Марганец – один из самых распространенных металлов на земле. На сегодняшний день широко используется в разных сферах деятельности, основной из которых является металлургия, а точнее, изготовление стали. Кроме этого, Mn используется для создания отдельных элементов, например, ступицы. Для использования сплавов очень важным фактором является понимание структуры кристаллической решетки марганца. Это своеобразный вспомогательный геометрический образ, который вводится для анализа строения любого элемента.
Что собой представляет кристаллическая решетка марганца?
Еще несколько столетий назад учеными было доказано, что Mn имеет сложное строение. Такого вывода удалось добиться путем большого количества исследований. Сейчас их результаты широко используют для применения марганца в разных сферах деятельности.
Марганец характеризуется четырьмя разными полиморфными модификациями: α-Мn, β-Мn, γ-фаза Мn и δ-Mn. Каждая из них является термодинамически стабильной в определенном диапазоне температур. α-марганец устойчив при температуре ниже 707 ° C, имеет сложную структуру.
Посмотрев на периодическую таблицу Менделеева, а особенно на переходные металлы, можно понять, что марганец выделяется среди всех остальных. В то время как большинство элементов имеют 2 или 3 атома в элементарной ячейке, наиболее распространенная форма марганца, α-марганец имеет 58, а β – 20. Обе формы имеют совершенно разные свойства, например, α-марганец является магнитным, в то время, как β – нет. Кроме этого, структуру металла легко можно изменить путем термической обработки.
Вот особенности каждой фазы:
- α-Мn обладает объёмно-центрированной решеткой кубического типа, в которой имеется 58 атомов в элементарной ячейке;
- β-марганец имеет простую возникающую спиновую структуру, где стержневые кластеры атомов марганца, образующие большие «коллективные» магнитные объекты, взаимодействуют друг с другом на треугольной решетке. Кристаллическая решетка у него кубическая объёмно-центрированная с 20 атомами в ячейке;
- γ-Мn обладает тетрагональной структурой кристаллической решётки с четырьмя атомами в ячейке;
- δ-марганец – кубическая объёмно-центрированная.
В Интернете можно легко просмотреть фото и даже 3D модели можно на специализированных сайтах. Структуру материала, а также его основные физические и химические свойства обязательно стоит учитывать при создании сплавов.
Основные свойства марганца
Mn представляет собой химически активный элемент сероватого цвета, который достаточно трудно плавится, но при этом легко окисляется. Он слишком хрупкий, чтобы его можно было использовать в качестве чистого металла, поэтому он в основном применяется в таких сплавах, как сталь. Температура плавления достаточно высокая – 1247°С, при этом температура кипения составляет 2061°С. Благодаря этим свойствам марганец легко можно превратить в полезные соединения с отменными характеристиками.
Теперь вы знаете, что собой представляет металл, какими особенностями он обладает и где его активно используют в современном мире.
