Img00033

37

Promień atomowy dla większości metali zawiera się w granicach 0,12...0,15 nm, a parametr a ich sieci krystalicznej w granicach 0,2...0,4 nm.

Odmiany alotropowe

1.36.    Niektóre metale, w zależności od temperatury i ciśnienia, mogą krystalizować w różnych rodzajach sieci przestrzennych. Zjawisko to nosi nazwę polimorfizmu lub alotropii, a różne formy krystaliczne tego samego metalu nazywają się odmianami alotropowymi. Odmiany alotropowe oznacza się greckimi literami a, p, y, 6 itd. Do metali krystalizujących w kilku odmianach alotropowych należą: Fe, Co, Sn, Ni, Mn, W, Ti, Zr i inne.

Każda odmiana alotropowa jest trwała w pewnym zakresie temperatury, a po przekroczeniu określonej temperatury krytycznej następuje całkowite przekrystali-zowanie metalu ze zmianą typu struktury krystalicznej. Siłą napędową przemiany jest dążenie do osiągnięcia najniższej energii swobodnej.

Przemiany alotropowe zachodzą przy stałych, określonych wartościach temperatury i towarzyszy im wydzielanie ciepła przy chłodzeniu lub pochłanianie ciepła przy nagrzewaniu. Na krzywych chłodzenia lub nagrzewania pojawiają się wskutek tego „przystanki”, odpowiadające temperaturze, w której te przemiany zachodzą (por. rys. 1.59-1).

W wyniku przemian alotropowych następuje zmiana wszystkich własności metali: fizycznych, mechanicznych i chemicznych.

Anizotropia własności kryształów

1.37.    Periodyczny układ atomów w kryształach prowadzi do różnej gęstości obsadzenia atomami poszczególnych kierunków i płaszczyzn krystalograficznych, a tym samym do różnych odległości międzyatomowych w tych kierunkach. Wywołuje to zróżnicowanie własności kryształu, w zależności od kierunku ich badania. Typowymi własnościami anizotropowymi są własności mechaniczne (twardość, granica plastyczności, wydłużenie, moduł sprężystości) oraz własności: optyczne, magnetyczne, elektryczne i cieplne.

Wiązania w kryształach

1.38.    Elementami składowymi kryształów — zależnie od rodzaju ciała — mogą być atomy, jony lub cząsteczki. Występować mogą przy tym cztery różne typy wiązań między tymi elementami:

•    wiązania kowalencyjne (np. diament, Si, Ge),

•    wiązania metaliczne (np. Cu, Ag),

•    wiązania jonowe (np. NaCl),

•    wiązania międzycząsteczkowe (np. wiele kryształów organicznych).