكون غير موصل لأن أضيف
له فسفور أو برون مثلاً أو جرمانيوم بيصير يوصل بدرجة
محددة أنا بتحكم فيها من خلال التركيزات اللي أضيفها
أو كمية الفسفور أو كمية البرون أو كمية الجرمانيوم
ال
point defects في أنواع منها في عندي vacancy vacancy
يعني فراغ يعني أن تطلع عندها ذرة في تصفية معينة لكن
المفروض تكون عندها ذرة ذرة مفقودة هذه إيش فراغ في
المادة vacancy النوع الثاني self-interstitial self
-interstitial أن في ذرة محشورة في أحد الفراغات
محشورة حشرة هذه من نفس النوع من اسمها self
-interstitial محشورة في موقع فراغ غير الموقع
التابع لها المخلوق تكون هي فيه في عند اللي هو
substitutional
substitutional defect أنه أنا بأستبدل ذرة بأخرى مثلاً
أضفت النيكل على النحاس بس فيه ذرات النيكل تستبدل
ذرات النحاس تأخذ مواقع لذرات النحاس هذي بيسمى
اللي هي اللي هي يعني اللي هو defect إبدالي defect
إبدالي أو خلل إبدالي فيه interstitial foreign atom
أنا بأستبدلش ذرة بس بشوف إن في فراغ وبتنحشر
الذرة فيها بتكون ذرة غريبة زي الـ carbon مع
الحديد نصف قطر ذرة الـ .. مين أكبر؟ ذرة الكربون أو
ذرة الحديد ذرة الحديد أكبر بكثير لأن الفراغ الحديد
أن ذرة الحديد حضوره بيكون BCC body centered cubic الـ
body centered cubic الـ atomic packing factor له 68
% معناته عنده 22% فراغات معناته الكربون في
الفراغات دي ممكن لأن حجمه صغير ينحشر طبعاً بيكونش
واسع له 100% بيحاول إيش يعمل distortion عشان ينحشر
في الفراغات هذه
في فرنكل هذا في المواد الأيونية عندي مثلاً الأحمر
أيون موجب واللون اللي بنفسها جهد أيون سالب في عندي
مفقود هنا يعني إيش المفروض يكون عندي أيون موجب وهو
المفقود هذا بيسميها إيش فرنكل في شوكتكي defect
لاحظوا هنا المفروض يكون عندي أيون موجب وهين أيون
سالب سالب يعني مفقود عندي أيون موجب مقابله أيون
سالب هذا الـ schottky defect إحنا هنركز في الـ
course بتاعنا عن الـ vacancy point defect و الـ self
-interstitial point defect و الـ substitutional
point defect و الـ interstitial point defect هدول
اللي هنتمي فيهم في الـ course هذا
الـ vacancies and self-interstitials الـ vacancies
بتصير لما ذرة أو أيون بيكون مفروض مفقود، المفروض
يعني يكون عندها ذرة يعني مفقودة فصار عندي إيش
فراغة vacancy أو self-interstitial المفروض الذرة
تكون في مكان معين اجتماعاً حشرت في فراغة هذا الـ
self-interstitial ليش سموها self-interstitial لأنه
من نفس النوع من نفس المادة مثلاً حديد نحاس طبعاً
الـ vacancy point defects أو self-interstitial
point defects بتصير في المعادن خلال عملية التجمد
عند درجات حرارة مرتفعة
الآن كمية الفراغات في المادة بتزيد مع الارتفاع في
درجة الحرارة الآن V بتوتر علاقة N exponential minus
QV على K في T الآن V هي الـ total number of
vacancies per cubic centimeter يعني الآن V عدد
الفراغات في المادة لكل سنتيمتر مكعب الآن عدد ذرات
في إيش لكل سنتيمتر مكعب؟ و الـ N تُعطى بالـ N A في رو
على A الـ N A إيش هي؟ عدد Avogadro يعني ذرة لكل إيش
