Prosta sieciowa – każda prosta łącząca środki dowolnych dwóch atomów w krysztale.

Parametr sieci (podstawowy period identyczności) - najbliższa odległość atomów na prostej sieciowej w sieci prymitywnej.

Translacja (przesunięcie) prostej sieciowej o period identyczności w kierunku różnym od kierunku prostej powoduje znalezienie płaszczyzny sieciowej.

Płaszczyzna sieciowa poddana translacjom w kierunku do niej nierównoległym tworzy sieć przestrzenną.

Elementarna komórka sieciowa- podstawowa jednostka sieci krystalograficznej- tworzona przez trzy rodziny równoległych płaszczyzn sieciowych dzielących sieć przestrzenną na identyczne równoległościany o parametrach a,b, c stanowiących podstawowe parametry sieci.

Komórka sieciowa jest opisywana przez kąty zawarte między parametrami

Kryształ charakteryzuje się symetrycznym ułożeniem elementów sieci przestrzennej.

Układy krystalograficzne:

Układ tryb sieci symbol parametry

Trójskośny prymitywna P a!=b!=c, alfa!=beta!=gamma!=90*

Jednoskośny Prymitywna p

Centrowana na podstawach C alfa=beta=90*!=gamma

Rombowy Prymitywna P

Przestrzennie centrowana I

Ściennie centrowana F

Centrowana na podstawach C

Romboedryczny

Heksagonalny

Tetragonalny

Regularny

14 typów sieci przestrzennej:

Komórki prymitywne

-atomy wyłącznie w węzłach sieci

Komórki złożone

-Atomy mogą być poza węzłami- wewnątrz struktury, lub na ścianach bocznych

Wskaźniki elementów sieci przestrzennych:

-wskaźniki węzłów

-wskaźniki kierunków

-wskaźniki płaszczyzny

Współrzędne węzła sieciowego- określają liczby periodów które oddzielają określony węzeł od początku układu współrzędnych.

Wskaźniki kierunków sieciowych- kierunek krystalograficzny opisują współrzędne węzła najbliższego od początku układu, przez który przechodzi prosta równoległa do analizowanego kierunku, przesunięta do początku układu [uvw]

Wskaźniki płaszczyzn krystalograficznych –

X y z

2 3 4 liczba periodów

½ 1/3 ¼ odwrotność

6/12 4/12 3/12 wspólny mianownik

(6 4 3)

Wskaźnik Millera –Bravais’go – układ współrzędnych składa się z:

-Trzech osi x,y,u usytuowanych względem siebie pod kątem 120* w płaszczyźnie podstawy

-Osi z prostopadłej do pozostałych:

Otrzymujemy wskaźnik: (hkil)

I=-(h+k)

Można też zapisać jako: (hk.l)

Metale:

Krystalizują jedynie w układach:

-regularnym,
-heksagonalnym,
-tetragonalnym
-rombowym,
-romboetrycznym

Układ regularnie ściennie centrowany: sześcian, atomy w narożnikach+ na środkach ścian. 14 rdzeni atomowych.
LUKI oktaedryczne- na środkach podstaw i płaszczyzny środkowej
tetraedryczne-na środkach przekątnych sześcianu.

Układ regularny przestrzennie centrowany: sześcian, dodatkowy atom w środku (na przecięciu przekątnych).
Luki oktaedryczne- na środkach ścian i krawędzi
Luki tetraedryczne- jakoś tak dziko.

Najgęściej upakowane płaszczyzny są w układzie ściennie centrowanym.

Układ heksagonalny o gęstym ułożeniu atomów: graniastosłup o podstawie z sześciokąta foremnego, atomy w narożnikach i środkach podstaw, plus trzy w środku.

Wady struktury krystalograficznej:

-punktowe

*wakanse(kontrakcja sieci krystalicznej) – wolne węzły sieci krystalograficznej; pozostałe schodzą się do środka

*atomy międzywęzłowe (ekspansja sieci krystalicznej) – zajmują pozycje w lukach, opuszczając węzły na skutek drgań cieplnych; pozostałe odsuwają się

#spowodowane opuszczaniem przez atomy swoich miejsc -> procesy aktywowane cieplnie.

