metallstruktuuride

Metallstruktuurid ehk metallide kristallstruktuurid kirjeldavad, kuidas metalli aatomid ruumis järjestatud on. Need struktuurid määravad tiheduse, kõvaduse, plastilisuse ja sulamite omadused ning mõjutavad materjalide käitumist erinevatel temperatuuridel. Enamik metalle on kristallilised; amorfsed metallid esinevad harva.

Peamised kristallistruktuuri tüübid on kubilised ja hexagonaalsed. Kubiliste struktuuride kaks peamist vormi on keha-keskne kubiline (BCC) ja näopõhine kubiline (FCC). BCC-struktuuris paiknevad aatomid kubiku nurkades ja selle keskel; FCC-struktuuris paiknevad aatomid nii kubiku nurkadel kui iga näo keskpunktis. Hexagonaalselt tihedalt pakitud (HCP) struktuur on kolmas oluline tüüp, kus aatomid moodustavad tihedalt pakitud kihistruktuuri.

Metallid erinevad oma struktuuri poolest. FCC-struktuuriga metallid on tavaliselt väga plastilised ja tihedalt pakitud, näiteks alumiinium (Al), vask (Cu), kuld (Au) ja hõbe (Ag). HCP-struktuuri metallid, nagu magneesium (Mg) ja titaan (Ti), ning tsink (Zn), näitavad kõrget tihedust ning tavaliselt piiratud plastilist deformatsiooni. BCC-struktuuri metallid, nagu raud (Fe) toatemperatuuril (α-Fe), ning niobium (Nb), molübdeen (Mo) ja volfram (W), on sageli kõvemad.

Raud on allotroopne: α-Fe on BCC toatemperatuuril ja γ-Fe FCC; δ-Fe on BCC kõrgematel temperatuuridel. Sulamites, eriti süsiniku lisandudes terases, muutub aatomite paigutus ning see suurendab tugevust ja kõvadust.

Kristallstruktuuri uuritakse peamiselt röntgendifraktsiooni abil, mis võimaldab määrata aatomite asendid ja tiheduse.