คิวบิกเซลล์ โครงสร้างผลึกของโลหะ ตาข่ายคริสตัลของโลหะ ข้อบกพร่องในคริสตัล

บ้าน ของแข็งส่วนใหญ่มีโครงสร้างคริสตัล ซึ่งอนุภาคที่ใช้ "สร้าง" อยู่ในลำดับที่แน่นอนดังนั้นจึงสร้างตาข่ายคริสตัล - มันถูกสร้างขึ้นจากการทำซ้ำหน่วยโครงสร้างที่เหมือนกัน -เซลล์หน่วย

ซึ่งสื่อสารกับเซลล์ข้างเคียงสร้างโหนดเพิ่มเติม เป็นผลให้มีโครงคริสตัลที่แตกต่างกัน 14 แบบ

ประเภทของโปรยคริสตัล

• ขึ้นอยู่กับอนุภาคที่ยืนอยู่ที่โหนดขัดแตะพวกมันมีความโดดเด่น:
• ตาข่ายคริสตัลโลหะ
• ตาข่ายคริสตัลไอออนิก
• ตาข่ายคริสตัลโมเลกุล

ตาข่ายคริสตัลโมเลกุลขนาดใหญ่ (อะตอม)

พันธะโลหะในโครงคริสตัล

ผลึกไอออนิกมีความเปราะบางเพิ่มขึ้นเพราะว่า การเปลี่ยนแปลงของโครงตาข่ายคริสตัล (แม้แต่เพียงเล็กน้อย) นำไปสู่ความจริงที่ว่าไอออนที่มีประจุเหมือนกันเริ่มที่จะผลักกัน และพันธะจะแตก แตก และแตกออก

พันธะโมเลกุลของโครงผลึก

ลักษณะสำคัญของพันธะระหว่างโมเลกุลคือ "จุดอ่อน" (van der Waals, ไฮโดรเจน)

นี่คือโครงสร้างของน้ำแข็ง โมเลกุลของน้ำแต่ละโมเลกุลเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจนกับโมเลกุลทั้ง 4 ที่อยู่รอบๆ ทำให้เกิดโครงสร้างทรงสี่หน้า

พันธะไฮโดรเจนอธิบายถึงจุดเดือด จุดหลอมเหลว และความหนาแน่นต่ำ

การเชื่อมต่อระดับโมเลกุลขนาดใหญ่ของโครงผลึก มีอะตอมอยู่ที่โหนดของโครงตาข่ายคริสตัล คริสตัลเหล่านี้แบ่งออกเป็น

• 3 ประเภท:
• กรอบ;
• โซ่;

โครงสร้างชั้นโครงสร้างเฟรม เพชรเป็นหนึ่งในสารที่แข็งที่สุดในธรรมชาติ อะตอมของคาร์บอนก่อให้เกิดพันธะโควาเลนต์ที่เหมือนกัน 4 พันธะ ซึ่งบ่งบอกถึงรูปร่างของจัตุรมุขปกติ ( 3 เอสพี

- การผสมพันธุ์) แต่ละอะตอมมีอิเล็กตรอนคู่เดียวซึ่งสามารถสร้างพันธะกับอะตอมข้างเคียงได้ เป็นผลให้เกิดตาข่ายสามมิติขึ้นในโหนดที่มีอะตอมของคาร์บอนเท่านั้น

การทำลายโครงสร้างดังกล่าวต้องใช้พลังงานมาก โดยมีจุดหลอมเหลวของสารประกอบดังกล่าวสูง (สำหรับเพชรจะมีอุณหภูมิ 3,500°C)โครงสร้างแบบชั้น

พูดถึงการมีอยู่ของพันธะโควาเลนต์ภายในแต่ละชั้นและพันธะ van der Waals ที่อ่อนแอระหว่างชั้นต่างๆ เพชรเป็นหนึ่งในสารที่แข็งที่สุดในธรรมชาติ อะตอมของคาร์บอนก่อให้เกิดพันธะโควาเลนต์ที่เหมือนกัน 4 พันธะ ซึ่งบ่งบอกถึงรูปร่างของจัตุรมุขปกติ ( 2 - การผสมพันธุ์ อิเล็กตรอนคู่ที่ 4 จะสร้างพันธะ van der Waals ระหว่างชั้นต่างๆ ดังนั้นเลเยอร์ที่ 4 จึงมีความคล่องตัวสูง:

