Vnitřní stavba pevných látek

Rozdělení
Z hlediska vnitřní stavby PL dělíme na:
Krystalické – všechny kovy za normální teploty s výjimkou Hg
Amorfní – zpravidla všechny kapaliny a plyny, z pevných látek např. některé plasty, sklo apod.

Mřížky
Prostorová mřížka (Bravaisova – 14 typů) – je to soustava uzlových bodů, určitým způsobem rozdělený prostor
Uzlový bod – má identické okolí
Elementární buňka – soustava nejmenšího počtu uzlových bodů, jejichž opakováním vzniká prostorová mřížka. Elementární buňky na sebe těsně přiléhají a dokonale vyplňují prostor.

Charakteristika mřížky
Identifikační – vzájemný poměr mřížkových parametrů a meziosních úhlů (žádné dvě soustavy je nemají stejné)
Doplňkové – koeficient plnění, počet částic na buňku, koordinační číslo

Kubická mřížka - stereocentrická

Kubická mřížka planicentrická

Kubická mřížka - charakteristiky
Planicentrická
a = b = c,
α = β = γ = 90°
Koef.plnění p = 74 %
Počet částic na buňku = 4
Koordinační číslo K12
Stereocentrická
a = b = c,
α = β = γ = 90°
Koef.plnění p = 68 %
Počet částic na buňku = 2
Koordinační číslo K8

Kubická mřížka - příklady
Planicentrická – FCC – Pb, Au, Ag, Cu, Pt, Ni, Al, Feγ
Stereocentrická – BCC – W, Mo, Cr, Ta, Nb, V, Na, Feα i δ
Typ mřížky souvisí s některými vlastnostmi – např.kovy s planicentrickou mřížkou jsou za studena dobře tvárné, protože tu je hodně rovin hustě obsazených atomy, které při plastické deformaci slouží jako roviny kluzu

Charakteristiky krystalových soustav

Vazby mezi atomy
Jednotlivé stavební částice na sebe působí silami. U plynů a kapalin se vzájemná poloha částic mění, u krystalických látek jsou síly natolik silné, že se atomy (ionty) udrží ve stálých vzájemných polohách (Brownův tepelný pohyb). Podle charakteru se vazby dělí na: iontovou, kovalentní, kovovou, Van der Waalsovu a další.

Vazba kovová
kationty se seřadí do mřížky, kterou elektronový plyn drží pohromadě
kovová vazba má vliv především na elektrickou a tepelnou vodivost kovů

Monokrystaly a látky polykrystalické
kovy jsou většinou tvořeny velkým počtem krystalů – jejich struktura se proto označuje jako polykrystalická
jednotlivé krystaly jsou obvykle nepravidelného tvaru a říká se jim zrna
každé zrno se vyznačuje jinou orientací krystalové mřížky a hranicí, která jej odděluje od zrna sousedního

Monokrystaly
Je to objem kovu, v němž je jednotná orientace krystalové mřížky. Vyrábí se buď jako vláknový nebo masivní.
Vláknový – průměr několika μm a délka až několik cm.Malý počet poruch, pevnost se blíží teoretické pevnosti.
Masivní – složen z bloků (subzrn) s nepatrně odlišnou orientací krystalové mřížky. Průměr několik cm až desítek cm.

Polymorfie kovů
přeměna mřížek v závislosti na teplotě se nazývá překrystalizací, jev se označuje jako polymorfie a kovy s touto vlastností jako polymorfní
jednotlivé krystalické stavy se nazývají modifikace a označují se písmeny řecké abecedy
některé kovy a slitiny mohou mít za různých teplot různou mřížku

Poruchy krystalové stavby
Strukturní poruchy:
Bodové, čárové, plošné, prostorové
Bodové: vakance
Intersticiál vlastní
Intersticiál příměsi
Substituční atom

Bodové poruchy
Bodové poruchy umožňují difúzi
Je to přemisťování částic
Uplatňuje se např.:
při krystalizaci
plastické deformaci
fázových přeměnách

Čárové poruchy - dislokace

Hranová dislokace

Šroubová dislokace

Dislokační struktura získaná transmisní elektronovou mikroskopií

Plošné poruchy
Hranice zrn - je to pásmo šířky několika atomových průměrů, v němž poloha aspoň některých atomů neodpovídá uzlům ani jednoho ze sousedních zrn. Nazývá se také hranice s velkým úhlem.
Mají vliv na chemické, fyzikální i mechanické vlastnosti kovů a slitin