WŁAŚCIWOŚCI KRYSZTAŁÓW
Skład i struktura:
Skład materiału wpływa na wszystko, ale głównie na:
właściwości fizyczne (przewodnośc elektryczną, ciepło właściwe, właściwości optyczne, reaktywność chemiczną itd.)
b) Struktura krystaliczna i defekty wpływają wszystko, ale głównie na:
właściwości mechaniczne (wytrzymałość, twardość itd)
c) Oba aspekty struktury wpływają na takie cechy jak gęstość, rozszerzalność liniowa.
Ciepło właściwe:
Ciepło właściwe zależy głównie od składu ciała stałego i od rodzaju wiązań istniejących między atomami.
Zazwyczaj rośnie w takiej kolejności: Metale (miedź, stal) < Ceramiki (SiO2, Al2O3) < Polimery
Przykłady właściwości zależnych od kierunku:
Rozszerzalność cieplna
Pod względem rozszerzalności cieplnej kryształy można podzielić na:
Izotropowe:kryształy należące do układu regularnego (kula pozostaje kulą);
Anizotropowe: kryształy należące do układów
Trygonalnego (romboedrycznego), tetragonalnego i heksagonalnego (kula staje się elipsoidą wydłużoną lub spłaszczoną o osi zgodną z krystalograficzną osią z ( c );
Rombowego, jedno- i trójskośnego (kula staje się elipsoidą trójosiową).
Niektóre kryształy mają w pewnych kierunkach ujemny współczynnik rozszerzalności cieplnej (kurczą się). Np. heksagonalny grafit i trygonalny kalcyt mają ujemne współczynniki w kierunku prostopadłym do osi z.
Rozszerzalność cieplna zależy od:
Rodzaju sił działających pomiędzy atomami
Cech struktury krystalicznej, np. im krótsze wiązanie tym mniejsza rozszerzalność = grafit
Przewodnictwo cieplne (Zdolność przekazywania ciepła od wyższej do niższej temperatury)
Zależy od:
Rodzaju wiązań chemicznych i typu struktury kryształu. Najlepiej przewodzą
czyste metale, w których elektrony głównie przenoszą ciepło; stopy już są gorszymi przewodnikami ciepła;
W kryształach kowalencyjnych i jonowych ciepło przekazywane jest za pośrednictwem drgań atomów.
niższej temperatury
właściwości elektryczne i dielektryczne (przewodnictwo elektryczne, piezoelektryczność, ferroelektryczność)
właściwości mechaniczne (sprężystość, łupliwość, plastyczność, twardość)
właściwości optyczne (absorpcja, załamanie, odbicie)
Przewodnictwo elektryczne
Najlepszymi przewodnikami prądu są metale: wynika to z natury wiązania metalicznego: istnieją w nich prawie swobodne elektrony, które mogą się przemieszczać pod wpływem pola elektrycznego;
Oporność metali rośnie gdy temperatura rośnie.
Półprzewodniki
Przewodzą znacznie gorzej niż metale;
W temperaturze 0K są izolatorami;
Gdy temperatura rośnie: przewodzą prąd.
Zatem: oporność maleje gdy temperatura rośnie;
Izolatory (dielektryki)
Elektrony są tak silnie związane z atomami, że nie można ich łatwo uwolnić - opór jest ogromny w każdej temperaturze, np. SiO2
Piezoelektryczność
Zjawisko powstawania ładunków elektrycznych na powierzchniach kryształu pod wpływem rozciągania lub ściskania.