87135 Img00032

36

Jeśli wyobrazimy sobie, że atomy mają kształt kul, to w każdej sieci przestrzennej wypełnionej nawet najbardziej ciasno przez atomy-kule pozostaje jeszcze przestrzeń wolna. Współczynnik wypełnienia (zwany nieraz gęstością upakowania) wyraża się stosunkiem objętości zajętej przez atomy do całkowitej objętości sieci. Współczynnik wypełnienia można obliczyć na podstawie prostych geometrycznych relacji między objętością komórki elementarnej a objętością atomów-kul jej przyporządkowanych.

Im bardziej zwarte ułożenie atomów w sieci przestrzennej, tym większe wartości ma liczba koordynacyjna i współczynnik wypełnienia. W tablicy 1.34-1 przedstawiono charakterystyki niektórych układów i typów krystalograficznych.

Tablica 1.34-1

Charakterystyki niektórych układów i typów krystalograficznych

Rodzaj sieci	Liczba koordynacyjna	Współczynnik wypełnienia	Liczba atomów na 1 komórkę
AO	6	0,52	1
Al	12	0,74	4
A2	8	0,68	2
A3	12	0,74	6

1.35. Struktury krystaliczne metali cechuje szczególnie zwarte ułożenie atomów; współczynnik wypełnienia i liczba koordynacyjna mają maksymalne możliwe wartości. Większość metali krystalizuje w trzech rodzajach sieci przestrzennej:

—    sieci regularnej płasko centrowanej, oznaczana symbolem Al (lub RSC),

—    sieci regularnej przestrzennie centrowanej, A2 (RPC),

—    sieci heksagonalnej zwartej, A3 (HZ).

W strukturze Al krystalizują m.in. metale: Al, Fe_y, Co_p, Ni_p ,Cu, Ag, Ir, Pt, Au, Pb. W strukturze A2 krystalizują m.in. metale: Na, K, Ti_p, V, Cr_a, Fe_a, Nb, Mo, Ta, W .

a

W strukturze A3 krystalizują m.in. metale: Be, Mg, Ti_a, Co_o, Ni_a, Zn, Cd, lantanowce.

Tylko nieliczne metale krystalizują w innych rodzajach sieci przestrzennej: w układzie regularnym prostym (AO) krystalizuje Po, w układzie tetragonalnym: Sn_p, Mn_y, In; w układzie romboendrycznym: As, Sb, Bi, Ge i Sn_a, a z niemetali C oraz Si mają sieć regularną typu diamentu.

Metale o strukturze krystalicznej typu Al wykazują szczególnie dobrą plastyczność na gorąco, a niektóre i na zimno, i są bardzo dobrymi przewodnikami ciepła i prądu elektrycznego.

Metale o strukturze A2 są mniej ciągliwe niż Al i nadają się przeważnie tylko do obróbki cieplnej na gorąco.

Metale o strukturze krystalicznej heksagonalnej mają znacznie gorsze własności plastyczne niż metale o sieci regularnej i tylko niektóre z nich mogą być obrabiane plastycznie na gorąco i zimno.