Podstawy budowy ciał 

stałych

Materiałoznawstwo a inżynieria 
materiałowa



Materiałoznawstwo – nauka o 

materiałach (budowie, 
właściwościach i metodach badań).



Inżynieria materiałowa – nauka 

o kształtowaniu właściwości 
materiałów przez zmianę struktury.

Podział materiałów



Materiały dzielimy na:

1.

Materiały metalowe (metale i ich stopy),

2.

Materiały niemetalowe ( szkło, ceramika, 
drewno, materiały lakiernicze, kleje, guma
 i inne)

3.

Polimery (związki wielocząsteczkowe)

4.

Kompozyty ( substancje stanowiące 
połączenie przynajmniej dwóch materiałów 
w celu uzyskania nowego tworzywa)

Budowa ciał stałych



Ze względu na sposób 
uporządkowania atomów w sieci 
wyróżniamy:

1.

Materiały amorficzne( atomy są 
chaotycznie rozmieszczone) np. 
szkło

2.

Materiały krystaliczne ( atomy są 
uporządkowane) np. metal

Budowa atomowa metali
(typy sieci krystalicznych)

Sieć 
regularna 
przestrzennie 
centrowana 
A2

Sieć 
regularna 
płaskocentro
wana A1

Fe

α,

, Mn, Cr, W, Mo, V, Nb, Li 

…..

Fe

γ,

, Al., Cu, Ag, Co, Pb, Ni, Au 

…..

Budowa atomowa metali c.d.

Sieć heksagonalna zwarta A3

Mg, Zn, Cd, Be, Co,……

Defekty sieci krystalicznej



Ze względu na cechy geometryczne defekty dzielimy na:

1.

Punktowe – mają niewielkie wymiary i są wynikiem drgań 

cieplnych oraz działania sił zewnętrznych, którym 

podlegają atomy w sieci, brak atomu w sieci nazywamy 

luką, a defekt utworzony przez dodatkowy atom  - 

atomem międzywęzłowym. Defekty osłabiają 

wytrzymałość mechaniczną. Gromadzenie się luk 

powoduje pęknięcia. Liczba defektów rośnie wraz ze 

wzrostem temperatury, a więc ze wzrostem dyfuzji.

2.

Liniowe – dyslokacje krawędziowe, śrubowe i mieszane 

powstają w wyniku utworzenia się w sieci krystalicznej 

dodatkowej płaszczyzny atomowej, tworzą się w czasie 

krzepnięcia, a także podczas obróbki plastycznej.

3.

Powierzchniowe. Występują zazwyczaj na granicach 

ziaren na skutek ich naturalnego rozrostu, prowadzą do 

zmniejszenia własności wytrzymałościowych.

Zależność właściwości metalu od 
jego budowy krystalicznej.



Anizotropia – właściwość, która objawia się 

zróżnicowaniem badanej cechy w zależności od 

kierunku badania,



Polimorfizm – możliwość występowania tego samego 

pierwiastka w różnych sieciach krystalograficznych, 

zwanych odmianami alotropowymi 

Niektóre metale mają więcej niż jedną odmianę 

alotropową np. żelazo w temperaturze do 912 ºC 

posiada odmianę alotropową Fe () o sieci A2, 

natomiast w temperaturze powyżej 912 ºC posiada 

odmianę alotropową Fe () o sieci A1. Zmiana 

ułożenia atomów Fe skutkuje zmianą własności np. 

mechanicznych, chemicznych i fizycznych np. Fe () 

jest ferromagnetykiem a Fe () nie daje się 

namagnesować.

Zależność właściwości metalu od jego 
budowy krystalicznej – c.d.



Defekty sieci krystalicznej

Z

a

kr

e

s 

w

y

tr

zy

m

a

ło

śc

i 

m

e

ta

li 

i 

st

o

p

ó

w

 t

e

ch

n

ic

zn

y

ch

Gęstość wad budowy krystalicznej

W

y

tr

zy

m

a

ło

ś

ć

Wytrzymałość 
teoretyczna

wiskersy

Zakres gęstości wad budowy 

krystalicznej w metalach i ich stopach