Monokryształ - To jeden kryształ uporządkowany w całej swej objętości w ten sam sposób.Zwykle ma naturalnie wykształcone ściany zewnetrzne(sposób wykrztałcenia ścian nazywamy "habitusem").Zastosowanie : a)Przenoszenie fal elektromagn bez ich rozpraszania;b)Przenoszenie nośników ładunku bez ich rozpra;c)Przeno fal dziękowych bez ich rozpr.
Elementy nanostruktury odbiegające swą geometrią od budowy idealnej sieci przestrzennej to defekty.Każde zaburzenie periodyczności kryształu jest defektem Dzielimy je na - punktowe ; - liniowe ; - płaskie.
Defektami punktowymi - nazywa się zakłócenia budowy krystalicznej umiejscowione wokół punktu. Najprostszym defektem tego typu jest brak atomu w węźle sieci przestrzennej, zwany wakansem albo luką.Wyróżniamy następujące defekty punktowe: a) luki (wakansje);b)atomy międzywęzłowe;c)pary Frenkla;d)atomy domieszkowe;e)centra barwne. A) Luka pojawia się wtedy, gdy nie jest obsadzony węzeł sieciowy.B)Atom miedzywęzłowy powoduje odkrztałcenie sieci krystalicznej w swoim najbliższym położeniu wakansu C) Jeżeli atom sieci przeskoczy z węzła sieci w położenie międzywęzłowe to powstaje defekt Frenkla.D) Domieszka to obcy atom w sieci kryształu. Może być w położeniu węzłowym.Domieszki tworzą defekty elektronowe, będące podstawową cechą półprzewodników wykorzystywanych w elektronice. E) Czyste kryształy halogenków alkalicznych są przeźroczyste w całym widzialnym obszarze widma. Można je zabarwić np.: poprzez napromieniowanie Powstają wówczas np. centra barwne F.
Z występowaniem defektów punktowych wiążą się następujące specyficzne formy materiałów:a)roztwory stałe ( substytucyjne i międzywęzłowe ) ; b) związki niestechiometryczne np Fe1-yO
Roztwory stałe- substancje jednorodne chemicznie, składające się z kryształów utworzonych z co najmniej dwóch odrębnych substancji chemicznych.
Roztwory substytucyjne powstają wówczas, gdy składniki rozpuszczone są izomorficzne z rozpuszczalnikiem mają budowę podobną w takim stopniu, że może powstać jedna faza krystaliczna o zmiennym składzie chemicznym
Roztwory międzywęzłowe powstają w przypadku braku izomorfizmu oraz wtedy, gdy wielkość przestrzeni międzywęzłowych, tzw. luk, umożliwia ulokowanie w nich atomów lub jonów substancji rozpuszczonej
Wakans, wakansja– rodzaj defektu punktowego sieci krystalicznej, nie obsadzony atomem lub jonem węzeł sieci[
Stężenie// Występowanie określonych stężeń defektów punktowych w kryształach jest następstwem ustalania się statu równowagi termodynamicznej.Steżenie defektów punktowych mieści sie w granicach od 10-34 w 100C do 10-5 w 1500C.Przyczyną występowania dużych stężeń defektow punktowych w nano strukt krysztalow jest obecność atomów różnych od rodzimych .
Następstwem wzajemnego oddziaływania defektów punktowych jest utworzenie nanostruktury krystalicznej która różni się istotnie od przewidywanej na podstawie sieci przestrzennej.Wzajemne oddziaływania defektów mogą również prowadzić do powstania większych utworów nazywanych domenami.