พันธะมีความอ่อนแอจึงแตกหักง่าย ซึ่งสามารถสังเกตได้ด้วยดินสอ - "คุณสมบัติการเขียน" - ชั้นที่ 4 ยังคงอยู่บนกระดาษ

กราไฟท์เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม (อิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่ไปตามระนาบของชั้น)

โครงสร้างลูกโซ่มีออกไซด์ (เช่น ดังนั้น 3 ) ซึ่งตกผลึกในรูปของเข็มมันเงา โพลีเมอร์ สารอสัณฐานบางชนิด ซิลิเกต (แร่ใยหิน)

โลหะทั้งหมดในสถานะของแข็งมีโครงสร้างเป็นผลึก อะตอมในโลหะแข็งจะถูกจัดเรียงตามลำดับและก่อตัวเป็นโครงผลึก (รูปที่ 1)

ข้าว. 1. โครงร่างของโครงผลึก: a – ลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางร่างกาย; b – ใบหน้าเป็นศูนย์กลาง; c – บรรจุปิดหกเหลี่ยม

ตาข่ายคริสตัลหมายถึงปริมาตรที่เล็กที่สุดของคริสตัลที่ให้ภาพโครงสร้างอะตอมของโลหะที่สมบูรณ์ และเรียกว่าเซลล์หน่วย

โลหะมีลักษณะเป็นโครงผลึกสามประเภท ได้แก่ ลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางร่างกาย (bcc) ซึ่งอะตอมจะอยู่ที่จุดยอดของเซลล์หน่วยและอีกอะตอมอยู่ที่ศูนย์กลาง ลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางหน้า (fcc) ซึ่งอะตอมอยู่ที่จุดยอดของเซลล์หน่วยและที่กึ่งกลางของใบหน้า hexagonal close-packed (hcp) ซึ่งเป็นปริซึมหกเหลี่ยมที่อะตอมจัดเรียงเป็นสามชั้น

คุณสมบัติของวัสดุขึ้นอยู่กับประเภทของโครงตาข่ายคริสตัลและพารามิเตอร์ที่กำหนดลักษณะ:

1) ระยะห่างระหว่างอะตอมวัดเป็นอังสตรอม 1A°=10 -8 ซม

2) ความหนาแน่นของการบรรจุ ( พื้นฐานขัดแตะ– จำนวนอนุภาคต่อหน่วยเซลล์) ลูกบาศก์ง่าย - B1, bcc - B2, fcc - B4, hcp - B6

3) หมายเลขประสานงาน(CN) คือจำนวนอะตอมสูงสุดที่มีระยะห่างเท่ากันและอยู่ห่างจากอะตอมที่ใกล้เคียงที่สุดที่ใช้เป็นจุดอ้างอิง ลูกบาศก์แบบง่าย – CN=6, BCC – CN=8, FCC – CN=12, GPU – CN=12

คุณสมบัติของวัสดุที่กำหนดในทิศทางของระนาบด้านหน้าและระนาบแนวทแยงนั้นแตกต่างกัน - เรียกว่าปรากฏการณ์นี้ แอนไอโซโทรปีกล่าวคือ คุณสมบัติไม่เท่ากันในทิศทางที่ต่างกัน วัสดุโลหะทั้งหมดมีคุณสมบัตินี้ ร่างกายอสัณฐานมีคุณสมบัติ ไอโซโทรปี, เช่น. มีคุณสมบัติเหมือนกันทุกทิศทุกทาง

โครงคริสตัลอาจมีข้อบกพร่องทางโครงสร้างหลายอย่างที่ทำให้คุณสมบัติของวัสดุเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก ผลึกเดี่ยวที่แท้จริงจะมีพื้นผิวที่ว่าง (ด้านนอก) เสมอ ซึ่งโครงตาข่ายจะบิดเบี้ยวเนื่องจากแรงตึงผิว

ข้อบกพร่องในโครงสร้างภายในแบ่งออกเป็นจุด เชิงเส้น และระนาบ

ข้อบกพร่องเฉพาะจุดรวมถึงตำแหน่งที่ว่าง (เมื่อแต่ละไซต์ของโครงตาข่ายคริสตัลไม่ได้ถูกครอบครองโดยอะตอม) อะตอมที่เคลื่อนตัว (หากแต่ละอะตอมพบว่าตัวเองอยู่ในจุดคั่น) หรืออะตอมที่ไม่บริสุทธิ์ ซึ่งจำนวนนี้แม้แต่ในโลหะบริสุทธิ์ก็มีขนาดใหญ่มาก ใกล้กับข้อบกพร่องดังกล่าวขัดแตะจะบิดเบี้ยวอย่างยืดหยุ่นในระยะห่างหนึ่งหรือสองช่วง (รูปที่ 2, a)

