Allotropik Dönüşüm Nedir ? Kalayın Allotropik Dönüşümü

0
2970

Bir çok malzemenin belli bir kristal yapısı vardır (cam hariç). Bu kristal yapı demek malzemenin içindeki atomların belli bir düzene göre sıralanmasıdır. Eğer sıcaklıkla bu kristal dizilimin şekli değişiyorsa buna allotropi nedir. Bazen bu kristal yapı hem sıcaklığa hem de dış basınca bağlıdır.

Örnek olarak karbonun allotropic dönüşümlerini verebiliriz. İlk olarak karbonun kristal yapısının değişmesi sonucu oluşan grafit, ortam koşullarında kararlı polimorf olmakla birlikte, ikincisi ise başka bir allotropisi olan elmas, aşırı yüksek basınçlarda oluşturulmuştur.

Aynı zamanda, saf demir, oda sıcaklığında BCC(Hacim Merkezli Kübik yapı) kristal yapısına sahiptir ve bu da 912 ° C ‘de  FCC(Yüzey Merkezli Kübik yapı) demirine dönüşür. Çoğunlukla, yoğunluk ve diğer fiziksel özelliklerde bir değişiklik ile değişmektedir.

 

Allotropik dönüşüme uğrayan bir başka metal de kalaydır. Oda sıcaklığında hacim merkezli bir tetragonal kristal yapısına sahip olan beyaz (veya b) kalay, 13.2 ° C’ de  griye dönüşür. Bu değişimin gerçekleşmesi çok yavaştır. Bununla birlikte, sıcaklık ne kadar düşük olursa (13,2 ° C’ın altında) hız o kadar hızlı olur.

kalayın allotropik değişimi kristal yapısı
kalayın allotropik değişimi kristal yapısı

 

Bu beyaz-gri-kalay dönüşümüne eşlik eden hacimde bir artış meydana gelir (% 27) ve buna bağlı olarak yoğunlukta bir azalma (7,30 g / cm3 – 5,77 g / cm3) olur. Sonuç olarak, bu hacim genişlemesi, beyaz kalay metalinin gri allotropun iri bir toza dönüşmesine neden olur.

 

 

Normal yarı sıcaklıklar için, dönüşümün meydana gelmesi çok yavaş olduğu için kalay ürünlerinin kullanımı esnasında bir parçalanma söz konusu değildir.

Bu allotropik dönüşüm, 1850’de Rusya’da oldukça dramatik sonuçlar doğurmuştur. O yılın kışları soğuktu ve rekor düşük sıcaklıklar uzun süre devam etti. Bazı Rus askerlerinin üniformaları teneke düğmelere, birçoğu aşırı soğuk şartlar nedeniyle parçalandı toz oldu.

Bu dönüşüm aşağıda örnek numunede gösterilmiştir;

kalayın allotropik dönüşüm sonucu kırılması
kalayın allotropik dönüşüm sonucu kırılması

 

Şekilde de görüldüğü gibi kalay numunesi düşük sıcaklıkalarda (13,2 ° C’ın altında) tutularak ollotropik dönüşüm sonucu ve buna bağlı olarak değişen kristal yapı sonucu çatlayarak toz halini almıştır.

Yazı hakkında düşüncelerinizi ve sorularınızı yazabilirsiniz...