KRYSTALIZACE KOVŮ www.zlinskedumy.cz Název školy Střední odborná škola Luhačovice Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0370 Autor Mgr. Lubor Černobila Název šablony III/2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název DUMu VY_32_INOVACE_CER0620 Stupeň a typ vzdělání Střední odborné vzdělávání Vzdělávací obor Materiály kovů Tematický okruh Krystalizace kovů Druh učebního materiálu Výukový materiál Cílová skupina Žák střední školy, 15 – 18 let Anotace Tvary krystalických mřížek technických kovů a jejich vliv na vlastnosti materiálů. Klíčová slova Krystalizace kovů, krystalická mřížka, polymorfie, alotropní přeměna, překrystalizace Datum 10.9.2012 www.zlinskedumy.cz

KRYSTALIZACE KOVŮ: Kovy jsou krystalické látky. Mají pevné vnitřní uspořádání atomů – tzv. krystalickou mřížku. Kovy používané v technické praxi mají nejčastěji krystalickou mřížku krychlovou (kubickou) nebo šesterečnou (hexagonální). Šesterečná (hexagonální) mřížka Krystalická mřížka krychlová (kubická) Krychlová krystalická mřížka může navíc být středěná prostorově nebo plošně. www.zlinskedumy.cz

KRYCHLOVÁ (KUBICKÁ) PROSTOROVĚ STŘEDĚNÁ MŘÍŽKA Krystalizace kovů KRYCHLOVÁ (KUBICKÁ) PROSTOROVĚ STŘEDĚNÁ MŘÍŽKA Ve vnitřním prostoru kubické mřížky je umístěn rohový atom další mřížky. Vzniká ze dvou jednoduchých kubických mřížek: Vznik krychlové (kubické) krystalové mřížky prostorově středěné Kovy krystalizující v mřížce kubické prostorově centrované: - vysoká pevnost - nízká tvárnost - např.: Fe (α = za studena), Cr, Mo, V, W www.zlinskedumy.cz

KRYCHLOVÁ (KUBICKÁ) PLOŠNĚ STŘEDĚNÁ MŘÍŽKA Krystalizace kovů KRYCHLOVÁ (KUBICKÁ) PLOŠNĚ STŘEDĚNÁ MŘÍŽKA Atomy jsou umístěny v rozích mřížky a ve středech jejích stěn. Krychlová (kubická) mřížka plošně středěná Kovy krystalizující v mřížce kubické prostorově centrované: - velmi dobrá tvárnost - nízká pevnost - např.: Fe (γ = za tepla), Pb, Cu, Al www.zlinskedumy.cz

ŠESTEREČNÁ (HEXAGONÁLNÍ) MŘÍŽKA Krystalizace kovů ŠESTEREČNÁ (HEXAGONÁLNÍ) MŘÍŽKA Atomy jsou umístěny v rozích šestibokého hranolu, ve středech podstavy a základny, tři atomy jsou uvnitř buňky. Šesterečná (hexagonální) mřížka Kovy krystalizující v mřížce šesterečné : - např.: Zn, Co, Ti www.zlinskedumy.cz

Krystalizace kovů POLYMORFIE KOVŮ: Některé kovy a slitiny mají tu vlastnost, že za různých teplot mají různou krystalickou mřížku. Kovy, které mění svoji krystalickou mřížku v závislosti na teplotě označujeme jako polymorfní (nebo alotropické). Každý tvar krystalické mřížky daného kovu se projevuje různými vlastnostmi tohoto materiálu. Ocel za studena Ocel za tepla www.zlinskedumy.cz

Krystalizace kovů POLYMORFIE KOVŮ: Jev, kdy při změně teploty, kov nebo slitina změní strukturu mřížky nazýváme překrystalizace (nebo alotropní přeměna). Jednotlivé stavy, které odpovídají různým teplotám a tím i různým strukturám mřížky, nazýváme modifikace. Modifikace daného kovu označujeme písmeny řecké abecedy. Modifikace, která u daného kovu odpovídá běžné teplotě okolí, je označována obvykle jako α. Další modifikace, při vyšších teplotách jsou označovány jako β, γ, δ atd. Ocel za studena Ocel za tepla www.zlinskedumy.cz

PŘEKRYSTALIZACE ŽELEZA A OCELI: Krystalizace kovů PŘEKRYSTALIZACE ŽELEZA A OCELI: Překrystalizace čistého železa nastává při teplotě cca 911 oC. U železa v oceli již při 727 oC, vlivem uhlíku. V případě, že ocel ohřejeme nad teplotu překrystalizace, pak u železa v oceli dojde ke změně kubické mřížky z prostorově centrované na plošně centrovanou. Tím je železo v oceli mnohem lépe tvárné a tedy dobře kovatelné! Ocel za studena Ocel za tepla www.zlinskedumy.cz

Kovy mají pevné vnitřní uspořádání atomů. Jsou to látky: Krystalizace kovů Zakroužkujte pravdivou odpověď: Kovy mají pevné vnitřní uspořádání atomů. Jsou to látky: amorfní krystalické www.zlinskedumy.cz

Kovy, které krystalizují v mřížce kubické prostorově centrované mají: Krystalizace kovů Zakroužkujte pravdivé odpovědi (může být více správných): Kovy, které krystalizují v mřížce kubické prostorově centrované mají: nízkou tvárnost nízkou pevnost vysokou pevnost vysokou tvárnost www.zlinskedumy.cz

Kovy, které krystalizují v mřížce kubické plošně centrované mají: Krystalizace kovů Zakroužkujte pravdivé odpovědi (může být více správných): Kovy, které krystalizují v mřížce kubické plošně centrované mají: nízkou tvárnost vysokou pevnost nízkou pevnost vysokou tvárnost www.zlinskedumy.cz

Tvar krystalické mřížky Kov Krystalizace kovů Přiřaďte tvary krystalických mřížek uvedeným kovům: Tvar krystalické mřížky Kov Kubická prostorově centrovaná mřížka (kovy s vysokou pevností a nízkou tvárností) Kubická plošně centrovaná mřížka (kovy s nízkou pevností a vysokou tvárností) Železo za studena (Fe α) železo za studena, molybden, chrom, vanad Molybden (Mo) Olovo (Pb) Chrom (Cr) Měď (Cu) Železo za tepla(Fe γ) železo za tepla, olovo, měď Vanad (V) www.zlinskedumy.cz

ZDROJE: HLUCHÝ, Miroslav, Jan Kolouch. Strojírenská technologie 1., 1. díl, Nauka o materiálu. Praha: Scientia, 1996. ISBN 80-7183-017-8. VOJTĚCH, Dalibor. Kovové materiály. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2006. ISBN 80-7080-600-1. www.zlinskedumy.cz

Střední odborná škola Luhačovice Díky za Vaši pozornost! Lubor Černobila Střední odborná škola Luhačovice www.zlinskedumy.cz