لكل مول الـ رو اللي هي الـ density جرام على سنتي
المكعب الـ A لوزن الذرة اللي هي جرام لكل مول يعني
بيطلع عندي أتم per cubic centimeterالـ QV اللي هي
energy required for formation of vacancy عشان تصير
في vacancy، الـ vacancy محتاج طاقة، محتاجة طاقة
فهذا الـ QV اللي هي energy to form a vacancy الـ K
الـ gas constant
قيمته بتختلف في اختلاف الوحدات إذا كانت الوحدات
جول لكل أتم لكل Kelvin بيكون قيمته one point
three eight في عشرة أس ناقص تلاتة عشرين إذا كانت
الـ K وحدة electron volt لكل أتم لكل Kelvin بتكون
واحدة 8.162 في عشرة أس ناقص خمسة
electron volt لكل أتم لكل Kelvin طب الـ T درجة
الحرارة بالـ K بالـ Kelvin المطلق
لمعظم المعادن عند درجة حرارة أقل شوية من الـ
melting point بتكون تقريبا الـ ratio الـ N V على N
اللي هي عدد الفراغات لعدد ذرات كل عشر آلاف ناقص
أربعة يعني لكل عشرة آلاف ذرة بيكون فيه تقريبا فراغ
واحد لكل عشرة آلاف ذرة في فراغ واحد طيب
نحّل مثال
Calculate the equilibrium number of vacancies per
cubic meter for copper at 1000 degrees أول شيء عندي
المادة دي أنا حاسب درجة الحرارة ألف درجة مئوية
The
energy for vacancy formation
بتساوي 0.9 electron
volt لكل atom the
atomic weight and density at 1000 degrees
for copper are 63.5 جرام على المول و
كثافته 8.4 جرام على السنتيمتر مكعب يعني الـ
atomic weight الـ a
63.5 جرام لكل مول و الـ
density الـ ρ 8.4 جرام لكل
السنتيمتر مكعب الـ Nv بده الـ Nvالـ Nv بتحسب بالعلاقة إيه عشان
exponential
minus
QV على الـ K T الـ
... الـ ... الـ QVمعطينيها درجة بالـ Kelvin هتكون تساوي
ألف ومائتين وثلاثة وسبعين .15 Kelvin
مظبوط هذا الـ temperature و الـ K بتساوي
تبع الوحدات الـ K هتكون 8.62
في عشرة أس سالب خمسة electron
volt لكل atom لكل Kelvin نعم
خليني
أتأكد الوحدات سهل أتأكد منها
طيب الآن إيش بتساوي عدد ذرات في الـ ρ الـ atomic
كويت عدد ذرات إيش بتساوي 6.022 × 10^23
أتم لكل مول الـ
atomic weight
8
.4 جرام لكل مول لكل سنتيمتر مكعب و
الـ atomic weight 63.5
جرام لكل مول كويس نتأكد من الوحدات يعني
هاي عند جرام مول بتروح مع مول و gram مع gram
بتصفي الرقم بسنتيمتر اللي
هو atom
لكل سنتيمتر مكعب أكمل بيطلع الرقم
872
و96 و96 و1
و4 × 10^20
طيب معناته الآن Nv الآن
Nv هتكون تساوي الآن اللي هي 872
و96
و16 و8
× 10^20 أتم لكل سنتيمتر مكعب في الـ exponential لـ
minus QV اللي
هي 0.9 electron volt لكل
atom في
Kelvin
على K اللي هي 8.62
electron volt لكل
atom لكل
Kelvin
فيه معناته دي
لكيو على
درجة الحرارة درجة
الحرارة اللي هي ألف ومائتين
وثلاثة وسبعين .15 Kelvin هتروح
atom مع atom Kelvin مع Kelvin و electron volt مع
electron volt فكرة دي تصحى كم تطلع تفسر
فاصلة
لأ غلط إيه عشرة أس سالب خمسة؟ اللي بيطلع أكثر من عدد
ذرات اللي بي cancel إيه عشرة أس سالب خمسة؟ نعم 8.62
عشرة أس سالب خمسة هذي؟ عشرة أس سالب خمسة 2.18 عشرة
أس سالب خمسة كم اتنين؟
vacancy لكل متر مكعب يعني
في المتر مكعب كم؟ في المتر مكعب تكون 2.
