Material science and engineering, appliactions

1. Struktura e Atomeve dhe Metaleve
• Struktura atomike dhe mënyra e renditjes së atomeve në rrjete
kristalore përcakton vetitë e materialeve metalike.
• Metalet posedojnë lidhje metalike ku elektronet valencë lëvizin
lirshëm duke krijuar det elektronik.
• Kjo ndihmon për të shpjeguar fortësinë, përçueshmërinë, duktulitetin
dhe vetitë termike.

2. Përkufizimi i Atomit
•Atomi është njësia më e vogël e materies që ruan vetitë kimike.
•Përbëhet nga bërthama dhe elektronet që rrotullohen rreth saj.
•Bërthama përmban protonet dhe neutronet.
Pjesa Ngarkesa Vendndodhja
Proton Pozitive (+) Bërthama
Neutron Neutrale (0) Bërthama
Elektron Negative (-) Orbitale

3. 3
• Çfarë nxit lidhjen?
• Çfarë lloje lidhjesh ekzistojnë?
• Cilat veti nxirren nga lidhjet?
Struktura Atomike dhe Lidhja Ndëratomike

4. Numri Atomik dhe Masa Atomike
• Numri atomik (Z) është numri i protoneve në bërthamë
dhe përcakton elementin.
• Masa atomike (A) është shuma e protoneve dhe
neutroneve në bërthamë.
• Shembull: Al (Z=13), Fe (Z=26), Cu (Z=29).

5. Konfigurimi Elektronik
•Elektronet vendosen në shtresa dhe orbitale (s, p, d, f).
•Elektronet e valencës përcaktojnë aftësinë lidhëse.
•Shembull: Cu → [Ar] 4s¹ 3d¹ .
⁰

6. Lidhja Metalike
• Në metalet, elektronet e valencës lëvizin lirshëm dhe formojnë një
det elektronik.
• Atomet metalike bëhen jone pozitive të rregulluara në rrjetë
kristalore.
• Kjo lidhje shpjegon duktilitetin dhe formueshmërinë e metaleve.
•Atomet metalike lëshojnë elektrone valencë.
•Elektronet lëvizin lirshëm
•Shpjegon:
•Përçueshmëri të lartë
•Plastikitet
•Shkëlqim metalik

7. Materialet Kristalore dhe Amorf
• Materialet kristalore kanë renditje të rregullt atomike në të gjithë
volumit e tyre.
• Materialet amorfe nuk kanë renditje të largët strukturore.
• Shumica e metaleve janë kristalore në temperatura normale.
Tipi Struktura Shembull
Kristalore Rrenditje e rregullt Metale
Amorf Pa renditje të largët Qelqi

8. Celula njësi
•Njësia themelore që përsëritet në kristal.
•Përshkruhet me dimensionet a, b, c dhe këndet α, β, γ.
•Forma e qelizës përcakton sistemin kristalor.

9. Sistemet Kristalore
• Rrjetat kristalore klasifikohen në 7 sisteme kryesore sipas
dimensioneve të qelizës njësore.
• Këto sisteme përcaktojnë simetrinë dhe formën gjeometrike të
strukturës.
• Kuptimi i tyre është themelor për analizën e vetive metalike.
1. Kubik
2. Tetragonal
3. Ortrombik
4. Rombik
5. Heksagonal
6. Monoklinik
7. Triklinik

10. Tabela1. Sistemet Kristalore
Sistemi a,b,c Këndet
Kubik a=b=c α=β=γ=90°
Tetragonal a=b≠c α=β=γ=90°
Ortrombik a≠b≠c α=β=γ=90°
Rombik a=b=c α=β=γ≠90°
Heksagonal a=b≠c α=β=90°, γ=120°
Monoklinik a≠b≠c α=γ=90°, β≠90°
Triklinik a≠b≠c α≠β≠γ≠90°

11. Rrjetat Bravais
1. Bravais përcaktohen nga simetria dhe renditja e qelizës njësore.
2. Sistemi Kubik: Simple, BCC, FCC.
3. Sistemi Tetragonal: Simple, Body-Centered.
4. Sistemi Ortrombik: Simple, Base-centered, Body-centered, Face-centered.
5. Sistemi Heksagonal (HCP): paketim i dendur.
6. Sistemet Monoklinik dhe Triklinik kanë simetri më të ulët.

12. Rrjeta kubike e thjesht
• I rrallë për shkak të dendësisë së ulët të paketimit
(vetëm Po e ka këtë strukturë).Drejtimet e paketuara
ngushtë janë skajet e kubit.
• NK # = 6

13. Struktura BCC (Body Centered Cubic)
• Atomi ndodhet në çdo cep të kubit dhe një atom në qendër.
• Shembuj metalesh: Fe (nën 912°C), Cr, W, Mo.
• Karakteristika: fortësi e lartë, densitet mesatar, duktibilitet i
moderuar.

14. Rrjeta kubike vëllim qendërzuar (BCC)
• Atomet prekin njëri-tjetrin përgjatë diagonaleve të
kubit.--Shënim: Të gjitha atomet janë identike;
atomi qendror është i hijezuar ndryshe vetëm për
lehtësi shikimi.
• P.sh: Cr, W, Fe ( • ), Tantali, Molibdeni
• NK # = 8
Adapted from Fig. 3.2,
Pallister & Rethwisch Be.
2 atome/qelizë njësie: 1 qendër + 8 cepa x 1/8

15. Struktura FCC (Face Centered Cubic)
• Atomet ndodhen në çdo cep dhe në qendrat e faqeve të kubit.
• Shembuj: Al, Cu, Ni, Ag, Au.
• Karakteristika: duktibilitet i lartë, përpunueshmëri shumë e mirë,
rrëshqitje e lehtë atomike.

16. Rrjetakubikefaqeqendërzuar (FCC)
• Atomet prekin njëri-tjetrin përgjatë diagonaleve të
faqeve.--Shënim: Të gjithë atomet janë identikë;
atomet e përqendruara në faqe janë të hijezuara
ndryshe vetëm për lehtësi shikimi.
• psh: AI, Cu, Au, Pb, Ni, Pt, Ag
• NK #
12
atome/qelizë njësie: 6 faqe x 1/2 + 8 kënde x 1/8

17. Struktura HCP (Hexagonal Close Packed)
• Atomet organizohen në shtresa të paketimit gjashtëkëndor.
• Shembuj: Mg, Zn, Ti.
• Karakteristika: duktibilitet më i ulët për shkak të më pak planeve
rrëshqitëse.

18. Struktura heksagonale (HCP)
• ABAB... Sekuenca e Grumbullimit
• Projeksion 3D
A faqe
B faqe
• NK # = 12
• APF = 0.74
• Projeksion 2D
Tcg shtresa
Shtresa e mesme
Shtresa e
poshtme
6 atome/qelizë njësie
p.sh.: Cd, Mg, Ti, Zn

19. Tabela 2. Metale dhe Struktura Kristalore
Metali Simboli Struktura Temperatura e
Ndryshimit
Hekuri Fe BCC → FCC → BCC Po, me temperaturë
Alumini Al FCC Jo
Bakri Cu FCC Jo
Tungsteni W BCC Jo
Magnezi Mg HCP Jo
Titani Ti HCP → BCC Po
Zinku Zn HCP Jo