ข้าว. 2. ข้อบกพร่องขัดแตะคริสตัล: ก - จุด; ข - เชิงเส้น; ใน - ระนาบ

ข้อบกพร่องเชิงเส้นมีขนาดเล็กในสองมิติและค่อนข้างใหญ่ในสาม ข้อบกพร่องดังกล่าวรวมถึงการกระจัดของระนาบอะตอมหรือการเคลื่อนตัวและสายโซ่ของตำแหน่งที่ว่าง (รูปที่ 2b) คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของข้อบกพร่องดังกล่าวคือความคล่องตัวภายในคริสตัลและการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันและกับข้อบกพร่องอื่นๆ

การเปลี่ยนแปลงโครงตาข่ายคริสตัลของวัสดุเกิดขึ้นได้ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภายนอก เช่น อุณหภูมิและความดัน โลหะบางชนิดในสถานะของแข็งจะมีโครงผลึกต่างกันในช่วงอุณหภูมิที่ต่างกัน ซึ่งมักจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของโลหะเหล่านั้น

การมีอยู่ของโลหะชนิดเดียวกันในรูปแบบผลึกหลายรูปแบบเรียกว่า ความหลากหลาย- อุณหภูมิที่การเปลี่ยนแปลงของโครงผลึกเกิดขึ้นเรียกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงแบบโพลีมอร์ฟิก กระบวนการบำบัดความร้อนทั้งหมดขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์นี้ การปรับเปลี่ยนแบบโพลีมอร์ฟิกจะแสดงด้วยตัวอักษรกรีก (a, b, g และอื่นๆ ซึ่งเพิ่มเข้าไปในสัญลักษณ์องค์ประกอบเป็นดัชนี)

การศึกษาโลหะตามระบบธาตุตามคาบของ Mendeleev แสดงให้เห็นว่า ยกเว้น Mn และ Hg องค์ประกอบของกลุ่มย่อย A รวมถึงโลหะทรานซิชันและธาตุหายากส่วนใหญ่ เช่นเดียวกับโลหะของกลุ่มย่อย IB และ IIB และองค์ประกอบบางส่วนของกลุ่ม IIIB รวมถึง Al ประกอบขึ้นจากโครงสร้างโลหะทั่วไปต่อไปนี้:

A 1 - ตาข่ายลูกบาศก์ตรงกลางหน้า (FCC)

ตาข่ายขัดแตะตรงกลางหน้าลูกบาศก์โลหะต่อไปนี้มี: g - Fe, Al, Cu, Ni, a - Co, Pb, Ag, Au, Pt เป็นต้น

ในโครงตาข่ายที่มีศูนย์กลางหน้าลูกบาศก์ อะตอมจะอยู่ที่จุดยอดของเซลล์หน่วยและที่กึ่งกลางของหน้า (รูปที่ 1.5)

แต่ละอะตอมในโครงตาข่ายนี้ล้อมรอบด้วยเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด 12 ตัวซึ่งมีระยะทางเท่ากันเท่ากับ = 0.707×ก, ที่ไหน ก- ขอบของเซลล์หน่วย จำนวนเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดเท่ากับ 12 เรียกว่าหมายเลขประสานงานของโครงตาข่ายคริสตัล นอกจากอะตอมที่ใกล้ที่สุดแล้ว ยังมีอะตอมอีก 6 อะตอมในโครงตาข่ายคริสตัล ซึ่งตั้งอยู่ในระยะห่างที่ไกลกว่ามาก ซึ่งเท่ากับ ก.

ตาข่ายคริสตัลที่กำลังพิจารณานั้นมีช่องว่างสองประเภท (ช่องว่างระหว่างหน้าซึ่งสามารถระบุอะตอมที่มีขนาดเล็กกว่าขององค์ประกอบอื่น ๆ ในโลหะผสมได้) ทำให้เกิดสารละลายของแข็งคั่นระหว่างหน้า