18 في عشرة أس تسعة عشر في
عشرة أس تسعة صح؟ أو عشرة أس ستة
اللي هي vacancy لكل متر مكعب لأن السنتيمتر .. المتر
سنتيمتر فهتكون عشرة أس ستة يعني هتكون 2.1
تمامًا في عشرة أس خمسة وعشرين vacancy في المتر
المكعب
في أي سؤال؟ طيب طيب
خلينا ناخد مثال بسيط لو ضفت سكر على المية كمية
صغيرة وحركت هتذوب صح؟ لو كترته هتذوب حصل لمرحلة
معينة أنه كمية السكر كبيرة كثير الجزء هيدوب وجزء
هيصير راسب الراسب معناته في الأول لما كانت كمية
السكر قليلة كان عندي solution محلول لما كمية السكر
كترت كثير كان عندي second phase يعني صار عندي
محلول سكري وسكر صلب الآن لو ضفت بدل السكر
رملًا مثلًا رمل هل هيدوب؟ أيه لأ معناته درجة تكون
أو عدم تكون second phase يعني تكون محلول أو second
phase بيتمد على نوع الشائب الـ impurity يعني السكر
غير عن الرمل غير عن شيء ثاني برضه بعتمد على كميات
إذا حطيت سكر كثير ما أقدرش أذوب كل السكر بتكون عندي
إيش second phase اللي هي الـ concentration اللي أنا
السكر لو حطيت كمية كبيرة وتكون second phase و
سخنت بدوب معناته بعتمد على درجة الحرارة معناته الـ
addition of impurity to metals هيكون عندي solid
solution and/or second phase اعتباد على نوع الـ
impurityسكر ملح رمل الكمية بتاعتها الـ
concentration ودرجة الحرارة ما ينطبق على المواد
السائلة ينطبق على المحاليل الصلبة يعني أنا بتكوين
عندي solid solution محلول صلب المذاب
بسميه solvent هو المذيب
هو المذيب الـ solvent هو المذيب اللي هو بنضاف
الكمية الكبيرة يعني مثلًا حديد مع كربون الكربون أو
الحديد هو إيش المذيب هو الـ solvent الـ solute هو الـ
element أو الـ compound بالكمية الصغيرة اللي هو إيش
المذاب الكربون في الحديد زي الملح مع المية أو
السكر مع المية ففين دي solvent و solute مذاب و
مذيب
عشان هيك هنحكي عن الـ solid solution الـ solid
solution بتكون محلول صلب as تتوفر الشروط التالية
solid atoms are added to host material اللي هي
ذرات المذاب تم إضافتها للمادة الأم الكربون
إضافناها للحديد the crystal structure is maintained
إضافة المادة الجديدة على المادة الأم ما تغيرش
التركيب البلوري يعني ظل التركيب البلوري زي ما هو كان
BCC ظلوا BCC كان FCC ظلوا FCC كان HCP ظلوا HCP
ثلاثة no new structures are formed ما تكونش
مكونات ما صار تفاعل كيميائي ما تكونت أي تركيبات
أخرى يعني أنا بحكي إن في عندي محلول صلب إذا ضفت
مادة صلبة بكميات اللي هي بسميها المذاب للمادة الأم
و حافظت على نفس التركيب البلوري و ما تغيرش التركيب
البلوري و ما صار تفاعل و ما صار new structure في
الحالات بكون عندي بحكي إنه عندي solid solution لأ
لأ هو مثلا ال carbon لما نضيفه على الحديد بتروح ضغط
كربون بتعمل interstitial point defect ضغط كربون
بتلحش .. بتلحشر في الفراغات جوا ال crystal ال
structure بتاع الحديد فضل الحديد اللي هو ال Fe
سي سي ما تغير لل Fe للمادة الأم للمادة الأم
solid solution is compositionally homogeneous من
ناحية تركيبية متجانس يعني لما أنا أخد عينة حديد من
مناطق مختلفة فيها كربون أفحص في المكان بيطلع نفس