#defekt Schottky’ego- jest wakans, inny atom go zapełnia, potem kolejny wchodzi na jego miejsce, etc.

#defekt Frenkla – jeden atom sobie wchodzi w lukę (powstanie atom międzywęzłowy i wakans), wakans jest zapełniany przez inny atom, jak w defekcie Schottky’ego.

#jeżeli atomy samoistnie się tak przemieszczają: samodyfuzja

-liniowe

-Dyslokacje krawędziowe- dodatkowa krawędź/półpłaszczyzna wchodzi pomiędzy dwie inne, rozpycha je.

*dyslokacja jest charakteryzowana przez wektor Burgersa, który określa wielkość dyslokacji i wywołane nią odkształcenie. (robi się tzw. Kontur Burgersa – obwodzi się prawidłowy fragment prostokątem, potem fragment z dyslokacją, odcinkiem o takim samym obwodzie- jeśli jest dyslokacja, będzie brakowało czegoś- to jest wektor Burgesa).

-Dyslokacje śrubowe- obrót całych płaszczyzn wokół pewnej osi. (prawoskrętne i lewoskrętne)

-Dyslokacje mieszane- o dowolnej orientacji wektora Burgersa względem linii dyslokacji- najczęściej nałożone na siebie dyslokacje krawędziowe i śrubowe.

-Gęstość: całkowita długość linii dyslokacji przypadająca na jednostkę objętości kryształu

*w metalu od 10^10 m^-2

-Dyslokacje, w zależności od tego, jak są ułożone, mogą się odpychać- jeśli na tej samej płaszczyźnie poślizgu.

-Jeżeli mają przeciwnie skierowany wektor Burgersa- przyciągają się- mogą się anihilować

| + T -> + (struktura doskonała) _|_+T =>

• Powierzchowne

  • Granice ziaren: (podział zależy od kąta dezorientacji krystalicznej, tj. kąta utworzonego między głównymi kierunkami orientacji krystalicznej dwóch sąsiadujących elementów krystaliczncyhc, np. ziaren.

    • Szeroko kątowe

      • Duży kąt dezorientacji krystalicznej ziarn, na styku których powstają

      • Na granicach ziarn powstaje strefa miejsc koincydentnych, tj. jednoczesnych, tworzących supersieć przestrzenną, nakładającą się na sieć przestrzenną sąsiadujących ze sobą ziarn.

      • Granica nie jest płaska, ma liczne dyslokacje, i protuzje (występy, zagłębienia)

    • Wąsko kątowe

      • Powstają w miejscu zetknięcia podziarn

      • Charakteryzują się niewielkim kątem dezorientacji krystalicznej

      • Mają budowę dyslokacyjną

1. Metale mogą występować jako:

   1. Monokryształy-

      1. w całej objętości mają jednakowo zorientowane wszystkie komórki sieciowe

      2. anizotropowe- silna zależność właściwości od kierunku pomiaru lub pobrania próbki

   2. Polikryształy

      1. Składają się z ziaren, każde z nich ma prawidłową strukturę, ale nie są do siebie równoległe

      2. Materiały quasi-anizotropowe – przypadkowa struktura powoduje, że mają niemal jednakowe właściwości w różnych kierunkach.

2. Granice międzyfazowe i koherencja

   1. Koherentne,

      1. Całkowite dopasowanie sieci sąsiadujących faz- sieci mogą się dopełniać, pokrywać, etc.

   2. Niekoherentne

      1. Całkowity brak dopasowania faz, następują znaczne odkształcenia

   3. Półkoherentne

      1. Częściowe dopasowanie się sąsiednich faz – dyslokacje na granicy.

3. Wpływ wad budowy krystalograficznych na własności metali

   1. Teoretycznie- największa wytrzymałość- wiskery- monokryształy o bardzo małym stężeniu defektów, ich wytrzymałość jest kilka(naście) razy większa niż inne materiały.

   2. W metalach i stopach technicznych- wraz ze wzrostem gęstości wad budowy krystalicznej wytrzymałość rośnie: celowe zwiększenie gęstości wad budowy krystalicznej przez zastosowanie odpowiednich procesów technologicznych, np. obróbki cieplnej, plastycznej.