badwłasn0007

-    14 -

2.3. Własności i anizotropia kryształu

Badając pojedyncze kryształy można stwierdzić, że pewne ich własności mają niezmienne wartości niezależne od kierunku pomiaru, natomiast inne wykazują taką zależność.

Można więc własności fizyczne tworzywa metalicznego podzielić na dwie grupy. Grupę własności niezależnych od kierunku pomiaru nazywamy własnościami izotropowymi (lub skalarnymi) Grupę własności zmieniających wartość w zależności od przyjętego przy pomiarze kierunku krystalograficznego nazywamy własnościami anizotropowymi {wektorowymi ) .

Do własności izotropowych zaliczamy np.: gęstość, ciepło właściwe. Do własności anizotropowych należą np.:    własności

mechaniczne, współczynnik rozszerzalności cieplnej, przewodnictwa cieplnego, opór właściwy.

Dla lepszego wyjaśnienia wpływu uporządkowania struktury na anizotropię kryształów przeprowadźmy płaszczyznę (płaszczyzna rys. 11) przez jedną z wielu równoległych płaszczyzn kryształu. Punkty na płaszczyźnie rysunku 11 obrazują rozkład atomów w wybranych płaszczyznach kryształu. Jeśli przeprowadzimy przez taki kryształ płaszczyzny prostopadłe do rysunku, ale różnie zorientowane względem naniesionego układu, to ilość atomów zawarta w nich będzie różna. Na rysunku gęstość obsadzenia tych płaszczyzn przez atomy reprezentowana jest ilością atomów na poszczególnych prostych.

Z rysunku zauważyć można, że poszczególne grupy prostych równoległych mają różną gęstość obsadzenia atomami, oraz że wzajemne odległości prostych w poszczególnych grupach są różne. W płaszczyznach gęściej obsadzonych atomy są bardziej ze sobą związane ze względu na mniejszą wzajemną odległość. Równocześnie wzajemne, bardziej odległe usytuowanie tych płaszczyzn charakteryzuje się swobodniejszym wzajemnym wiązaniem tych płaszczyzn.

Stąd też w czasie obciążania kryształu zewnętrznymi obciążeniami, naruszenie spójności będzie łatwiejsze w płaszczyznach o większym oddaleniu, niż w płaszczyznach o mniejszej wzajemnej odległości.

Rys. 11.

Na rys. 12 (a,b,c,d) przedstawiono poglądowo proces krzepnięcia równomiernie oziębianego metalu o znacznej czystości. Zaprezentowano na nim cztery etapy krystalizacji.

Etap pierwszy (rys. I2a) odpowiada początkowemu stadium krystalizacji, gdy pojawiają się ośrodki krystalizacji.

Etap drugi to stadium, w którym wokół tych ośrodków następuje koncentracja prowadząca do tworzenia się kryształu, a równocześnie obserwuje się pojawianie nowych ośrodków krystalizacji.

Etap trzeci, to stadium rozrostu tworzących się kryształów, prowadzący do zetknięcia się niektórych kryształów i ograniczania tym samym kierunku dalszego rozrostu. W strefie ciekłej nie objętej formującymi się kryształami pojawiają się dalsze ośrodki krystalizacji.

Etap czwarty to stadium zakończenia krystalizacji (Rys. 12d ) . Powstały konglomerat ziarn o nieregularnych kształach nazywamy polikryształem.