الكربون هي هي هي ما يعنيش compositionally
homogeneous من ناحية تركيبية أو كيميائية متجانس
متجانس يعني impurity atoms are randomly and
uniformly dispersed within the solid الآن بتكون
الشوائب اللي هي الكربون الحديد موزعة و توزيع عشوائي
وين ما كان و بشكل كمان uniform يعني بنسميها
عشوائية منظمة أو عشوائية منتظمة الآن
في substitutional solid defects اللي هي من ال
substitution يعني سبستيوت يعني بيبدل الشيء بيحل
الشيء بسيط لما ذرة أو أي واحد من المادة الأم يتم
استبدالها بذرّة أو أي واحد من المادة المضافة اللي
هي أيش المذاب بتكون عندي substitutional solid
solution can be introduced either as an impurity
or as a deliberate addition ممكن تكون اللي هي صار
عندي إبدال لذرات الأم بالذرة اللي هي الدخيلة بشكل
إنها impurity يعني شائبة من غصب العين شائبة خلال
عملية التعدين أو عملية التصنيع أو أنا ضفتها بشكل
مقصود زي ما أضيف الكربون على الحديد بشكل مقصود
number of defects اللي هي ال substitution of solid
solution نسبيا ما بتعتمدش على الحرارة ولكن حقيقة الأمر
بتعتمد على الحرارة بس يعني ما بتأثرش كتير بالحرارة مثال
ال doping زي الفوسفور أو البورون لما نضيفه للسيليكون
بيعمل أيش semiconductor أو
لما نضيف نحاس على النيكل أو النيكل للنحاس النيكل
بيصير ذرات النيكل بتيجي محل ذرات نحاس يعني بتاخد
موقعها في ال crystal بتيجي محلها طبعا النحاس FCC
والنيكل FCC لأن
في قوانين عشان يصير محلول إبدالي محلول إبدالي أول شيء
ال atomic size factor عشان أبدل ذرة محل ذرة لازم
يكون قطر الذرة متقارب .. ما ينفعش والله ذرة كبيرة
كتير تستبدل ذرة صغيرة كتير، صح؟ فلازم atomic size
factor، يعني اللي لازم يكون الفرق بين نصف قطر
الذرة الأم و نصف قطر الذرة المضافة أقل من 15% يعني
لأن حجمهم متقارب، هذا أول rule otherwise إذا كان
الفرق في الحجم بين الذرة الأم و الذرة الدخيلة كبير
هيصير في distortion هتتشوه distortion بس تخيلوا
المكان المتاح صغير و أجيت أحط محله شيء كبير عملية
تلزّح بتكون كبيرة كتير فبتتشوه أيش ال crystal
فما حافظتش على ال crystal فبعمل a new .. اللي هو a
new phase a new phase هتشكلها ديتنين عشان أعمل
محلول إبدالي .. محلول إبدالي لازم يكون اللي لهم
نفس ال crystal structure هذا الشرط سألته إذا
بتدعمي محلول إبدالي اللي لازم يكون لهم نفس ال
crystal structure بس إذا بتدعمي محلول انحشاري يعني
interstitial solid solution مش بالضرورة فاللي
لهم نفس ال crystal structure for both solvent and
solute الشرط الثالث Electronegativity لازم يكون
الذرة الأم والذرة الداخلية لهم تقريبا comparable
Electronegativity يعني الاثنين بيحبوا الإلكترونات
أو الاثنين ما بيحبوش الإلكترونات لأن إذا واحد منهم
بيحب الإلكترونات وواحد ما بيحبش الإلكترونات أيش
هيصير؟ هيصير تفاعل كيميائي وظبط هيصير تفاعل كيميائي
معناه تتكون مادة جديدة، معناه تتكون فيز جديد،
معناه لازم يكون لهم تقريبا ال electronegative تحبها
في الإلكترونات يكون متقاربة بعض، يا بيحبوا
