9 (1256)

28 Laboratorium materiałoznawstwa

Masą atomu można wyznaczyć z następującej zależności (posługując się układem okresowym pierwiastków):

28 Laboratorium materiałoznawstwa

masa atomu =

masa atomowa

6,02 10

23

Ogólnie można zapisać:

n-A

d =

6,0210

23

-•10^J

kg

(1.1)

m

gdzie:

d - gęstość metalu w [kg/m³],

n - liczba atomów przypadających na daną elementarną komórkę sieci przestrzennej,

A - masa atomowa pierwiastka (układ okresowy),

V - objętość elementarnej komórki przestrzennej (w przypadku sieci układu regularnego a³) w [m³],

6,02 10²³ - liczba Avogadra.

Jak wynika z rysunków 1.15 i 1.16 na komórkę elementarną sieci regularnej płasko centrowanej Al przypada 4 atomy, zaś w przypadku sieci regularnej przestrzennie centrowanej A2 - 2 atomy. Atomy występujące w narożach komórki oraz na jej ścianach bocznych są bowiem wspólne z sąsiednimi komórkami i tylko ich pewna część (ułamek) przypada na daną komórkę sieci przestrzennej, zależnie od miejsca ich usytuowania. W przypadku komórki elementarnej sieci heksagonalnej zwartej A3 ilość przypadających atomów oblicza się

1    1    <•

więc następująco: 3 + 2---h 12 — = 6 atomów.

2    6

Zwartość struktury krystalicznej charakteryzuje tzw. liczba koordynacyjna, tj. liczba atomów znajdujących się w najbliższej, równej odległości od dowolnie wybranego atomu. Liczba koordynacyjna L_k dla sieci Al wynosi 12, dla sieci A2 - 8, a dla sieci A3 - 12. Dotyczy to atomów tej samej wielkości. Dla struktur zawierających dwa lub więcej różnych atomów liczba koordynacyjna może przyjmować wartość 6, 4, a nawet 3. Najbardziej zwarte ułożenie atomów mają te sieci przestrzenne, których liczba koordynacyjna wynosi 12.

1.7. Anizotropia kryształów

Przyczyną anizotropii właściwości kryształów jest ścisłe uporządkowanie icli budowy wewnętrznej. Periodyczny układ atomów prowadzi do różnej gęsi ości obsadzenia atomami poszczególnych kierunków i płaszczyzn sieciowych, n tym samym do różnych odległości międzyatomowych w tych kierunkach lub płaszczyznach.

Rys. 1.17. Gęstość obsadzenia atomów w płaszczyznach sieciowych

Nu rysunku 1.17 pokazany jest wycinek sieci przestrzennej przecięty umownie płaszczyznami prostopadłymi do rysunku. W zależności od orientacji oli/ymnnych przekrojów widoczna jest różna gęstość leżących na nich atomów. Mn/na zaobserwować też, że odległości między sąsiednimi płaszczyznami są lvm większe, im większa jest gęstość obsadzających je atomów. W płaszczykom h najgęściej obsadzonych atomy są bardziej trwale związane ze sobą, ze względu na małe odległości między nimi. Równocześnie najgęściej obsadzone płaszcz,y/ny sieciowe są najsłabiej związane ze sobą, ponieważ są oddalone od slabie bardziej, niż płaszczyzny sieciowe rzadziej obsadzone atomami. Stąd też kryształ o sieci podanej na rysunku 1.17 najłatwiej rozłupać w płaszczyźnie (010).