“Металл қуйиш усуллари” мавзусини

BA‟ZI JIHATLARI. 
I.1 METALLARNING TARKIBI UNING TUZILISHI XOSSALARI VA 
TURLARI 
Qattiq jismlarning ichki tuzilishini Rentgen nurlari bilan yoritib 
o„rganish shuni ko„rsatadiki, ularning atomlari fazoda ma‟lum tartibda yoki tartibsiz 
joylashgan. Atomlari fazoda tartibli joylashgan jismlar kristall jismlar deyiladi. 
Atomlari fazoda tartibsiz joylashgan jismlar esa amorf jismlar deyiladi. Kristall 
jismlarning atomlari fazoda ma‟lum qonuniyatga asosan kristall panjara tuguni 
atrofida tebranib turadi. Fazoviy panjaraning tuzilishi va atomlarning unda 
joylashishi metallning turiga bo„g„liq. Metallarda quyidagi xillarda bo„luvchi kristall 
panjaralar ko„proq uchraydi: 
1. Hajmi markazlashgan kub panjara. Bunday kristall panjarada metall 
atomlarining 8 tasi kubning uchlarida va bittasi kub markaziga joylashgan bo„ladi. 
Bunday kristall panjara Fe(, Cr, V, W, Mo, li va boshqa metallarga xos(1-rasm, a).
2. Yoqlari markazlashgan kub panjara. Bunday panjarada metall atomlarining 8 
tasi kubning uchlarida, 6 tasi yoqlarning markazlarida joylashgan bo„ladi. Bunday 
kristall panjara Fe(, Al, Cu, Ni, Co, Pb va boshqa metallarga xos (1-rasm, b).
3. Geksogonal panjara. Bunday kristall panjarada metall atomlarining 12 tasi olti 
qirrali prizmaning uchlarida 2 tasi prizmaning ustki va ostki asoslari markazlarida va 
3 tasi prizmaning o„rta qismida joylashgan bo„ladi. Bunday kristall panjara Zn, Mg, 
Ti, Be va boshqa metallarga xosdir(1-asm,v).
1-rasm. Kristall panjaralarning turlari: 
a) hajmi markazlashgan kub panjara;
b) yoqlari markazlashgan kub panjara; 
v) geksogonal panjara. 

---

9 
a) b) v) 
Metallarning kristall tuzilishi haqidagi tushunchani elementar kristall katak 
(yacheyka) orqali ifodalash oson, elementar katak deganda, atom kristall 
tuzilishining eng kichik qismi tushunilib, ana shu katakni uch o„lcham bo„yicha ko„p 
martalab qaytarilishi natijasida jismning fazoviy kristall panjarasi hosil bo„ladi. 
Elementar kristall panjaralarning qirralari, odatda, a, b, c bilan belgilanadi va bu 
ko„rsatkichlar kristall davrini belgilaydi yoki qaytarilsh (uzatish) vektori deb ham
ataladi. Ana shu elementar katakchani xarakterlash uchun yana koordinatsion son, 
atomlar joylashishining zichlik koeffisienti degan tushunchalar ham kiritilgan. 
Kristall katakchaning turi koordinatsion son tushunchasi bilan ifodalanadi. Kristall 
panjarada eng yaqin bir xil masofada turgan atomlar soniga shu kristall panjaraning 
koordinatsion soni deb ataladi va u harflar bilan belgilanadi. Masalan, oddiy kub 
katakning koordinatsion soni 6 ga teng bo„lib, K6; markazlashgan kub katakchaniki 
K8; yoqlari markazlashgan kub katakniki K12, atomlari zich joylashgan geksagonal
katakniki G12 ga teng. Kub katakchalarning o„lchamlari qiymati atom o„lchamlari 
qiymati bilan belgilanadi, bunday o„lchov birligi nanometer (nm) deb ataladi.
Kristall panjara turlari 14 ta bo„lsa, shundan metallarda 4 ta turdagi elementar 
katakcha ya‟ni oddiy, hajmi markazlashgan, yoqlari markazlashgan kub katakchalar
va geksogonal katakcha turlari ko„p uchraydi.

---

10 
Metallarning kristall panjara turi aniq bo„lsa, atomlarining o„lchamlarini 
hisoblash bilan aniqlash mumkin. Masalan, K8 kristall panjara uchun d=a/2 bo„lsa, 
K12 kristall panjara uchun esa d=a/3 bo„ladi.
1-jadval 
Ba’zi metallarning elementar katakcha o‘lchamlari
Атом катакчанинг тури 
Металлар
Элементар панжара қирралари ўлчами, нм 
(1 нм = 10-9см) 
K6 
Fe 
a=b=c; a=0,28606 
K8 
Cr 
a=b=c; a=0,28788 
K12 
Ni 
a=b=c; a=0,35165 
G12 
Ti