الإلكترونات أو ما بيحبوش الإلكترونات عشان أضمن
ما يصيرش تفاعل كيميائي وما يصيرش عنده a new
structure ال valance اللي هو إلكترونات التكافؤ في
المضار الخارجية ions must have the same valence
لازم يكونوا نفس ال valence otherwise إذا ال
valence مختلف ممكن يشجع إنه يصير تفاعل يصير عنده
a new structure و يصير عنده second phase معناته
هتسامحهم rather rules هي أربع شروط عشان يصير عنده
محلول صلب إبدالي أول شيء الفرق بين ذرة الأم و ذرة
الداخلة يكون الفرق صغير أقل من 15% اثنين اللي اللي
هو نفس ال crystal structure ثلاثة ال
electronegativity للاثنين متقاربة وبعدين اللي هو
نفس ال valence لأن
هيك نكون غطينا الشيء اللي هي substitution of solid
solution اللي هي المحلول الإبدالية في المحاليل
الانحشارية اللي هي interstitial defects باستماع إن
دي interstitial defect لما تكون ذرة صغيرة أو ذرة
صغيرة دخلت في الفراغات جوا المدى زي الكربون مع
الحديد بتيجي ذرة الكربون لأنها حجمها صغير بتشوف
الفرغات اللي موجودة في الحديد في ال unit cell
بتاعة الحديد و بتنحشر فيها بتعمل some distortion
بتعمل some distortion فذرات الكربون اللي بتشغل
فراغات في ال unit cell بتاعة الحديد مش مشغولة أصلا
هي مش مشغولة أصلا فإشغال ذرات الكربون للفرغات
اللي مش مشغولة أصلا بتعمل عملية تسلب بنزلاق بين
ذرات أسهل ولا أصعب؟ أصعب .. أصعب كتير، بتصعب عملية
النزلاق، أيش خاصة في الكثافة؟ إن أنا .. أنا بعمل
blocking، بعمل إغلاق لعمليات الحركة، بعمل إغلاق
لعملية الحركة وبالتالي عملية الانزلاق بيصير أصعب،
فبيصير المادة أيش؟ أقوى، يعني الحديد اللي عليه
carbon عشر في المية مش زي الحديد عليها كربون واحد
في المية الحديد ده واحد في المية أقوى بكثير من
الحديد اللي هو عليه عشر في المية كربون زي
ما قلت لكم الآن مقاومة المادة للتشوه تحت الأحمال
تعتمد على ال slip mechanism يعني إذا كانت عملت
انزلاق الموصوفة ذرة سهلة معناته المادة بتكون
طريقة more ductile إذا عملت انزلاق أصعب بتكون ال
ductility بتاعتها بتقل لما نضيف الكربون على الحديد
الكربون بيحاول بيسكر المناطق للانزلاق بيعمل إغلاق
عليها و ال deformation للانزلاق بيصير أصعب فعشان
هيك ال strength بتزيد
الآن كيف نحسب ال weight نسب المواد إذا نفسي بنضيف
carbon على حديد أو nickel على نحاس أو .. أو zinc
على قصدير أو zinc على رصاص أو قصدير على رصاص فبدي
أعرف أحسب النسبة .. الآن النسب بتنحسب طبقا للوزن مثلا
إذا عندي مادة مكونة من عنصرين عنصر واحد و عنصر
اثنين يعني أيش مثلا zinc مع nickel خلينا نسمي الزنك
واحد أو النيكل 4 نحاس النيكل واحد والنحاس
اثنين تركيز المادة واحد الكتلة بتاعتها على ال total
mass M واحد زائد M اثنين في مية إذا بتحسب على ال
mole base أو ال atom basis
الـ number of moles زي ما مكتوب واحد بسواق M واحد
برايم على A واحد هذه عبارة
mass جرام هذه مكوّن جرام لكل mole فانا لاتهوش
فاقي النتيجة
معنى الـ number of moles لكتلة معينة الكتلة على
الـ atomic weight الـ concentration تبقى الـ number of moles
للمادة واحد بيساوي الـ number of moles واحد على ال
