ВУЗ:
Составители:
3
ВВЕДЕНИЕ
Все кристаллы в благоприятных условиях способны
расти, покрываясь гранями с максимально плотной
атомной упаковкой.
Это свойство обусловлено закономерной укладкой атомов
в структуре кристалла. Изменяется атомная упаковка -
изменяется внешняя форма кристаллов. С этой точки зрения
металлургические процессы (агломерационного, доменного,
сталеплавильного, литейного, прокатного и термического
производств) представляют собой цепь изменений форм
кристаллов. Процессы затвердевания металлических расплавов
- это процессы кристаллизации, т. е. процессы роста кристаллов
определенной геометрической формы и размеров в зависимости
от химического состава расплава и скорости его охлаждения.
Процессы окисления, восстановления и плавления изменяют
первичную форму кристалла вплоть до полного ее разрушения.
Термическая обработка металлов сопровождается изменениями
формы и размеров кристаллов путем их перекристаллизации,
эксолюции изоморфных смесей и полиморфных превращений.
Форма кристаллов несет огромную информацию о
протекающих процессах. При исследованиях по форме
кристаллов можно восстановить направление и кинетику
протекания металлургических процессов. Это пока
единственный способ получить достоверную информацию о
протекании металлургических процессов на уровне отдельного
кристаллического индивида. Даже физическая химия, с ее
мощным аналитическим аппаратом, может рассматривать
металлургические процессы только на статистически
усредненном уровне.
Форма кристаллов отражает кристаллическую структуру
металлов, агломератов, руд, шлаков и прочих материалов,
следовательно, их прочностные и другие физические свойства.
Форма кристаллов определяет закономерность расположения и
ориентацию физических свойств в его объеме. Так,
4
гексаэдрические грани алмаза в 1,5 раза тверже октаэдрических
граней, вследствие этого сверхтвердый алмаз можно
шлифовать и полировать алмазным порошком. Форма
кристаллов определяет оптические, пьезоэлектрические,
электромагнитные и прочие свойства кристаллов. Форма
иногда приобретает главную роль в практических потребностях
человека. Это проявляется в огранке драгоценных камней, в
кристаллооптике, в электронике и т.п.
Главная особенность металлургических процессов
кристаллизации по сравнению с природными геологическими
процессами - это их скоротечность. В результате скоротечности
металлургических процессов многие кристаллы не успевают
приобрести нормальную полиэдрическую форму и вырастают в
форме скелетных кристаллов наподобие геометрически
правильного скелетно-ребристого кристалла (снежинки).
Агрегат таких скелетных кристаллов, причудливо
переплетающихся своими ветвями, имеет специфическое
название “дендрит”. Дендриты (ветвистые морозные узоры) мы
наблюдаем зимой на стеклах окон. В объеме литых металлов,
агломератов, шлаков содержание таких скелетно-дендритных
структур достигает более 30-40 %. В связи с этим в
металлургии актуально не только описание гранной формы
кристалла, но и описание всех его реберных и вершинных
скелетных форм.
Работы моделируют определенные металлургические
процессы. А так как они скоротечны, а выросшие кристаллы
малы, возникает острая необходимость рассматривать их под
микроскопом. Тем более, что под микроскопом видны многие
явления, сопровождающие рост кристаллов.
УСТРОЙСТВО ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО МИКРОСКОПА
Наиболее точным методом диагностики природных и
искусственных кристаллов является метод изучения их оптических
свойств и формы кристаллов при помощи поляризационного
микроскопа.
Многие металлы, горные породы и искусственно полученные
