Kristallarning turlari. Defektlar. Suyuq kristallar

|
Kristallarning turlari. Defektlar. Suyuq kristallar
|
bet | 47/197 | Sana | 01.02.2024 | Hajmi | 8,06 Mb. | | #149719 |
Bog'liq Fizikadan maruza matniKristallarning turlari. Defektlar. Suyuq kristallar
Kristallarning turlari. Kristallami turlarga ajratishning ikki xil usuli mavjud:
Kristallografik — bu usulda zarralar joylashuvining fazoviy davriyligiga axamiyat beriladi va shuning uchun xam zarralar geometrik nuqtalar sifatida qaralib, kristallning ichki tuzilishiga e'tibor berilmaydi. Bu usul maxsus kurslarda batafsil o'rganiladi;
Fizik — bu usulda kristall panjaraning tugunlarida joylashgan zarralarning tabiati va ular orasidagi o'zaro ta'sir kuchlarining xarakteriga e'tibor beriladi. Va avnan shu to'rt turga bo'linadi: ionli, atomli, metalli, molekulali.
Ionli kristallar. Kristall panjaraning tugunlarida qarama-qarshi zaryadli ionlar navbat bilan joylashgan bo'ladi. lonlar orasidagi o'zaro ta'sir kuchi, asosan, elektrostatik xarakterga ega. Turli ishorali zaryadlangan ionlar o'rtasidagi o'zaro kulon tortishish kuchlari asosida xosil bo'lgan bog'lanish ionli bog'lanish deyiladi. Ionli panjarada alohida molekulani ajratish mumkin emas, chunki kristallning o'zi go'yoki ulkan bir molekuladek qaraladi. Ionli panjaraga osh tuzi NaCl va tseziy xlor CaCl yaxshi misol bo'ladi.
Atomli kistallar. Kristall panjaraning tugunlarida kvant-mexanik tabiatdagi kuchlar tutib turadigan neytral atomlar joylashgan. Ular o'rtasida elektr xarakteriga ega bog'lanish mavjud. Bu bog'lanish xar bir atomdan bittadan elektron juftligi orqali amalga oshiriladi. Atom ishtirok etishi mumkin bo'lgan aloqalar soni uning valentligi bilan aniqlanadi. Atomli bog'Ianishga olmos, grafit, germaniy va kremniy misol bo'la oladi.
Metalli kristallar. Kristall panjaraning tugunlarida metallning musbat ionlari joylashgan bo'ladi. Kristall panjara hosil bo'lishida atomlar bilan kuchsiz boglangan valentli elektronlar atomlardan ajraladi va elektron gazini hosil qiladi. Endi ular faqatgina kristallgagina tegishli bo'lib keladi. SHunday qilib, metallning musbat ionlari o'rtasida xarakatlanadigan «erkin» elektronlar vujudga keladi va metallarning elektr o'tkazuvchanligini ta'minlaydi. Metalli kristallardagi bog'lanish panjara tugunlaridagi musbat zaryadli ionlar va manfiy elektronlar gazi orasidagi tortishish kuchlari yordamida ta'minlanadi. Bu tortishish kuchlari bir xil ismli ionlar orasidagi itarish kuchlari yordamida neytrallanadi. SHu bilan birga, bir xil ismli ionlarning muntazam joylashuvi kuzatiladi. lonlar bir-biridan panjara doimiysi deyilguvchi ma'lum masofada joylashgan bo'ladi. Metalli kristallga kupchilik metallar misol bo'ladi.
Molekulali kristallar. Kristall panjaraning tugunlarida ma'lum tartibda yo'naltirilgan molekulalar joylashgan bo'ladi. Ular orasida molekulalar o'zaro ta'siriga xos bo'lgan tortishish kuchlari mavjud bo'ladi. Molekulali kristallarga naftalin, parafm, quruq muz (SO2), muz va xokazolar kiradi.
Defektlar. Real kristallarning uncha katta bo'lmagan bo'lagigina ideal tuzilishga ega bo'lishi mumkin. Boshqa qismlarda esa panjara tugunlarida zarralar joyl.ashuvining batartibligi buziladi va bu kristall panjaraning defektlari deyiladi. Kristall panjaraning defektiga, asosan, boshqa element atomlarining kirib qolishi, bo'sh joyning mavjudligi va siljib joylashishi sabab bo'ladi.