total number of moles و الـ NM بيساوي NM واحد زائد
NM اتنين لأن ممكن أحول من weight basis لـ mole basis
أو العكس من mole basis لـ weight basis اه ممكن في
تحويلات إذا
أنا عندي معروف النسب طبقا للوزن يعني C1 و C2 بجيب
النسبة طبقا لعدد المولات C1 برايم بيساوي C1 A2 على
C1 A2 زي C2 A1 C1 اللي هي إيش الـ concentration
للمaterial واحد based on mass و الـ A1 و C2 اللي هي
concentration of mass two based on mass و الـ A1 و
A2 اللي هو atomic weight للمaterial واحد و
المaterial اتنين
أو العكس زي أنا عارف الـ concentration طبقا لـ based
on moles أو number of moles بقدر أحسب الـ
concentration based on weight ممكن
أعمل concentration in terms of mass of one
component per unit volume of material يعني ممكن C1
دبل برايم تعطيني الـ concentration لواحد اللي هي
لكل وحدة حجم لكل وحدة حجم طيب طيب
إذا عندي مادة مكونة من مادتين بختلفوا في ال
density و بختلفوا في الـ atomic weight معناته هتكون
الـ density للمادة الكلية مش هتكون نفس الـ density
بتاعة المادة واحد للمادة اتنين لأنه اختلفت ال
density مظبوط واختلفت الـ atomic weight معناته ال
raw average هتكون مية على C1 على R1 زي C2 على R2 C1
التركيز mass basis للـ element واحد و R1 density لل
element واحد و C2 اللي هي الـ concentration لل
weight basis للـ element التاني و R2 اللي هي ال
density للمادة التانية أو إذا أنا عارف ال
concentration based on the mole basis بستخدم معادلة
أربع عشرة بيه برضه نفس الطريقة بحثت بالـ average
atomic weight للمادة الكلية خنشوف
مثال determine the composition
determine the composition in atom percent of an
alloy that consists فين دي سبيكة سبيكة
مكونة سبعة وتسعين في المية by weight aluminium
والتلاتة
في المية by weight
نحاس خليني أسمّي اللي قبلين يوم أعطيله ال
subscript واحد و الانحاس subscript اتنين معناته ال
C واحد هتكون 97% و الـ C اتنين تلاتة في المية عشان
أجيب c1 prime c1
برايم هتكون
تساوي c1 a1 على c1 a2 على c1 a2 زي c2 a1
الـ A واحد هي
الـ atomic weight للألمنيوم كم atomic weight للألمنيوم الكتاب
هو الكتاب و ال
اتنين atomic weight للنحاس atomic weight
للنحاس كم تلاتة وستين ونص جرام لكل مول الـ atomic weight
للألومنيوم
طيب ستة وعشرين بوين تسعة تمانية ستة وعشرين بوين تسعة
تمانية للألومنيوم ستة وعشرين بوين
تسعة تمانية ولنحاس
نتأكد الـ CU Telicity بوين خمسة وخمسين
معناته C1 برايم هتكون تساوي C1
97
في
26.98 × 97
في 26 بوين تسعة تمانية زائد تلاتة في 63 بوين
خمسة خمسة هنا
بنطلع C واحد برايم أكرر
طلعة C واحد برايم
تمانية وتسعين atomic
percent أو minus C2 برايم هتكون مية هتكون
مية minus C1 برايم هتكون
واحد طيب
النوع التاني من العيوب اللي هي linear defects اللي
هي العيوب الخطية يعني حكينا العيوب تكون عيوب
نقاطية أو عيوب خطية أو عيوب سطحية العيوب النقاطية
حكينا عن الـ vacancy وعندي self-interstitial وعندي
interstitial وعندي interstitial طيب العيوب الخطية
