1. Для кристаллической решетки цинка определите координационное число и рассчитайте коэффициент укладки. Объясните природу относительно низкой пластичности цинка по сравнение с кристаллами, имеющими решетку ГЦК.
2.Объясните причину отсутствия упрочнения свинца, деформированного при нормальной температуре. Можно ли создать наклеп у свинца при других температурах? Сделайте анализ с учетом явления полиморфизма.
Учебник Гуляева "Металловедение"
Answers & Comments
Ответ:
Объяснение: Кристаллическая решетка цинка имеет структуру ГПУ (гексагональная плотноупакованная). В такой структуре каждый атом имеет шесть ближайших соседей, расположенных на равном расстоянии друг от друга по направлениям осей решетки. Таким образом, координационное число для цинка равно 6. Коэффициент укладки (отношение объема атомов к общему объему решетки) для гексагональной решетки равен 0,74.
Природа относительно низкой пластичности цинка по сравнению с кристаллами, имеющими решетку ГЦК, связана с тем, что в решетке ГПУ относительно меньше свободного места для перемещения атомов. В решетке ГЦК каждый атом имеет 12 ближайших соседей, что обеспечивает более свободное движение атомов при деформации и более высокую пластичность.
Причина отсутствия упрочнения свинца, деформированного при нормальной температуре, связана с тем, что свинец при комнатной температуре имеет кубическую решетку, которая может деформироваться пластически при сдвиге плоскостей. Однако деформация не приводит к упрочнению материала, так как дислокации, которые обычно являются механизмом упрочнения металлов, в свинце практически не двигаются из-за высокой энергии связи между атомами свинца.
Создание наклепа у свинца при других температурах может быть возможно при полиморфизме - изменении кристаллической структуры материала при изменении температуры. Например, при нагревании свинца до 327 °C он претерпевает фазовый переход и переходит в состояние с ромбической решеткой. В таком состоянии материал может иметь большую пластичность и упрочнение при деформации. Однако, это требует специальных условий и может быть неэкономически выгодным.