a=0,2951; c=0,4679; c/a=1,5873 
Kristall panjara xususiyatini belgilaydigan ya‟na bir muhim o‟lcham - bu har bir 
elementar katakchaga to‟g‟ri keladigan atomlar soni. Masalan, K8 kristall panjara 
tugunchlarida 8 ta atom bo‟lib, bu atomlarning har biri 8 ta yana shunaqa elementar 
katakchaga tegishlidir (fazoda). Demak, har bir katakchaga bir atomgina to‟g‟ri
keladi. Lekin K8 yacheykaning markazida turgan atom shu elementar katakchaning 
o‟zigagina tegishli ekanini hisobga olsak, har bir elementar kristall katakchaga 
to‟g‟ri keladigan atomlar soni 2 ga teng bo‟ladi.
Real kristallarning tuzilishi. Kristall panjara nuqsonlari. Keyingi yillarda elektron 
mikroskop va rentgen analizlari real kristallarning tuzilishida turli nuqsonlar mavjud 
bo‟lishini ko‟rsatdi. Bu nuqsonlar uch guruhga - nuqtaviy, chiziqli va sirt 
nuqsonlarga bo‟linadi. 
Nuqtaviy nuqsonlarga vakansiyalar, ya„ni kristall panjaraning bo‟sh joylari va oraliq 
atomlar - tugunlar oralig‟iga siljigan atomlar kiradi (2-rasm, a). Bu nuqson 
metallarda diffuzion jarayonlarning kechishida muhim ahamiyat kasb etadi. 
Chiziqli nuqsonlarning eng muhim turi – dislokatsiyalardir (2-rasm, b). Metallning 
atomlar siljigan (sirpangan) sohasi bilan atomlar siljimagan sohasi orasidagi chegara 
dislokatsiya deb ataladi. 
Dislokatsiyaning muhim xususiyatlaridan biri uning zichligidir. Kristallning 1sm2 
yuzasini kesib o‟tgan dislokatsiyalar soniga dislokatsiya zichligi deyiladi. Juda sekin 

---

11 
kristallanayotgan jismlarning dislokatsiya zichligi 102...104sm-2 ga teng. 
Muvozanatdagi polikristallarning dislokatsiya zichligi 106...107sm-2 ga yetadi Juda 
katta plastik deformatsiya natijasida dislokatsiya zichligi 108...1012sm-2 ga yetishi 
mumkin. 
Kristall jismdagi dislokatsiya panjaraning qiyshayishiga sabab bo‟ladi. Tashqi kuch 
ta„sirini kritik qiymatdan oshirish metallda darz hosil bo‟lishiga sabab bo‟ladi. 
a) b) 
2-rasm.Kristall panjarada uchraydigan nuqsonlar: a) vakansiya; b) dislokatsiya
. 
Metallarning allotropik shakl o„zgarishlari 
Kristall panjaraning har xil turlarining mavjudligi jismning eng kam ichki potensial 
energiyaga ega bo„lishi, shu sharoitda jismning ma‟lum bir turg„unlikka ega 
ekanligini ifodalaydi. Ma‟lum sharoitga ko„p elementlar K8 elementar katakcha 
shaklida bo„ladi, qolgan elementlar esa G6 yoki K12 ko„rinishda bo„ladi. Lekin 
kristall panjara turg„un bo„lgan sharoitda harorat oralig„i yoki mavjud sharoit 
o„zgarsa, yangi turg„un sharoitga mos bo„lgan kristall panjara turi ham o„zgaradi.
Masalan, birgina temir elementi sharoitga qarab, K8 va K12, kobalt elementi K12 va 
G6 kristall panjaralarga ega bo„lishi mumkin.
Metallarning turli sharoitda bosim o„zgarmaganda har xil haroratda turli 
kristall panjara hosil qilish xususiyati allotropiya yoki polimorfizm deyiladi.

