Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ - Генералов М.Б.
ISBN 5-94628-130-5
Скачать (прямая ссылка):
Газообразные включения (пары, газы) постоянно содержатся в сыпучих средах в свободном и растворенном видах. Растворен-
30 ные газы находятся и в составе жидких связующих и флегматизирую-щих веществ. Они влияют на структуру этих веществ и ощутимо реагируют на изменение температуры и давления.
Часть свободных газов может сообщаться с атмосферой (собственно свободные), часть находится в замкнутом массиве пористого тела (защемленные газы). Эти газы являются основными, они заполняют поры, трещины и т.п.
В неуплотненном насыпном состоянии поры сыпучего материала заполняются главным образом воздухом, соединяющимся с атмосферой. В процессе механического уплотнения сыпучих материалов и уменьшением их пористости увеличивается доля защемленного газа.
Наличие защемленных и растворимых газов в структуре сыпучих тел может существенно влиять на процесс их деформирования, обусловливая сжимаемость жидких и пластичных связующих веществ и свойства пористых тел в целом.
Формы и размеры твердых частиц. Формы и размеры кристаллов в природе чрезвычайно разнообразны. Изучением их занимается наука кристаллография. При описании правильной внутренней структуры кристаллов обычно пользуются понятием кристаллической решетки. Кристаллическая решетка представляет собой пространственную сетку, в узлах которой располагаются частицы (атомы, ионы, молекулы), характеризующаяся периодической повторяемостью в трех измерениях. Плоские грани кристалла, образовавшегося в равновесных условиях, соответствуют атомным плоскостям, ребра — рядам атомов. Существование кристаллической решетки объясняется тем, что равновесие сил притяжения и отталкивания между атомами, соответствующее минимуму потенциальной энергии системы, достигается при условии трехмерной периодичности.
Для определения свойств кристаллической решетки достаточно знать размещение атомов в ее элементарной ячейке. Повторением параллельных переносов (трансляций) этой ячейки образуется кристаллическая решетка.
Элементарная ячейка имеет форму параллелепипеда с характерным для данной решетки расположением атомов (рис. 2.1). В элементарной ячейке может размещаться от одного атома (химические элементы) до IO2 (химические соединения) и IO3 -г IO6 атомов (белки, вирусы). В соответствии с этим длины ребер (периоды) кристаллической решетки различны от нескольких до сотен и тысяч ангстрем. Любому атому в данной ячейке соответствует трансляционно-эквивалентный атом в каждой другой ячейке кристалла.
Если взять большое число одинаковых кристаллических ячеек и вплотную уложить их в определенном объеме, сохраняя параллельность ребер и граней, то получим пример строения идеального монокристалла.
31 -~й Важнейшим геометрическим свойст-
/ ;*г вом кристаллов, кристаллических реше-/ ;л ток и их элементарных ячеек является / I симметрия по отношению к определен-
* ным направлениям (осям) и плоскостям. Число возможных видов симметрии ограничено.
По внешней форме ячейки в зависимости от углов между ее гранями а, Р, у и от соотношения между длинами ребер а, Ь, с различают семь кристаллических систем (сингоний): кубическую, тетрагональную, гексагональную, тригональную, ромбическую, моноклинную, триклинную. Являясь наиболее крупным классификационным подразделением в симметрии кристаллов, каждая сингония по признаку точечной симметрии включает несколько групп (Браве решетки, всего 14) и (Федоровские пространственные группы, всего 230).
В кристаллах кубической системы все углы элементарной ячейки прямые и все ребра равны между собой (a = P = у = 90°, а = Ъ = с).
Простейшая ячейка тетрагональной системы представляет собой прямоугольный параллелепипед, в основании которого лежит квадрат. От соответствующих решеток кубической системы их отличает только неравенство ребер (a = P = у = 90°, а = с* Ь).
Элементарная ячейка гексагональной системы представляет собой прямую призму, в основании которой лежит ромб с углами 60 и 120°. Два угла между осями прямые, а один равен 120° (а = у= 90°, P= 120°). Высота элементарной призмы не равна длине стороны ромба, лежащего в основании (а = с* Ь).
В тригональной системе элементарная ячейка представляет собой ромбоэдр, система имеет и другое название — ромбоэдрическая. Углы а, Р, у одинаковы, отличные от 90° и меньше 120°; при этом а = Ь = с.
Элементарная ячейка ромбической системы представляет собой прямоугольный параллелепипед с различной длиной ребер (a = P = = Y= 90°, а*Ь*с).
В моноклинной системе элементарная ячейка представляет собой наклонный параллелепипед, две пары граней которого являются прямоугольниками, а одна пара параллелограммом. Одно ребро ячейки перпендикулярно к двум другим (a = P = 90°, у* 90°; а * Ьф с).
Триклинная система имеет элементарную решетку, все ребра которой различны (а * Ьф с) и углы не равны между собой (а * 90°, P * 90°, уФ 90°).
32
Рис. 2.1. Элементарная ячейка кристаллической решетки Современные методы структурного анализа кристаллов (рентгеновский структурный анализ, электронография, нейтронография) позволяют определить расположение атомов в элементарной ячейке кристаллов (расстояния между ними), параметры тепловых колебаний кристалла, распределение электронной плотности между атомами, ориентацию их магнитных моментов и т.п.
