Upakowanie modelowe proszków - omówienie

Nasza ocena:

3
Pobrań: 105
Wyświetleń: 1078
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Upakowanie modelowe proszków - omówienie - strona 1 Upakowanie modelowe proszków - omówienie - strona 2 Upakowanie modelowe proszków - omówienie - strona 3

Fragment notatki:

Laboratorium z Nauki o Materiałach II  Ćwiczenie 1: Badanie upakowania modelowych proszków, symulacje komputerowe  ________________________________________________________________________    BADANIE UPAKOWANIA MODELOWYCH PROSZKÓW,                                 SYMULACJE KOMPUTEROWE  I. Wprowadzenie    Problem  przestrzennego  rozmieszczenia  kul  stanowi  kluczowe  zagadnienie  wielu  badań  natury  fizykochemicznej  i  inżynieryjnej.  Wśród  tych  badań  szczególne  miejsce  zajmują  badania  strukturalne  nad  przestrzennym  rozmieszczeniem  cząstek:  atomów  i  molekuł  w  kryształach,  substancjach  amorficznych  i  klasterach  oraz  cząstek  fazy  stałej  w  roztworach  koloidalnych,  żelach  oraz  proszkach  poddawanych  spiekaniu.  Odrębną  grupę zagadnień stanowią modelowe badania nad strukturą i ruchem cieczy. Pierwszy raz  problem  upakowania  jednakowych  kul  został  postawiony  prawie  400  lat  temu  przez  matematyka i astronoma J. Kepl era w związku z jego zainteresowaniami atomową teorią  b udowy materii. Wśród wszystkich możliwych kształtów atomów, kształt kulisty wydawał  się najbardziej uprzywilejowany. Zatem, jeśli materia byłaby  zbudowana z niepodzielnych  cząstek,  to  każde  materialne  ciało  powinno  przypominać  układ  mniej  lub  bardziej  wype łniony  kulistymi  atomami.  Słusznie  uważano,  że  badając  sposób  upakowania  pomarańczy  w  skrzynce  można poznać  jeden z tajników  materii.  Kepler domyślił się, że  struktura  najgęstszego  upakowania  odpowiada  heksagonalnemu  gęstemu  ułożeniu  kul,  ale  nie  potrafił  udowodnić,  że  większego  stosunku  objętości  kul  do  wypełnionej  przestrzeni nie da się osiągnąć.  Z  hipotezą  Keplera  zmagali  się  najwięksi  matematycy.  Pierwszego  znaczącego  postępu  dokonał  w  XIX  wieku  C.  F.  Gauss.  Dowiódł,  że  nie  można  uzyskać  gęstszego  upako wania kul w przypadku, gdy pakujemy je w sposób periodyczny.  Obecnie wiadomo  (dowód  matematyczny  na  250  stronach),  że  periodyczne  ułożenie  kul,  odpowiadające  heksagonalnemu  ułożeniu,  jest  najgęstszym  możliwym.  Przeczy  to  hipotezie  Coxetera  [1,2],  że  chaotyczne  (statystyczne)  upakowanie  kul  może  tworzyć  układ  o  wyższej  gęstości.    Laboratorium z Nauki o Materiałach II  Ćwiczenie 1: Badanie upakowania modelowych proszków, symulacje komputerowe  ________________________________________________________________________ 

(…)

… zależy od promienia
kuli i jest całkowitym przybliżeniem wartości 100r (r - promień kuli). W trakcie obliczeń,
program wyświetla okno dialogowe, pokazujące stopień zaawansowania obliczeń w
procentach upakowania kul w naczyniu. Po zakończeniu obliczeń, odczytujemy liczbę
umieszczonych w naczyniu kul, gęstość upakowania oraz rozkład liczby koordynacyjnej,
tj. ilość kul stykających się z zadaną liczbą…
… zależy od promienia
kuli i jest całkowitym przybliżeniem wartości 100r (r - promień kuli). W trakcie obliczeń,
program wyświetla okno dialogowe, pokazujące stopień zaawansowania obliczeń w
procentach upakowania kul w naczyniu. Po zakończeniu obliczeń, odczytujemy liczbę
umieszczonych w naczyniu kul, gęstość upakowania oraz rozkład liczby koordynacyjnej,
tj. ilość kul stykających się z zadaną liczbą…
… dla periodycznego gęstego upakowania, przeczą również
6
badania nad strukturą sieci krystalicznej. Znakomita część kryształów, realizując zasadę
o minimum energii, przyjmuje taką strukturę, aby atomy ułożyły się według wzoru
Keplera.
Rozmieszczenie kul zgodne z uporządkowaniem heksagonalnym
Gęsto upakowana pojedyncza płaszczyzna przypomina plaster miodu zbudowany z
sześciokątów. Druga płaszczyzna przesuniętą jest względem pierwszej w taki spo sób,
że kule (atomy, jeśli opisujemy strukturę krystaliczną) zajmują położenia w lukach.
Istnieją dwa typy luk w zależności od położenia. Oznacza się je literami B i C, podczas
gdy położenia atomów pierwszej płaszczyzny oznacza się literą A (patrz Rys. 1).
Dowolna kula, niezależnie od}tego. które położenie zajmuje, ma liczbę koordynacyjną
l.k.= 12, tj. sąsiaduje z 12 innymi…
... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz