Mikroszerkezet: szerkezet az atomokon túl, ami a mindennapjainkban olyan fontos. Ungár Tamás. ELTE, Fizikai Intézet, Anyagfizikai Tanszék

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Mikroszerkezet: szerkezet az atomokon túl, ami a mindennapjainkban olyan fontos. Ungár Tamás. ELTE, Fizikai Intézet, Anyagfizikai Tanszék"

Léna Fodor
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Mikroszerkezet: szerkezet az atomokon túl, ami a mindennapjainkban olyan fontos Ungár Tamás ELTE, Fizikai Intézet, Anyagfizikai Tanszék Az atomoktól a csillagokig, Atomcsill előadás sorozat november 20.

Fizikai Intézet, Anyagfizikai Tanszék Az atomoktól

2 Tudjuk, hogy az anyagok atomokból épülnek fel A szilárd anyagok jelentős részében az atomok szabályos rendben helyezkednek el: kristályos szerkezetűek

3 Kvarc ( hegyi kristály )

4 Gallium kristályok

5 Hó kristályok

6 Inzulin molekula Dorothy C. Hodgkin : Nobel díj, 1964 Inzuline monomer Zn atom

7 Inzulin kristályok 1 mm

8 Az inzulin kristályban az inzulin molekulák helyezkednek el szabályos rendben a kristályban.

9 Milyen az atomok elrendezése a kristályokban?

10 Vas atomok térbeli elhelyezkedésének legkisebb egysége: elemi cella

11 Réz atomok térbeli elhelyezkedésének legkisebb egysége: elemi cella

12 Egy kis kristálytan vas (Fe) réz (Cu) elemi cellái

13 Vas kristályok az elemi cella ismétlődéséből állnak

14 Szakadjunk el a kristályoktól, és foglalkozzunk az igazi anyagokkal!

15 Mire képes egy darab rézdrót?

16 Bicikli (vagy kerékpár?) Wikipedia: bicycle

17 A bicikli számtalan acél alkatrésze nagyon különböző igénybevételnek van kitéve

18 Ezért a különböző acélok tulajdonságai: a váz a küllők a lánc a fogaskerék koszorú az első villa stb. szívós, rugalmas szívós, erős nagyon szívós, nagyon erős nagyon szívós, kopásálló igen szívós, rugalmas

19 A különböző acélokat nem lehet felcserélni: Pl: fogaskerék-acélból készült váz nagyobb zökkenőnél eltörne vagy a váz-acélból készült fogaskerék néhány kilométer után teljesen elkopna dehát, mégis, mind: acél alapjában véve vas, Fe: plusz valami

vagy a váz-acélból készült fogaskerék néhány kilométer után

20 Ez a plusz valami a: mikroszerkezet a mikroszerkezet ezerféleképpen állítható elő: pl: ötvözéssel kovácsolással hevítéssel hűtéssel edzéssel ezek tetszőleges kombinációjával és még sok más módon

21 a mikroszerkezet mögött mindig ugyanaz a kristályszerkezet van A bicikli számtalan acél alkatrészének a kristályszerkezete mind-mind:

22 A rézdrótunk két állapotának a mikroszerkezete (1) megcsavarás után (2) melegítés után

23 A mikroszerkezet az elektronmikroszkópban látható a legjobban Nézzünk bele az elektronmikroszkópba

24 Vizsgált anyag, minta Kép Az ELTE, Fizikai Intézet Anyagfizikai Tanszék elektronmikroszkópja

25 (1) megcsavarás után (2) melegítés után 1 µm

26 (1) megcsavarás után (2) melegítés után Rengeteg rácshibát látunk 1 µm Kipusztultak a rácshibák

27 ezek a vonalszerű kristályhibák: diszlokációk

28 Damascus-i kard (Wikipedia) Damascusban a fegyverkovács rengeteg diszlokációt vitt be az acélba

29 A hegyek is deformálódnak

30 Fiatal gyűrt hegység a francia Alpokban Claude Choisel felvétele

31 Összegyűrt üledékes réteg Martin Miller felvétele az amerikai Rocky Mountains -ben

32 a hegyek kovácsa : a földkéregben a lemezek mozgása ezek persze nem sietnek, a hegyeket sok millió év alatt kovácsolják olyanokká, amilyeneket ma látunk, amikor utazunk, kirándulunk

33 kövek, hegyek, földkéreg-lemezek is diszlokációk keletkezésével deformálódnak

34 olivine : (Mg, Fe) 2 SiO 4 az egyik leggyakoribb ásvány a földkéregben a hegyek jelentős része ebből áll

35 diszlokációk deformált olivine-ben Patrick Cordier elektronmikroszkópos felvételei

36 gyengén deformált olivine Olivine: Wikipedia 10 µm 1 µm erősen deformált olivine

37 a kövek, vagy mélyen fekvő rétegek mikroszerkezete megmondja, hogy milyen és milyen mértékű volt a deformáció a földkéreg mozgása során

38 egy ELTE-s kísérlet Az elektronmikroszkópia mellett a röntgensugarak elhajlásából is meghatározhatjuk a mikroszerkezetet

39 Kérdés: Van-e szerepe a diszlokációknak 800 km-re a földfelszín alatt mintegy 2300 o C-on 25 GPa nyomáson? Milyen a szintetikusan előállított MgSiO 3 perovszkit mikroszerkezete?

40 A földkéreg sematikus ásványi összetétele (Wikipedia) Mélység P, T Felső réteg Átmeneti zóna Alsó réteg 100 km 410 km 520 km 670 km Olivine (Mg, Fe) 2 SiO 4 Wadsleyite (Mg, Fe) 2 SiO 4 Ringwoodite (Mg, Fe) 2 SiO 4 Pyroxenes (Mg, Fe)SiO 3 (Ca, Mg, Fe) 2 Si 2 O 6 Perovskite (Mg, Fe, Al)(Si, Al)SiO 3-x CaSiO 3 Garnets (Mg, Fe, Ca) 3 Al 2 Si 3 O 12 Garnets (Mg, Fe, Ca) 3 (Al, Si) 2 Si 3 O 12 Magnesiowustite (Mg, Fe)O 3 GPa 1100 C 13 GPa 1400 C 23 GPa 1600 C 2900 km 135 GPa 3500 C

41 D.J. Weidner et al., Science 266 (1994) 419. Sokkockás nyomáscella

42 Sokkockás berendezés Nagy térfogat: 1-12 mm 3 Nyomás: 28 GPa -ig Hőmérséklet: 2500 K -ig Bayerisches Geoinstitut

43 A vizsgálatra kiszemelt tartomány 1 mm

44 Saját fejlesztésű és építésű röntgen berendezés a mikroszerkezet vizsgálata céljából

45 Tipikus röntgen spektrumok A spektrumok szélessége jellemző 1 a diszlokációk szerkezetére I/I Max 0.1 hkl K [1/nm] E ΔK [1/nm]

46 A spektrumok szélességének jellegzetes menete megadja a diszlokációk szerkezetét és mennyiségét Breadths [1/nm] FWHM Integral Breadth K [ 1/nm ]

47 A földkéreg lemezek mozgásának modellezésében bátran figyelembe vehetjük a diszlokációk jelenlétét

48 Köszönöm a megtisztelő figyelmüket

50 A két különböző mikroszerkezet az elektronmikroszkópban Elektron nyaláb Vizsgált anyag, minta Kép

Hasonló dokumentumok

Mikroszerkezet Krisztallitonként Tömbi Polikristályos Mintában

Mikroszerkezet Krisztallitonként Tömbi Polikristályos Mintában Ribárik Gábor, Zilahi Gyula és Ungár Tamás Anyagfizikai Tanszék TAMOP Szeminárium, Visegrád 2012, január 18-20. Diffrakciós vonalak kiszélesedése