ช่องว่างหรือช่องว่างที่ใหญ่ที่สุดจะอยู่ที่กึ่งกลางของลูกบาศก์และตรงกลางขอบ ช่องว่างแต่ละช่องถูกล้อมรอบด้วยอะตอมของโครงตาข่าย fcc จำนวน 6 อะตอม ซึ่งครอบครองตำแหน่งที่จุดยอดของรูปแปดด้านปกติ ในเรื่องนี้เรียกว่าช่องว่างแปดด้าน (รูปที่ 1.5, ข- ตำแหน่งขององค์ประกอบต่างๆ ในโครงตาข่ายลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางด้านใบหน้าเหล่านี้ถูกครอบครองโดยอะตอมของ Na และ Cl ในโครงตาข่าย NaCl ตำแหน่งเดียวกันนั้นถูกครอบครองโดยคาร์บอนในตาข่าย g - Fe

นอกจากช่องว่างเหล่านี้แล้ว ตาข่าย fcc ยังมีช่องว่างขนาดเล็กกว่าที่เรียกว่าจัตุรมุข เนื่องจากพวกมันถูกล้อมรอบด้วยอะตอม 4 อะตอม โดยรวมแล้วมีช่องว่างทรงสี่หน้า 8 ช่องในโครงตาข่าย fcc (รูปที่ 1.5, วี).

ขนาดของช่องว่างทรงจัตุรมุขและทรงแปดด้านสามารถสัมผัสได้หากเราถือว่าโครงตาข่ายนั้นสร้างจากทรงกลมแข็งที่มีรัศมี r สัมผัสกัน ในกรณีนี้ สามารถวางทรงกลมที่มีรัศมี 0.41 r และ 0.225 r ตามลำดับ สำหรับช่องว่างที่มีรูปทรงแปดด้านและรูปทรงสี่ด้านสามารถวางไว้ในช่องว่างที่มีอยู่ได้

ระนาบที่หนาแน่นที่สุดในโครงสร้างของลูกบาศก์ที่มีใบหน้าเป็นศูนย์กลางคือระนาบที่แสดงในภาพ สัญลักษณ์คือ (111) (รูปที่ 1.5., ช).

ตาข่ายลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ตัวถังโลหะ A 2 (bcc) มี - Fe, โครเมียม, ทังสเตน, โมลิบดีนัม, วานาเดียม, โซเดียม, ลิเธียม และอื่นๆ โครงสร้าง A 2 มีความหนาแน่นน้อยกว่า

อะตอมในตาข่าย bcc จะอยู่ที่จุดยอดและตรงกลางเซลล์หน่วย (รูปที่ 1.6)

แต่ละอะตอมในเซลล์นี้มีเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด 8 แห่งซึ่งอยู่ห่างจากจุดนั้น ก- ความยาวของขอบลูกบาศก์ ดังนั้นหมายเลขประสานงานของขัดแตะคือ 8 บางครั้งก็แสดงแทน (8 + 6) เพราะ อะตอมที่อยู่ไกลสุดถัดไปจะอยู่ที่ระยะ a จำนวนอะตอมคือ 6

นอกจากนี้ยังมีช่องว่าง 2 ประเภทในโครงสร้างสำเนาลับถึง ตัวใหญ่ครอบครองตำแหน่งบนใบหน้าของลูกบาศก์ (รูปที่ 1.6, วี- พวกมันถูกล้อมรอบด้วยอะตอม 4 อะตอมซึ่งอยู่ที่จุดยอดของจัตุรมุขซึ่งมีขอบเท่ากันเป็นคู่ ช่องว่างขนาดเล็กที่ล้อมรอบด้วยอะตอม 6 อะตอมซึ่งครอบครองตำแหน่งที่จุดยอดของทรงแปดหน้าที่ผิดปกตินั้นตั้งอยู่ตรงกลางของขอบและใบหน้าของเซลล์ (รูปที่ 1.6, ช- ถ้าโครงสร้างของโครงตาข่าย bcc ถูกสร้างขึ้นจากลูกบอลแข็ง ทรงกลมที่มีรัศมี 0.292 r สามารถวางในช่องว่างทรงสี่หน้าได้ และทรงกลมที่มีรัศมี 0.292 r สามารถวางในช่องว่างทรงแปดหน้าได้ และ 0.154 r อยู่ในช่องว่างทรงแปดหน้าได้

ดังนั้น ขนาดสูงสุดของทรงกลมที่สามารถวางไว้ในช่องว่างของโครงตาข่าย fcc ที่มีความหนาแน่นมากกว่าจะกลายเป็นขนาดใหญ่กว่าในโครงตาข่าย bcc

