العيوب في المواد البلورية

Study Notes

العيوب النقطية

الفراغات (Vacancies): أماكن خالية لا تحتوي على ذرات.
ذرات مقتحمة ذاتية (Self Interstitial Atoms): ذرات من نفس العنصر توجد في مواقع بينية.
ذرات مقتحمة غريبة (الشوائب): ذرات من عنصر آخر في مواقع بينية داخل البنية البلورية.
الإبدال (Substitution): ذرات من عناصر أخرى تحل محل ذرات العنصر الأساسي، ويشترط أن تكون:
- نفس عدد إلكترونات التكافؤ.
- الفرق في أقطار الذرات لا يتجاوز 15%.
- التركيب البلوري للعنصرين متشابه (BCC أو FCC أو HCP).

العيوب السطحية

تتشكل العيوب السطحية نتيجة لتبريد المعدن المنصهر حيث تتكون النويات ثم تتحول إلى حبيبات.
زيادة سرعة التبريد تؤدي إلى زيادة عدد النويات.
حدود الحبيبات ضعيفة وتتآكل بفعل الأحماض.

ظاهرة الانتشار (Diffusion)

هي عملية انتقال المواد خلال مواد أخرى حتى تصل لحالة تجانس في التركيز، وتكون أسرع في المواد الغازية.
زيادة درجة الحرارة تعزز من معدل الانتشار، ويزداد المعدل كلما زاد الفرق في التركيز.
آليتان محددتان للانتشار في المواد البلورية:
- من خلال الفراغات أو الذرات الإبدالية.
- الانتشار الاقتحامي (انتقال ذرة من مكان بيني إلى آخر).

العيوب الخطية (Line Defects)

تعرف بالانخالعات أو الإينزالقات البلورية، تؤثر على صف كامل من الشبكة البلورية.
تأثير القوة الخارجية يؤدي إلى تشوه مرن أو تشوه دائم (لدن).
حركة الانخالعات ترتبط بشكل كبير بعملية تشكيل المعادن.

أنواع الانخالعات

إنخلاع حافة (Edge Dislocation): نقص جزء من طبقة ذرية ينتج عنه انزياح المستويات القريبة.
إنخلاع لولبي (Screw Dislocation): انزياح جزء من الشبكة بالنسبة إلى جزء آخر في شكل لولبي.

تفاعلات الحديد والكربون

التفاعل البريتكتيك (Peritectic Reaction): يحدث عند 1493°C حيث يتفاعل الحديد السائل مع الفيريت لتكوين الأوستنيت.
التفاعل اليوتيكتيك (Eutectic Reaction): يحدث عند 1148°C، نتيجة تجمد الحديد المحتوي على 4.3% كربون.
التفاعل اليوتيكتويدي (Eutectoid Reaction): يحدث عند 723°C حيث يتحلل الأوستنيت المحتوي على 0.8% كربون إلى الفيريت والسمنتيت.

مركبات الحديد

كربيد الحديد (Cementite): يحتوي على 6.67% كربون، يتميز بالصلابة ولكنه ضعيف في قوة الشد.
الأوستنيت (Austenite): محلول جامد من الكربون في الحديد عند 2.14% كربون.
البارليت (Perlite): يتكون من الفيريت وكربيد الحديد عند تركيز 8% كربون.
الفيت (Ferrite): محلول جامد من الكربون عند 0.02% في الحديد، له بنية بلورية BCC.
الليديبوريت (Ledeburite): يتكون من كربيد الحديد والأوستنيت بنسبة 4.3% كربون.

Description

هذا الاختبار يركز على فهم العيوب النقطية والسطحية في المواد البلورية، بما في ذلك تأثيرها على الخصائص الفيزيائية. تمثل ظاهرة الانتشار أحد العناصر الحيوية التي تؤثر على الكثافة والتركيب، ويُعتبر فهم هذه الظواهر أساسياً في دراسة المواد. اختبر معرفتك بمختلف المفاهيم المتعلقة بالعيوب في المواد.