اللي هي هي عيوب خطية in and otherwise في فرفة ال
crystal تيجي على تلت أنواع عند الـ edge dislocation
و الـ screw dislocation و الـ mixed dislocation طبعا
dislocations مهمة كتير في التحكم في الخواص
الميكانيكية للمعدن و السباق يعني ببساطة عشان أخلي
المعدن قوي كتير بزود عدد dislocations بطريقة ما
نحكي عنها بخليها مخربشة بخربشة طيب
نبدأ
في الـ edge dislocation
ideally أو نظريا بيكون عندك ضررات مصفّتة تصفيتها
إيش منتظمة بيصير خلال عمليات التعدين و التصنيع أنه
صامحة و أنه بتيجي عند الصف في الضررات هذا ماكملش
للآخر ماكمل للآخر يعني أنت هاي صف ضررات و هاي صف
ضررات و الصف ضررات هذه انتهت عند نقطة هذه كأنك
يعني فاتح كروت شدة و حاطط نص كارت مش كارت كامل
فالنهاية تحت الكارت إيش تكون edge اللي هي هذه الخط
هذا أطلع عمودي على الصفحة بسميها edge dislocation
يعني
إذا بدك ت .. إذا أنت عندك فأس و بدك تعمله التقوى
داخل section أنا
لو
قدام الفقس أنا بعمله بالشكل هذا الفتحة
بتاعتها مكبرة كتير ازاي طبعا بس لازم يكون في ميلان
خفيف
بقى أدخل هذه الإيد بتاعتها بعدين
بجيب سكين بروح
بحطه هنا
محمدين هينزل معاه مظبوط هذه
هتفتح لك معاه هتسير فهذه
كأنها edge dislocation
طبعا تمت .. أنا على .. على .. تمت على التانين
زاوية الاحتكاك عمال تابر لو كانت عدلة بس زاوية
الاحتكاك بعد فترة يعيش بتفلت مظبوط مع الاستخدام
لكن الزاوية هذه مش ممكن يتفلت نفس الفكرة تقريبا أو
تقريبا الفكرة اللي هيبنسميها edge dislocation
لو
بديت أنا حوالين هاي الـ edge dislocation حواليها
مشيت بديت في النقطة هذه مثلا ومشيت في هذا الاتجاه
في اتجاه الـ X هاي النقطة واحد اتنين تلاتة مثلا
أربعة وننزل كمان مثلا تلاتة أو أربعة أو خمسة هاي
واحد في اتجاه ايه هاي واحد اتنين تلاتة مثلا أنا
هناك مشيت في الـ X كم أربعة بدنا نمشي بالعكس كمان
أربعة هاي واحد واحد
اتنين تلاتة أربعة
اللحظة اللي عندي هنا مش هسكر الـ vector خلاني كده
مرة لو همشي هاي الـ dislocation همشي هاي واحد، هاي
اتنين مثلا، هاي تلاتة، هاي باتجاه الـ X وبعدين هطلع
مثلا بالـ Y هاي واحد، هاي اتنين، هاي تلاتة لأن مشيت
أنا واحد اثنين ثلاثة هرجع بالـ X كمان ثلاثة واحد
اثنين ثلاثة إذا طلعت من الجهة الثانية إذا طلعت هنا
Y ثلاثة هطلع هنا كمان ثلاثة أي واحد اثنين ثلاثة ها
رجعت لنقطة البداية الـ vector برجع لنقطة البداية
هذا الـ vector يسميه burger vector burger اسمه واحد
burger vector الـ edges location هيها هي الـ barrier
vector بهذا الاتجاه واضح أنه الـ barrier vector و
الـ edges location هل .. أش .. أش اللي لقب you know
متعمد يعني إزاحة إيش معناها تسعين درجة طيب
النوع الثاني اللي هي screw disk location عيب خطه
أنه تخيل كأنه المادة عملت slice وعملت twist عملت
slice وعملت twist مثلاً هنا عندي هنا هاي slice و
الـ twist لتحت
البرجر فيكتور بتاعها في
نفس الاتجاه مع الـ screw disk location خلينا نشوفها
بشكل ثاني أنا
ماشي واحد اثنين واحد اثنين ثلاثة أربعة بالـ X بعدين
واحد اثنين هدي واحد اثنين حيث ثلاثة أربعة عشان ارجع
