Digitální učební materiál Autor: Ing. Rudolf Drahokoupil Předmět/vzdělávací oblast: Materiály a technologie Tematická oblast: Základy metalografie Téma: Krystalizace čistých kovů, Polymorfie Fe Ročník: 1. Datum vytvoření: září 2013 Název: VY_32_INOVACE_13.2.09.STR Anotace: Krystalizace čistých kovů, polymorfie Fe, paramagnetická modifikace. Metodický pokyn: Učební materiál slouží jako inovativní prezentační doplněk pro výuku odborného tématu s využitím aktivizujících možností multimediálních prostředků (dataprojektor, popř. interaktivní tabule). Závěrečné kontrolní otázky zvyšují interaktivitu výuky a podporují samostatné myšlení žáků. Ve spojení s webovými stránkami školy může být prezentace využívána i k samostudiu a pro distanční formu vzdělávání.

Krystalizace čistých kovů Při ochlazení kovu pod teplotu tuhnutí mění kapalný kov skupenství - krystalizuje. V chladnoucí tavenině se tvoří krystaly postupně. Růst krystalů začíná na tzv. krystalizačních zárodcích (centrech).

Od těchto center se šíří všemi směry tak dlouho, až se veškerá tavenina v jejich blízkosti promění na tuhý kov. V místech, kde se vrstvy kovu rostoucích od dvou sousedních center setkají, vznikne styčná plocha dvou zrn (hranice zrn).

Na průběh krystalizace, a tím i na výslednou strukturu ztuhlé látky (tj. velikost, počet a tvar krystalů tvořících látku ve skupenství tuhém) mají vliv hlavně dvě veličiny: rychlost tvoření zárodků b) rychlost růstu krystalů 

Počet zárodků závisí na vlastnostech krystalizující látky a na podmínkách ochlazování. Rychlost růstu krystalů na daných zárodcích v jednotce času mění svou hodnotu v závislosti na stupni podchlazení. Při malém podchlazení je rychlost růstu malá, se stoupajícím podchlazením roste.

Zůstanou-li zrna až do úplného zchladnutí ve stavu, jak se vytvořila při přechodu ze skupenství kapalného do tuhého, je struktura tvořena primárními zrny. Překrystalizací u kovů polymorfních se původní primární struktura ruší a je nahrazena strukturou sekundární.

Polymorfie železa Až do teploty 911C je stabilní modifikace , která má strukturu krychlovou, prostorově středěnou (9 atomů). Za teploty 911C se mění krystalová struktura  v , je rovněž krychlová, ale plošně středěná (14 atomů). Za teploty 1 392C vzniká opět struktura . Při teplotě 760C ztrácí modifikace železa  své feromagnetické vlastnosti, nad teplotou 760C je železo vždy paramagnetické (nemagnetické).

Paramagnetickou modifikací železa  existující v rozmezí teplot 760 C do 911 C označujeme někdy jako železo . Změna magnetických vlastností se projevuje na křivce chladnutí malou prodlevou. Označujeme ji jako Curieho bod.

KONTROLNÍ OTÁZKY – diskuse Pojem krystalizace čistých kovů Při ochlazení kovu pod teplotu tuhnutí mění kapalný kov skupenství. Co má vliv na průběh krystalizace Mají vliv hlavně dvě veličiny: a) rychlost tvoření zárodků b) rychlost růstu krystalů  Pojem polymorfie Fe Až do teploty 911C je stabilní modifikace , která má strukturu krychlovou, prostorově středěnou ( 9 atomů). Za teploty 911C se mění krystalová struktura  v , je rovněž krychlová, ale plošně středěná (14 atomů). Za teploty 1 392C vzniká opět struktura . Při teplotě 760C ztrácí modifikace železa  své feromagnetické vlastnosti, nad teplotou 760C je železo vždy paramagnetické - nemagnetické.

Použité zdroje: HLUCHÝ, Miroslav a Jan KOLOUCH. Strojírenská technologie 1 - 1. díl, 3., přeprac. vyd. Praha: Scientia, 2002, 266 s. ISBN 80-7183-262-6. FRISCHHERZ, Adolf a Paul SKOP. Technologie zpracování kovů 1: základní poznatky. 2. vyd. Praha: SNTL (Wahlberg), 1996, 268 s. ISBN 80-902110-0-3.