การนำอะตอมอื่นเข้าไปในรูพรุนแปดด้านของโครงตาข่าย bcc ทำให้เกิดการกระจัดของอะตอมสองอะตอมในทิศทางขนานกับขอบของลูกบาศก์ ซึ่งทำให้เกิดการขยายตัวของโครงตาข่ายในทิศทางนี้ ในโครงสร้างของมาร์เทนไซต์ โดยที่อะตอมของคาร์บอนฝังอยู่ในช่องว่างทรงแปดด้านซึ่งอยู่บนขอบขนานกับแกน C เท่านั้น และอยู่ตรงกลางของพื้นผิวที่ตั้งฉากกับแกนนี้ สิ่งนี้นำไปสู่การบิดเบือนแบบ tetragonal ของโครงตาข่าย a - Fe

เครื่องบิน bcc ที่อัดแน่นมากที่สุดคือเครื่องบิน 12 ลำในตระกูล (110) (รูปที่ 1.6. ข- ในระนาบเหล่านี้มี 2 ทิศทางที่ลูกบอลแข็งสามารถสัมผัสได้

ตะแกรงปิดหกเหลี่ยม A 3 (hcp) ถูกครอบครองโดยโลหะเช่น Zn, b - Co, Cd, Mg, a - Ti, a - Zr

ตะแกรงหกเหลี่ยมถูกสร้างขึ้นจากชั้นที่แยกจากกัน และในลักษณะที่แต่ละอะตอมของชั้นใด ๆ ถูกล้อมรอบด้วยเพื่อนบ้าน 6 รายที่อยู่ในระยะทางเท่ากันซึ่งอยู่ในชั้นเดียวกัน และยิ่งไปกว่านั้น ยังมีเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดอีกสามคนในชั้นที่อยู่ด้านบนและ ใต้ชั้นนี้ (รูปที่ 1.7)

ระยะห่างระหว่างอะตอมในชั้นหกเหลี่ยมแสดงด้วย ก, ความสูงของเซลล์ถึง c เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดหกแห่งที่อยู่ในชั้นที่อยู่ติดกันก็จะอยู่ห่างจากอะตอมที่กำหนดหากอัตราส่วนตามแนวแกน ส/กจะเป็นดังนั้นโครงสร้างดังกล่าวเรียกว่าการบรรจุแบบปิดในอุดมคติ ยิ่งไปกว่านั้น หมายเลขประสานงานในกรณีนี้ เช่นเดียวกับในโครงตาข่าย fcc มีค่าเท่ากับ 12

โลหะส่วนใหญ่ที่มีโครงตาข่ายอัดแน่นหกเหลี่ยมจะมีอัตราส่วนตามแนวแกน ส/ก= 1.56 - 1.63 ข้อยกเว้นคือ Zn และ Cd (1.86; 1.89) นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าเมฆอิเล็กตรอนของอะตอม Zn และ Cd ไม่มีความสมมาตรทรงกลมและถูกยืดออกไปตามแกน C ในโครงตาข่ายอัดแน่นหกเหลี่ยมและในตาข่าย fcc มีช่องว่าง 2 ประเภท : แปดด้านและจัตุรมุข (รูปที่ 1.7, ข).

เส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกลมแข็งที่สามารถวางในช่องว่างเหล่านี้รวมถึง fcc คือ 0.41 r และ 0.225 r

เพียงแค่ดูการสร้างระนาบที่อัดแน่นของโครงตาข่าย fcc (111) (รูปที่ 1.8, ก) เพื่อค้นหาความคล้ายคลึงที่สมบูรณ์ในการสร้างอะตอมในโปรยทั้งสองนี้ ความแตกต่างระหว่างโปรยเหล่านี้คือการสลับชั้น หากในโครงตาข่ายหกเหลี่ยมมีการสลับชั้นของ ABAB ฯลฯ ดังนั้นในโครงตาข่าย fcc: ABCABS (รูปที่ 1.8, ข), เช่น. ในกรณีนี้จะใช้ตำแหน่งที่สามที่เป็นไปได้ของชั้นที่ปิดสนิท

ความแตกต่างของอัตราส่วนพลังงานระหว่างโครงตาข่ายทั้งสองนี้ไม่มีนัยสำคัญและด้วยเหตุนี้ลำดับของชั้นที่สลับกันสามารถถูกรบกวนได้ง่ายในระหว่างการเปลี่ยนรูปพลาสติกรวมทั้งเป็นผลมาจากการเกิดข้อบกพร่องในคริสตัลในระหว่างการเจริญเติบโต ข้อผิดพลาดในการซ้อนที่เรียกว่า