للأصل للنقطة اللي لازم امشي في هذا الاتجاه واحدة
زيادة موازية للـ dislocation لمحور الـ dislocation
فبيكون في حالة الـ screw dislocation بيكون burger
factor موازي لها الآن في الطبيعة بيكونش نوع واحد من
الـ line defects أو حتى بيكونش .. لا احنا حكينا
الأنواع الـ defects هنا point defects و linear
defects و surface defects و في نوع رابع كما ممكن
اعتبر bulk volume defects بيكونش أن المادة بس فيها
موجود بس point defects أو موجود فيها linear defects
بيكون كل شيء موجود بيكون كل العيوب موجودة حتى في الـ
point defects ممكن يكون في عندك اللي هي
substitutional ممكن self-interstitial ممكن
interstitial و vacancy كله بيكون موجود احنا بس
احنا بنفصل واحدة واحدة عشان نفهم بس أما على أرض
الواقع كل أنواع العيوب بتكون موجودة في المادة
يعني عندي هنا مبين ليه هذا
screw dislocation عندي
مثلاً هنا بدي screw dislocation ع الجهة هذه و هنا
إيش عنده edge dislocation فهي مستمرة mixed
dislocation أو عيوب خطية مختلطة
إذا عندي أطلع هنا في عندي هذا الـ edge dislocation
و روح اتثبتت هنا خيال
أن دي فكست وعملت
shear force باتجاه البرجر افكتر هذه shear force
الـ force هذاه تزيد زيد أو الشير يزيد .. هذاه
يزيد زيد زيد زيد لحد ما فيه bond بين ذرة هذه و
ذرة هذه لحد ما تغلب على قوة الـ bond هذه و تكسرها
بيكسرها و بيصير bond زيادة معها هذه معناته الـ
dislocation إيش معناته انتقلت one atomic spacing
بيستمر بالـ shear بال sharing بيستمر بال sharing
هتنكسر الـ bond هذه و بيصير bond هذه صارت إيش
عنده صارت هنا بيستمر أكثر بيكسر هذه و بيصير هذه
بيستمر أكثر بيصير زي هيك فبيصير نتيجة shear force
صار عندي deformation one atomic spacing معناته
عملية الـ deformation على المستوى الذري بغض النظر
عن loading سواء كان axle أو torsion أو bending أو
أي combination بينهم بتكون by slip mechanism أو
عبارة عن انتقال للـ dislocation من مكان لمكان هيك
بيصير الـ deformation في المادة أنا اللي بسوي بتحكم
في الخواص من خلال تحكم في الـ slip mechanism هذا
يعني أنا بعمل strengthening أو يعني تقوية أو ضعف
للمادة من خلال إيش بعيق الحركة حركة الـ
dislocation بيصير المادة أقوى أو بسهل حركة الـ
dislocation بيصير المادة أسهل في الـ deformation هي
فكرة اللي هي التحكم الخاص للميكانيكيا سواء بطرق
ميكانيكية أو حرارية أو خلاص من ثانية حرارية مع
ميكانيكيا أو حتى بطرق كيميائية يعني أضيف سبائك للمادة
أسبك المادة هذه
صورة transmission electron microscope لمادة سبيكة
تيتانيوم الخطوط السوداء هذه طبعاً مكبرها خمسين ألف
ضعف الخطوط السوداء هذه بتمثل إيش dislocations أو
عيوب خطية في المادة الـ dislocation هذه كل ما بتزيد
و بتتخربش مع بعض أكثر كل ما يصير عملية الـ slip
أصعب يكون المادة إيش أقوى بطرق المعالجة الحرارية أو
الطرق الميكانيكية أو التانين مع بعض ممكن أزود
الخربشة هذه أزود كمية عدد الـ dislocations أو
أخربشهم مع بعض أو التانين فالـ strength بيزيد الـ
strength بيزيد في
أي سؤال؟
دك ولا عفواً يعني