---

12 
Allotropiya so„zi grekcha allos - boshqa va tropos - burilish so„zlaridan 
tuzilgan bo„lib, ba‟zi kimyoviy elementlarining, jumladan ba‟zi metallarning erkin 
holatda fizikaviy hamda kimyoviy xossalari turlicha bo„lgan shakllarda bo„la 
olishini bildiradi. Polimorfizm so„zi grekcha polumorphos - xilma-xil so„zidan 
olingan bo„lib, ba‟zi metallarning o„z kimyoviy tarkibini o„zgartirmagan holda har 
xil kristall shakllarda bo„la olish xususiyatini bildiradi.
Metallardagi polimorf o„zgarish izotermik (harorat o„zgarmasdan sodir 
bo„ladigan) jarayon bo„lib, u issiqlik chiqarish yoki yutish xususiyatiga ega. 
Boshqacha qilib aytganda, polimorf o„zgarishda qayta kristallanish sodir bo„ladi.
Birgina elementning bir necha turdagi kristall panjara ko„rinishlari polimorf 
qatorni tashkil qiladi. Bu qator (, (, (, (…bilan belgilanadi. Metallardan Fe, Sp, Co, 
Ti va boshqalar polimorfizm xossasiga egadir.
Temir 1539 0S da kristallana boshlaydi, natijada hosil bo„lgan kristall panjara 
turi markazlashgan kub katakcha (K8) shaklida bo„ladi. Demak, 1392 0S dan 1539 
0S gacha K8 shaklida ((-modifikatsiya) bo„ladi. Sovish harorati 1392 0S ga yetganda
kristall katakchaning shakli o„zgaradi (K8→K12), yani polimorf o„zgarish ro„y 
beradi. Harorat 911 0S gacha pasayganda ya‟na polimorf o„zgarish ro„y beradi 
(K12→K8). Yoqlari markazlashgan (K12) kub katakcha ya‟na hajmi
markazlashgan (K8) kub katakchaga o„tadi.
Yoqlari markazlashgan kub katakcha temirning (-modifikatsiyasi deyiladi, 9110S 
dan kichik haroratda hosil bo„lgan markazlashgan kub katakcha (-modifikatsiya 
deyiladi. Demak, qizdirilganda ham xuddi shu jarayon qaytariladi ((→(→δ), (-
hamda (-modifikatsiyalarning kub katakchalari shakli bir xil bo„lganligi uchun (-
modifikatsiyani yuqori haroratli (-modifikatsiya deb ham ataladi.
Metallardagi polimorf o„zgarishlar faqat o„zgarmas harorat oralig„igagina 
bog„liq bo„lmasdan, balki y‟uqori bosim ta‟sirida allotropik shakl o„garishi sodir 
bo„lishi mumkin. Masalan, bosim ostidagi polimorf o„zgarishlarni texnikada 
qo„llanishiga misol qilib sun‟iy olmos olish jarayonini ko„rsatish mumkin. Uglerod 
yuqori harorat ta‟sirida olmos modifikatsiyasiga o„tadi. Sun‟iy olmos texnikaning 
turli sohalarida keng qo„llaniladi.

---

13 
Metallarningg birlamchi kristallanishi 
Metallning atomlari tartibsiz harakatda bo„lgan suyuq holatdan atomlari batartib 
joylashgan qattiq holatdga o„tish jarayoni birlamchi kristallanish deyiladi.
Har qanday modda sharoit o„zgarganda kichik erkin energiyali, barqaror 
holatga o„tishga intilishi sababli bu jarayonda issiqlik ajraladi yoki yutiladi. Bunda 
ma‟lum qonuniyat asosida moddaning erkin energiyasi o„zgaradi.
Ma‟lumki, metall hali suyuqligida uning atomlari uzluksiz betartib harakatda 
bo„ladi. Metall harorati pasaygan sari atomlarning tartibsiz harakati ham susayib, 
ma‟lum bir haroratdan boshlab, suyuq metallning ayrim sohalarida kristallanish 
markazini hosil qiluvchi atomlar guruhi vujudga keladi, u “tug„ma” kristallanish
markazlari deyiladi. Jarayonda bu markazlarning ba‟zilari tartibsiz harakatda 
bo„lgan atomlarning kelib urilishlari natijasida parchalanib ketsa, ba‟zilari esa
bombardimon qilinmay qoladi. Bu “turg„ma” turg„un markazlar atrofida metall 
kristallana boshlaydi. Metallda erimagan turli oksidlar va metallmas zarrachalar ham 
kristallanish markazlari rolini o„ynaydi.
Kristallanishning 
dastlabki 
davrida 
vujudga 
keladigan 
kristallar 
(monokristallar) ma‟lum geometrik shaklda bo„lib, erkin o„sa boradi, lekin ularning 
biri ikkinchisidan o„zining o„lchamlari va o„sish yo„nalishi bilan farq qiladi. 
O„sayotgan bu kristallar bir-biri bilan to„qnashganda ularning to„g„ri geometrik 
shakli buzilib, avvalgi yo„nalishlar buyicha kristallarning erkin o„sishi to„xtab, 
o„sish to„sqinlik bo„lmagan y‟onalishida davom etadi. Shunday qilib, kristallanish 
to„la tugaganda turli shaklli, o„lchamli va turli tomonga yunalgan donalar hosil 
bo„ladi (3-rasm). Donalar o„lchami kristallarning o„sish tezligi (K.T.) ga va 
kristallanish markazlari soni (M.S.) ga bog„liq. 4-rasmda kristallarning o„sish tezligi 
va markazlari sonining o„ta sovish darajasi (n) ga qarab o„zgarishi sxematik ravishda 
ko„rsatilgan.

---

14 
3- rasm. Kristallarning o‟sish sxemasi. 
4-rasm. Kristallarning o‟sish tezligi (KT) va kristallanish markazlari soni (MC) ning
o‟ta sovish darajasi (n) ga qarab o‟zgarish grafigi. 
Ushbu diagrammaga asoslanib, hajm birligidagi dona o„lchamlarining K.T. 
va M.S. ga bog„liqligini quyidagi formula bilan ifodalash mumkin: