Поняття елементарної комірки. Основні типи кристалічних ґраток. Індекси Міллера. Основні відомості про тантал: його отримання, застосування, фізичні та хімічні властивості. Фазовий склад та фазові перетворення в тонких плівках Ta, розрахунок переходу.
Кристал можна представити як періодично повторювані в просторі однакові елементарні структурні одиниці - елементарні комірки кристалу, що складаються з одного, у найпростішому випадку, або декількох атомів кожна. Всі розташовані в ній атоми прийнято називати базисом елементарної комірки кристалу. Закономірності будови елементарної комірки й базису, зокрема ступінь їхньої симетричності визначає багато властивостей кристала, у першу чергу електричні, магнітні й механічні. У тих випадках коли, кристал складається з декількох хімічних елементів, наприклад, натрію й хлору, елементарна комірка буде містити як мінімум два атоми: натрій і хлор. Існують кристали, наприклад, білкові, елементарна комірка яких складається з молекул, що містять кілька тисяч атомів.За допомогою теорії груп було показано, що все різноманіття кристалів може бути описане за допомогою 14 типів кристалічних ґрат (ґрат Браве), IMG_18ffb5ba-478b-41b1-b232-cb1cbd15e364 У моноклінній системі комірка має форму прямої призми з ребрами різної довжини. У ромбічній системі комірка має форму прямокутного паралелепіпеда з ребрами різної довжини. У кубічній системі комірка має форму куба. комірка може бути із центрованими гранями куба (ГЦК - гранецентрований куб) або центром (ОЦК - обємноцентрований куб). У гексагональній системі комірка має форму прямої призми з ромбом у основі, причому кут у ромбі дорівнює 60 градусам.У кристалі велике значення мають особливі кристалографічні площини, що проходять через вузли кристалічних ґраток. Кристалографічні площини прийнята описувати індексами Міллера - набором трьох цілих чисел, взятих у круглі дужки . Рисунок 1.5 - Деякі кристалографічні площини кубічної решітки однозначно зададуть минаючу через них площину. 1.4 площині можна провести багато паралельних площин минаючих через вузли кристалічних ґраток, відкладаючи по осях відрізки з довжинами (-ціле число) відстань між такими найближчими площинами називається міжплощинною відстанню системи площин . У кристалах з кубічним осередком індекси Міллера площини збігаються з координатами напрямку вектора нормалі до неї, у випадку інших осередків це як правило не так.IMG_a0d5bfa5-c3a1-469d-b54b-365e493ecaf9
IMG_71c07e13-ef1e-4cd7-b06d-411ef3b8754eTantalum), Та, хімічний елемент V групи періодичної системи Менделєєва; атомний номер 73, атомна маса 180,948; метал сірого кольору із злегка свинцевим відтінком. У природі перебуває у вигляді двох ізотопів: стабільного 181Та (99,99%) і радіоактивного 180Та (0,012%; Т1/2= 1012 років). Пластичний металевий тантал уперше одержав в 1903 німецький хімік В. Больтон. Характерний елемент гранітної й осадової оболонок (середній вміст досягає 3,5·10-4 %); у глибинних частинах земної кори й особливо у верхній мантії його мало (в ультраосновних породах 1,8·10-6 %).Основною сировиною для виробництва танталу та його сплавів і зєднань служать танталові й лопарові концентрати, що містять відповідно близько 8% Ta2O5 і 60% і більше Nb2O5. Концентрати переробляють звичайно в три стадії: 1) розкриття, 2) поділ Та й Nb і одержання їхніх чистих зєднань, 3) відновлення й рафінування Та. Для виробництва металевого танталу застосовують відновлення його з Ta2O5 сажею в одну або у дві стадії (з попереднім одержанням TAC із суміші Ta2O5 із сажею в атмосфері CO або H2 при 1800-2000 °C); електрохімічне відновлення з розплавів, що містять K2TAF7 і Ta2O3, і відновлення натрієм K2TAF7 при нагріванні.Тантал має комплекс ціних властивостей - гарною пластичністю, міцністю, зварюваністю, корозійною стійкістю при помірних температурах, тугоплавкістю, низьким тиском пари, високим коефіцієнтом теплопередачі, невеликою роботою виходу електронів, здатністю утворювати анодну плівку (Ta2O3) з особливими діелектричними характеристиками й "приживатися" з живою тканиною організму. Завдяки цим властивостям тантал знаходить застосування в електроніці, хімічному машинобудуванні, ядерній енергетиці, у металургії (виробництво жароміцних сплавів, нержавіючих сталей), у медицині, у вигляді TAC його застосовують у виробництві твердих сплавів. Із чистого металу виготовляють електричні конденсатори для напівпровідникових приладів, деталі електронних ламп, корозійностійку апаратуру для хімічної промисловості, фільєри у виробництві штучного волокна, лабораторний посуд, тиглі для плавки металів (наприклад, рідкоземельних) і сплавів, нагрівачі високотемпературних печей, теплообмінники для ядерно-енергетичних систем.Тантал має кубічну обємо-центровану решітку (а = 3,296 нм ); атомний радіус 1,46 А, іонні радіуси Та2 0,88 А, Та5 0,66 А, густина 16,6 г/см3 при 20 °C, тпл= 2996 °C, ткип = 5300 °C, питома теплоємність при 0-100 °C сягає 0,142 КДЖ/(КГЧК); теплопровідність при 20-100 °C становить 54,47 Вт/(МЧК). Температурний коефіцієнт лінійного розширення 8,0Ч10-6 при 20-1500 °C, питомий електричний опір при 0°C має величину 13,2Ч10-8 ОМЧМ, при 2000 °C - 87Ч10-8 ОМЧМ. Чистий тантал - пластичний метал, легко обробляється тиском при низьких температурах без значного наклепу. Йог
План
Зміст
Розділ 1. КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА МЕТАЛІВ
1.1 Поняття елементарної комірки
1.2 Основні типи кристалічних ґраток
1.3 Індекси Міллера
РОЗДІЛ 2. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛУ
2.1 Основні відомості про тантал
2.1.1 Отримання танталу
2.1.2 Застосування танталу
2.1.3 Фізичні властивості танталу
2.1.4 Хімічні властивості танталу
2.2 Фазовий склад та фазові перетворення в тонких плівках Ta
РОЗДІЛ. 3 РОЗРАХУНОК ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДУ
3.1 Теорія фазового розмірного ефекту
3.2 Розрахунок фазового переходу
РОЗДІЛ 1 КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА МЕТАЛІВ
1.1 Поняття елементарної комірки
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