Dyskolacja krawędziowa – Powstaje przez wprowadzenie w kryształ dodatkowej płaszczyzny. Cechą charakterystyczną dyslokacji jest duże odkształcenie sieci, co jest spowodowane dążeniem atomów sąsiadujących z linią dyslokacji do dostosowania swych położeń do warunków wytworzonych przez brak płaszczyzny
Dyslokacja śrubowa - defekt sieci krystalicznej objawiający się przemieszczeniem części kryształu o sieci prawidłowej, w wyniku czego powstaje krawędź będąca osią (linią) dyslokacji śrubowej
Wektor Burgersa wskazuje kierunek i wielkość przesunięcia atomów przy powstawaniu lub ruchu dyslokacji. Wektor Burgersa jednoznacznie charakteryzuje dyslokację
Energia dyslokacji - Atomy (jony) znajdujące się na granicy kryształ-próżnia (gaz) charakteryzują się nadmiarową energią w porównaniu z wnętrzem kryształu. Nadmiar energii wynika z naruszenia symetrii sił wzajemnego oddziaływania atomów na powierzchniach
Oddziaływanie między dyslokacjami : Pole naprężeń wokoł dyslokacji powoduje oddziaływanie między dyslokacjami . Mogą się odpychać i przyciągać .Dwie takie same dyslokacje odpychają sie ; przeciwne przyciągają sie i gdy się spotykają to anihilują .
Defekty płaskie - defekty struktury krystal. występujące na określonej płaszczyźnie wewnątrz kryształu; np. defekty wynikające z zakłócenia kolejności ułożenia warstw atom. (tzw. błędy ułożenia).
Niskokątowe granice skośne, niskokątowe granice skręcenia – Zbiór dyslokacji krawędziowych uszeregowanych jedna nad drugą tworzy płaskie zaburzenie, rozdzielające kryształ na dwie części o płaszczyznach sieciowych nachylonych względem siebie pod niewielkim kątem. Tego rodzaju zaburzenie płaskie nosi nazwę niskokątowej granicy skośnej.Podobne zaburzenia płaskie niskokątowe granice skręcenia - mogą tworzyć przez uszergowanie zbioru dyslokacji śrubowych. Niskokątowa granica skręcenia oddziela dwie części kryształu względem siebie o niewielki kąt równolegle do płaszczyzny skrzyżowanych dyslokacji śrubowych.
Błędy ułożenia warstw atomowych – defekty płaskie nazywane są błędami ułożenia, a powstają głównie na skutek zaburzeń w sekwencji ułożenia płaszczyzn atomowych. Często również spotykane są tzw. granice bliźniacze
.Energia powierzchniowa kryształów i jej związek z liczbą najbliższych sąsiadów atomu lub jonu... – Atomy znajdujące się na granicy kryształ-próżnia charakteryzują się nadmiarową energią w porównaniu z wnętrzem kryształu. Nadmiar energii wynika z naruszenia symetrii sił wzajemnego oddziaływania atomów na powierzchniach. Podobnie zaburzenia budowy granic międzyziarnowych powodują, że atomy tworzące granice posiadają nadmiarową energię w porównaniu z atomami we wnętrzu kryształu
Zjawiska prowadzące do obniżenia energii powierzchniowej: relaksacja – proces przejścia wzbudzonego układu fizycznego do stanu równowagi. Relaksacja jest procesem nieodwracalnym w sensie termodynamicznym (towarzyszy jej wzrost entropii). Zmniejszanie się naprężeń w odkształcanym ciele.
Adsorpcja gazów na powierzchni – Nagromadzenie się cząsteczek na powierzchni fazy skondensowanej (cieczy, ciała stałego) nazywamy adsorpcją. Substancję, która ulega adsorpcji nazywana jest adsorbatem, a substancja na której ten proces zachodzi – adsorbentem lub podłożem
Do opisu budowy kryształu należy podać : związek chemiczny , układ kryst , typ sieci i grupy przestrzennej , typ struktóry i położenia atomów , parametry kom elementarnej .
Powstawanie defektów może być uwarunkowane termodynamicznie lub wynikać z warunków powstawania kryształów ; Defekty w sposób decydujący mogą wpływać na właściwości materiałów
Parametry opisujące defekty kryst : - wektor Burgersa ;