Shuni ta'kidlash lozimki, kristallardagi defektlar ularning fizik xossalariga katta ta'sir ko'rsatadi.
Kristall panjaraga boshqa element atomining kirib qolishi. Bunda begona atom tugunlararo bo'shliqda yoki asosiy moddaning kristall panjaradagi o'rnida joylashib qolishi mumkin.
Bo'sh joy. Kristall panjara tugunidagi atomning 6'rni bo'sh qoladi.
Siljib joylashish. Atom tekisliklarining birortasi siljib joylashishi mumkin. Bu xol, odatda, kristall siljish defonnatsiyasiga uchraganda ro'y beradi va atom tekisliklaridan birortasining boshqasiga nisbatan siljib joylashuviga olib keladi.
Suyuq kristallar. Ba'zi organik moddalarning shunday xolati mavjudki, ular garchi suyuqliklarga xos bo'lgan oquvchanlik xususiyatiga ega bo'lsalarda, lekin kristallarga xos bo'lgan molekulalarining joylashuvidagi ma'lum batartibdik va ba'zi fizik xossalari bo'yicha anizotroplik xususiyatlariga egadir. Kimyoviy bi-rikmaitdrning bunday holatlari suyuq kristall holati deyiladi. Bugungi kunda suyuq kristall xolati topilgan birikmalar soni bir necha mingdan ortib ketgan. Odatda, suyuq kristallar qattiq kristallami eritish orqali hosil qilinadi.
Suyuq kristallar elastiklik elektr o'kazuvchanlik magnit singdiruvchanlik dielektrik kirituvchanlik optik va boshqa bir qancha xususiyatlari bo'yicha anizotroplik xususiyatlariga egadirlar.
Suyuq kristallaming qo'llanilishi. Xozirgi paytda suyuq kristallarning qo'llanilish sohalari juda keng. Ayniqsa, ma'lumotlarni qayta ishlash va tasvirlash, xarfli-sonli ekranlar, ya'ni elektron xisoblash mashinalari, elektron soatlar, mikrokalkulyatorlar, reklama bunga yaqqol misol bo'ladi. Yupqa ekranli televizorlar va monitorlarda xam suyuq kristallardan foydalaniladi. Ularning tibbiyotda qo'llaniladigan nozik asboblarda, nazorat qurilmalarida qo'llanilish imkoniyatlaridan xali to'laligicha foydalanilgani xam yo'q.
Qattiqjismlarningmexanikxossalari
Mexanikabo'limidaqattiqjismdeformatsiyasigato'xtalibo'tilganedi. Shunita'kidlashlozimki, jismfaqattashqikuchnatijasidaemas, balkiqizdirishvasovitishnatijasidaxamo'zshaklinivademakichkienergiyasinio'zgartirishimumkin.
Tashqikuchlarta'sirida, qizdirilgandayokisovitilgandajismxajminingvashakliningo'zgarishigaqattiqjismningdeformatsiyasideyiladi.
Deformatsiyalovchisababolingandanso'ngjismo'ziningdastlabkiholatinito'latiklasa, elastikdeformatsiya, tiklamasaplastikdeformatsiyadeyiladi. Moddalar elastiklik va plastiklik xossalariga ega bo'ladi. Masalan, po'lat, rezina, teri-elastik mis, mum-plastik moddalardir.
Deformatsiya va qattiq jismning tuzilishi. Deformatsiya natijasida kristall panjara tugunlarida joylashgan zarralarning bir-birlariga nisbatan siljishlari ro'y beradi. Bu esa zarralar o'rtasida vujudga kelgan o'zaro ta'sir kuchlari muvozanatining buzilishiga olib keladi. Natijada zarralarni dastlabki o'rinlariga qaytarishga harakat qiluvchi ichki elastiklik kuchlari vujudga keladi.
Shuni ta'kidlash lozimki, xar qanday deformatsiyani amalga oshirish uchun ish bajariladi yoki issiqlik miqdori beriladi. Demak deformatsiyalangan jism ichki energiyasining o'zgarishi tashqi kuchlar ta'sirida bajarilgan ish yoki berilgan issiqlik miqdoriga teng bo'ladi. Misol uchun elastik ravishda cho'zilgan yoki siqilgan sterjenning potentsial energiyasi quyidagicha o'zgaradi.
