NANOMATERIAŁY – WYKŁAD 3

Elementy krystalografii:

1. Układy krystalograficzne metali:

• A1 – sieć płasko centrowana układu regularnego; L_k = 12, W = 0,74

• N.p: Al, Cu, Ag, Au, Ni, Pb, Fe(gamma)

• A2 – sieć przestrzennie centrowana układu regularnego; L_k = 8, W = 0,68

• Fe(alfa), Fe(delta), Mo, W, V

• A3 – sieć zwarta układu heksagonalnego; L_k = 12, W = 0,74

• Zn, Mg, Cd

(struktury)

Charakterystyka sieci krystalograficznych:

1. Odległości a, b, c i kąty alfa, beta, gamma (struktury)

• Najprostszy wycinek sieci krystalograficznej

• Rodzaj, liczba i położenie atomów

1. Liczba koordynacyjna, L_k

• Liczba atomów znajdujących się najbliżej i w równej odległości od danego atomu wewnątrzsieciowego n.p. układ prosty, regularny L_k = 6

1. Współczynnik wypełnienia sieci W

• Stosunek objętości sieci przestrzennej zajętej przez atomy do całkowitej jej objętości

Kierunek poślizgu – kierunek, który jest najgęściej obsadzony przez atomy; płaszczyzna poślizgu

Defekty sieci krystalograficznych:

Defekty punktowe:

1. Wakans (wakancja) – niedobór atomów w sieci

2. Atom obcy – średnica nadmiarowego atomu jest zwykle większa od średnicy atomów w sieci; zwykle do atomów takich należą C, H, N, B.

3. Atom dodatkowy (ekstra) – jeśli jego średnica jest mniejsza od średnicy atomów w sieci (sieć wykazuje niedobór atomów), jeśli średnica jest większa , to sieć wykazuje nadmiar atomów.

Defekty linowe:

1. Dyslokacja krawędziowa (defekt liniowy) – miarą defektu jest wektor Bjurgensa (pod wpływem defektu kolejne atomy oddalają się lub przybliżają się do siebie); pole powierzchni to miara wektora Bjurgensa; kierunek jest prostopadły (zawsze); zwrot określa się zgodnie z regułą śruby prawoskrętnej.

Pod wpływem naprężeń defekt (niedobór lub nadmiar) przesuwa się w sieci krystalograficznej.

Defekty przestrzenne:

1. Dyslokacja śrubowa – przesunięcie fragmentu sieci, co powoduje zmianę płaszczyzn krystalograficznych. (przesunięte płaszczyzny komórki (kolejne) tworzą kolejne zwoje śruby).

Defekty złożone:

1. Granice dużego kąta – pomiędzy ziarnami występują miejsca naprężone (zaburzenia na granicach ziaren); 3 – 4 ziaren międzyatomowych (kilka nm).

2. Granice małego kąta – odkryto poprzez STM – poszczególne komórki leżą względem siebie pod małymi kątami (rzędu kilku minut); granice bloków mozaikowych.