Kod przedmiotu

i.i</n\n \KT()\vi :crs

Nazwa przedmiotu

PODSTAWY KRYSTALIZACJI

Jednostka prowadząca

Instytut Chemii, Ochrony Środowiska i Biotechnologii

Kierunek studiów

Chemia - studia stacjonarne I stopnia

Rok, semestr,

formy zajęć i liczba godzin

Formy zajęć

Punkty

ECTS

Semestr

wyk/ad

konwersatorium/

ćwiczenia

laboratorium

III

VI

15

30

Kierownik i realizatorzy

dr E. Mielniczek - Brzóska

Przedmioty wprowadzające i wymagania wstępne

Chemia fizyczna

Za/ożenia i cele nauczania

Celem kursu jest rozwijanie wiedzy o procesach krystalizacji. Zapoznanie ze zjawiskami zachodzącymi przy zarodkowaniu i wzroście kryształów z roztworów, z par i roztopów, jak również przedstawienie technologicznych metod związanych ze wzrostem kryształów.

Ramowy program przedmiotu

Zarys przedmiotu:

•    Zarodkowanie trójwymiarowe - siła napędowa przemiany fazowej, trójwymiarowa szybkość zarodkowania kryształów, szerokość metastabilnego obszaru, krystalizacja w metastabilnej fazie, czas indukcji. Zarodkowanie dwuwymiarowe. Heterogeniczne zarodkowanie, wtórne zarodkowanie.

•    Kinetyka i mechanizmy wzrostu kryształów: mechanizm wzrostu warstwowego, dyslokacyjny i przez tworzenie dwuwymiarowych zarodków, mechanizm wzrostu ciągłego. Struktury granicy rozdziału faz (granica chropowata lub gładka) współczynnik entropii powierzchniowej Jacksona i Temkina. Kinetyka wzrostu na ścianie chropowatej i doskonale gładkiej.

•    Teorie wzrostu: model Kossela, Stranskiego, Volmera (KSV), model jednozarodkowy, model wielozarodkowy, model narodzin i rozprzestrzeniania; modele wzrostu kryształów na dyslokacjach śrubowych - dyfuzji powierzchniowej BCF (Burtona, Cabrery i Franka), model dyfuzji objętościowej BCF; model bezpośredniej integracji Chernova; wzrost na grupie współpracujących dyslokacji śrubowych. • Teorie morfologiczne i ich powiązanie ze wzrostem kryształów; teorie termodynamiczne; teorie krystalograficzne; PBC Hartmana-Perdoka. • Struktura rzeczywista kryształów, formy wzrostowe; opis morfologii kryształów - makromorfologia (pokrój) mikromorfologia powierzchni wzrostowych - elementarne spirale wzrostu makrospirale, dyslokacyjne wzgórki wzrostu, nie dyslokacyjne wzgórki wzrostu, makrostopnie, makrowarstwy oraz striacje wzrostowe, struktury blokowe itd. • Defekty w kryształach: defekty punktowe - Frenkla, Schottky’ego defekty liniowe - dyslokacja śrubowa, dyslokacja krawędziowa, defekty płaszczyznowe(powierzchniowe), defekty morfologiczne

•    Metody otrzymywania kryształów - z układów jednoskładnikowych, układów wieloskładnikowych; fazy stałej, ciekłej i gazowej. Krystalizacja z fazy roztopionej; metoda Bridgmana - Stockbargera, metoda Kyropulusa, metoda Czochralskiego, metoda Verneuil’a. Epitaksja.

Krystalizacja z roztworów: krystalizacja z reakcją chemiczną, wzrost z roztworów wrzących, metody żelowe, metoda hydrotermalna; wzrost z roztworów niskotemperaturowych; metoda zmiennej temperatury, metoda stałej temperatury i stałego przesycenia, metoda odparowywania rozpuszczalnika, metoda rozkładu rozpuszczalnika, metoda dosycania, wzrost kryształów z roztworów wrzących, metoda obniżania rozpuszczalności.

Tematyka ćwiczeń laboratoryjnych zgodna z programem wykładów