Ko'rinib turibdiki, elastik ravishda cho'zilgan sterjenning potentsial energiyasi deformatsiya kvadrati (D/)2 ga to'g'ri proporsional.
Materialning mustaxkamligi. Turli xil kurilmalarni loyixalashda materiallarning mustaxkamligini hisobga olish kerak Materiallarning mustahkamligi deb, u buzilmasdan chidashi mumkin bo'lgan yukka (og'irlikka) aytiladi. Mahkamlik chegarasi о deb normal mexanik kuchlanishning yuk chidashi mumkin bo'lgan eng katta qiymatiga aytiladi.
Elastiklik chegarasi deb uning deformatsiya va unga qo'yilgan kuch orasidagi proporsionallik chegaradagi qiymatiga, ya'ni Guk qonuni bajariladigan chegaradagi qiymatiga aytiladi.
Cho'zilish diagrammasi. Endi cho'zilish diagrammasi deb nom olgan kuchlanganlik va nisbiy deformatsiya orasidagi bog'lanishni ko'raylik.
Guk qonuni bajariladigan OA qismga elastik deformatsiya mos keladi. U materiallarning turiga bog'liq bo'lib, po'lat uchun 5· 108 Pa, mis uchun esa 1,2-108 Pa ni tashkil etadi. ABCD qismga plastik deformatsiya mos keladi. AV qismda qattiq jismning oqishi vujudga keladi, ya'ni nisbiy deformatsiya mexanik kuchlanishga nisbatan tezroq o'sadi. VS qismda esa mexanik kuchlanish o'zgarmay qoladi, nisbiy deformatsiya esa ortadi. Oqish chegarasi σ0 - qismga mos keladi. D nuqta maxkamlik chegarasi σM ga mos keladi. Po'lat uchun u 7,85 • 108 Pa ga, mis uchun esa 2,45 • 10s Pa ga teng.
Moddaning plastikligi. Juda ko'p moddalarning plastikligi ularning elastiklik chegarasidan juda katta bo'ladi. Bunday moddalar qayishqoq moddalar deyiladi. Ular xam elastik xam plastik deformatsiyaga ega bo'ladi. Bundaylarga mis, ruh temir va boshqalar misol bo'ladi.
Mum, loy, plastilin kabi elastik deformatsiya soxasi mavjud bo'lmagan moddalar esa plastiklar deyiladi.
Maxsulotning sinishga qarshilik qilish qobiliyati faqat moddaning sifatiga em as, balki maxsulotning shakliga va ko'rinishiga xam bog'liq bo'ladi. Masalan, tayoqchani cho'zishdan ko'ra bir tomonlama siqish yordamida tezroq sindirish mumkin.
Moddaning mo'rtligi. Uncha katta bo'lmagan deformatsiya natijasida bo'laklanib ketadigan jismga mo'rt jism deyiladi. Misol uchun shisha, chinni idishlar mo'rt hisoblanadi. Cho'yan, marmar, kaxrabo judayam yuqori mo'rtlikka ega. Po'lat, mis, qo'rg'oshinlar esa mo'rt bo'lmagan moddalar xisoblanadi. Mo'rt moddalarning elastiklik va mustahkamlik chegarasi qariyb bir xil. Shuni ta'kidlab o'tish lozimki, u yoki bu moddadan ma'lum maqsadda foydalanishda uning mo'rtligiga e'tibor beriladi.
Moddaning qattiqligi. Texnikada moddalarning qattiqligi ham muxim axamiyatga ega bo'ladi. Ikkita material berilgan bo'lsa, ularning qaysinisi ikkinchisining sirtida chizib iz qoldira olsa, o'sha qattiq xisoblanadi. Metallarni arralash va kesish uchun ishlatiladigan moddalar qayta ishlanadiganlariga nisbatan qattiqroq bo'lishi kerakligi shubxasiz. Xozirgi-paytda bu maqsadlarda o'ta qattiq qotishmalardan foydalaniladi. Tabiiy moddalar ichida eng qattig'i olmosdir.
|
| |