Kryštálové mriežky a Braggova rovnica

Kryštálové mriežky

• Existujú štyri základné typy kryštálových mriežok: kubická, plošne centrovaná, kubická s najtesnejším usporiadaním a hexagonálna.
• Každý typ mriežky má charakteristické parametre: počet atómov v elementárnej bunke (Z), počet najbližších susedov (n), vzdialenosť medzi atómami (a) a atómový polomer (r).
• Kubická mriežka má 6 atómov v elementárnej bunke, 1 najbližší sused, vzdialenosť medzi atómami a a polomer atónu 2.
• Plošne centrovaná mriežka má 8 atómov v elementárnej bunke, 2 najbližších susedov, vzdialenosť medzi atómami a√3 a polomer atónu 4.
• Kubická mriežka s najtesnejším usporiadaním má 12 atómov v elementárnej bunke, 4 najbližších susedov, vzdialenosť medzi atómami a√2 a polomer atónu 4.
• Hexagonálna mriežka má 12 atómov v elementárnej bunke, 6 najbližších susedov, vzdialenosť medzi atómami a a polomer atónu 2.

Braggova rovnica

• λ = 2 · d · sin Ɵ, kde
  • λ je vlnová dĺžka.
  • d je vzdialenosť medzi rovinami v mriežke.
  • Ɵ je uhol odrazu röntgenového žiarenia.

Pracovný diagram zo statickej skúšky ťahom

• Pracovný diagram ukazuje vzťah medzi napätím (R) a pomerným predĺžením (ε) počas skúšky ťahom.
• Hookov zákon: R = E ·ε
  • E je Youngov modul pružnosti, ktorý charakterizuje tuhosť materiálu.
  • ε je pomerné predĺženie.
• Medza klzu (Fp0,2) predstavuje maximálne napätie, pri ktorom dochádza k elastickej deformácii materiálu.
• Dohovorená medza klzu (Rp0,2) je napätie, pri ktorom dochádza k trvalej deformácii 0,2%.
• pevný materiál má výraznú medzu klzu.
• húževnatý materiál má výraznú medzu klzu.

Základné veličiny zo skúšky ťahom

• Pevnosť v ťahu (Re) je maximálne napätie, ktoré materiál unesie predtým, než sa zlomí.
• Re = Fe / So, kde
  • Fe je sila v ťahu,
  • So je pôvodný prierez vzorky.
• Dohovorená pevnosť v ťahu (Rp0,2) je naše maximálne naše napätie, ktoré ukladá materiál po dosiahnutí trvalej deformácie 0,2%.

Charpyho skúšobné telo

• Charpyho skúšobné telo má rozmery 10 x 10 x 55 mm.
• Existujú dva typy Charpyho skúšobných tiel:
  • V-vrub,
  • U-vrub.

Základné parametre kryštálových mriežok

• Z - počet atómov v elementárnej bunke
• n - Počet najbližších susedov
• a - Vzdialenosť medzi atómami
• r - Atómový polomer

Ostatné dôležité informácie

• Vrstvenie:
  • AAAA, ABAB,ABCA, ABAB
• Závislosť pevnosti na vrstvení.

Braggova Rovnica

• Braggova rovnica popisuje difrakciu röntgenového žiarenia kryštálmi.
• Určuje podmienky, za ktorých dochádza k konštruktívnej interferencii röntgenových lúčov difrahovaných atómami v kryštálovej mriežke.
• Rovnica je: nλ = 2dsinθ, kde:
  • n je celé číslo (rád difrakcie)
  • λ je vlnová dĺžka röntgenového žiarenia
  • d je medziplochová vzdialenosť v kryštálovej mriežke
  • θ je uhol dopadu röntgenového žiarenia
• Braggova rovnica je dôležitá pre určenie štruktúry materiálov.

Hookov zákon

• Rovnica Hookovho zákona je R = E · ε.
• R predstavuje normálové napätie.
• E je modul pružnosti v ťahu.
• ε je relatívne predĺženie.

Vlnová Dĺžka

• λ v Braggovej rovnici predstavuje vlnovú dĺžku röntgenového žiarenia.

Charpy Test

• Charpy test sa používa na meranie nárazového húževnatosti materiálu, nie tvrdosti.
• Test sa vykonáva pomocou kyvadlového kladiva, ktoré zasiahne vzorku a meria sa energia pohltená počas lomu.

Maximálne napätie

• Rp0,2 označuje medzu pružnosti materiálu.
• Ide o maximálne napätie, ktoré môže byť aplikované na materiál bez toho, aby došlo k trvalej deformácii.

Zistite svoje vedomosti o kryštálových mriežkach a Braggovej rovnici. Tento kvíz pokrýva základné typy mriežok a ich charakteristické parametre, ako aj vzťah medzi vlnovou dĺžkou a vzdialenosťou medzi rovinami v mriežke. Otestujte si svoje znalosti a porozumenie tejto fascinujúcej téme.