ดังนั้นความแตกต่างที่ชัดเจนในการสร้างโครงตาข่าย hcp และ fcc จึงไม่มากนัก (รูปที่ 1.8)

คาร์บอนในรูปของเพชร ซิลิคอน เจอร์เมเนียม เอติน (สีเทา) มีลูกบาศก์สองเท่า ตะแกรงชนิดเพชร(รูปที่ 1.9) มันแตกต่างจากโครงตาข่าย fcc ตรงที่มีอะตอมเพิ่มอีก 4 อะตอมในช่องว่างทรงสี่ในแปดช่องจากทั้งหมดแปดช่อง ส่งผลให้โครงสร้างหลวมขึ้น

อะตอมของเพชรแต่ละอะตอมล้อมรอบด้วยเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดเพียงสี่อะตอม ซึ่งตั้งอยู่ที่มุมของจัตุรมุขปกติ หมายเลขประสานงานของโครงสร้างนี้คือ 4

ดังที่แสดงไว้ข้างต้น โลหะชนิดเดียวกันที่อุณหภูมิต่างกันสามารถมีโครงสร้างผลึกที่แตกต่างกันได้ ซึ่งเกิดจากการจัดสรรของพวกมัน

การเปลี่ยนแปลงแบบ allotropic (polymorphic) คือการเปลี่ยนแปลงในโครงตาข่ายเชิงพื้นที่ของวัตถุผลึก

ตัวอย่างของการเปลี่ยนแปลงแบบ allotropic รวมถึงการเปลี่ยนแปลงของรูปแบบ allotropic ที่อุณหภูมิต่ำ a - Fe โดยมีตาข่ายลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางร่างกายเป็นรูปแบบอุณหภูมิสูง g - Fe โดยมีตาข่ายลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ใบหน้า ที่อุณหภูมิ 910 ° C และ การเปลี่ยนแปลงภายหลังที่อุณหภูมิ 1,392 ° C g - Fe เป็น d - Fe โดยมีตาข่ายลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ร่างกายคล้ายกับ a - Fe การเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกันสามารถสังเกตได้ในไทเทเนียม เซอร์โคเนียม ฯลฯ ในไทเทเนียมและเซอร์โคเนียม รูปแบบ allotropic ที่อุณหภูมิต่ำคือ - Ti, a - Zr โดยมีโครงตาข่ายอัดแน่นหกเหลี่ยม ที่อุณหภูมิสูงกว่า 882 °C สำหรับไทเทเนียมและ 862 °C สำหรับเซอร์โคเนียม b - Ti และ b - Zr ซึ่งมีโครงขัดแตะตรงกลางตัวถังจะถูกสร้างขึ้น

อย่างที่คุณเห็น การเปลี่ยนแปลงแบบ allotropic เกิดขึ้นเมื่อโครงสร้างอะตอมของของแข็งผลึกเปลี่ยนแปลงเมื่อถูกความร้อนและความเย็น กระบวนการจัดเรียงใหม่ของโครงผลึกนั้นเกิดขึ้นโดยอุณหภูมิคงที่ เส้นโค้งการทำความเย็นของโลหะผสมที่อยู่ระหว่างการเปลี่ยนแปลงแบบ allotropic นั้นคล้ายคลึงกับเส้นโค้งที่สังเกตได้ในระหว่างการแข็งตัวของโลหะเหลว อุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงเรียกว่าจุดการเปลี่ยนแปลงวิกฤต ที่อุณหภูมิ (T 0) จะสังเกตสมดุลเฟสของพันธุ์ allotropic สองพันธุ์

เช่นเดียวกับกระบวนการตกผลึก การเปลี่ยนแปลงแบบ allotropic เกิดขึ้นกับการดูดซับความร้อนระหว่างการให้ความร้อนและการคายความร้อนระหว่างการทำให้เย็นลง การเปลี่ยนแปลงแบบ Allotropic (โดยการเปรียบเทียบกับกระบวนการตกผลึก) เกิดขึ้นผ่านการก่อตัวของนิวเคลียสและการเติบโตที่ตามมาดังนั้นจึงมักเกิดขึ้นเมื่อมีความเย็นยิ่งยวด (ระหว่างการทำความเย็น) และความร้อนสูงเกินไปเมื่อได้รับความร้อน

การเปลี่ยนแปลงแบบ Allotropic เกิดขึ้น เช่นเดียวกับกระบวนการตกผลึก ซึ่งเกี่ยวข้องกับความต้องการของระบบในการลดพลังงานอิสระ