1. Ökade atomvibrationer:
* När temperaturen ökar får atomerna inom gitteret kinetisk energi och vibrerar kraftigare.
* Dessa vibrationer stör det vanliga, ordnade arrangemanget av atomer inom gitteret.
* Amplituden av vibrationer ökar med temperaturen, vilket leder till större förskjutning av atomer från deras jämviktspositioner.
2. Utvidgning av gitter:
* Ökade vibrationer får atomerna att trycka längre isär, vilket leder till en utvidgning av gitteret.
* Denna expansion resulterar i en ökning av volymen av det fasta ämnet.
* Koefficienten för värmeutvidgning, som beskriver volymförändringshastigheten med temperatur, är en materiell egenskap som bestämmer omfattningen av expansion.
3. Försvagning av obligationer:
* De ökade atomvibrationerna försvagar bindningarna som håller atomerna ihop i gitteret.
* Denna försvagning av obligationer minskar de sammanhängande krafter som upprätthåller den fasta strukturen.
4. Punktfel:
* Vid höga temperaturer kan den ökade energin få vissa atomer att bryta sig loss från deras gitterpositioner, skapa punktdefekter som lediga platser (tomma gitterplatser) och interstitialer (atomer som ockuperar positioner mellan gitterplatser).
* Dessa defekter stör ytterligare gitterstrukturen.
5. Fastransformationer:
* Uppvärmning av ett fast till en tillräckligt hög temperatur kan få den att genomgå en fasomvandling, byte från en fast till en vätska eller en gas.
* Den specifika temperaturen vid vilken detta inträffar kallas smältpunkten respektive kokpunkten.
* Fastransformationer involverar betydande förändringar i kristallgitteret, vilket ofta resulterar i en fullständig förlust av långsiktig ordning.
6. Gitterdiffusion:
* Vid förhöjda temperaturer kan de ökade atomvibrationerna få atomer att hoppa från en gitterposition till en annan.
* Denna process, känd som gitterdiffusion, möjliggör omarrangemang av atomer inom kristallstrukturen.
7. Termisk nedbrytning:
* Extremt höga temperaturer kan orsaka irreversibla förändringar i kristallgitteret, vilket leder till termisk nedbrytning.
* Detta kan involvera brytning av bindningar, bildning av nya faser eller till och med den fullständiga förstörelsen av gitterstrukturen.
Sammanfattningsvis påverkar uppvärmning av ett fast till höga temperaturer avsevärt dess kristallgitter genom att öka atomvibrationerna, utvidga gitteret, försvaga bindningarna, skapa defekter och potentiellt orsaka fastransformationer. Dessa förändringar påverkar de fasta materialens fysiska och kemiska egenskaper.
