Monokrystal
Monokrystalické nebo jediný krystal materiál je tuhý materiál, skládající se z jediného krystalu, vytvořené z jediného semene. Naproti tomu polykrystal nebo polykrystalický materiál je tvořen množstvím malých krystalů různé velikosti a orientace.
Výjimečně se vyskytuje v přírodě, pro beryl , křemen , sádru ; Naica důl ( Mexiko ) obsahuje jednotlivé krystaly sádrovce až třináct metrů.
Tyto drahokamy a některé další drahokamy jsou sníženy o monokrystalického minerální štěpením .
Vlastnosti a aplikace
Vlastnosti krystalické hmoty závisí na krystalových vzorcích (atom, seskupení iontů, oxid, molekuly), jejich organizaci (povaha krystalové mřížky ) a defektech . Mezi těmito defekty hraje důležitou roli přítomnost hranic zrn - hranice mezi krystaly uvnitř hmoty. Jediný krystal má tedy vlastnosti, které se mohou výrazně lišit od polykrystalů:
- obecně má jediný krystal anizotropní vlastnosti , zatímco polykrystal může být více či méně izotropní (pokud je orientace krystalů náhodná, je zde účinek směrového průměrování);
- monokrystaly se často používají ke studiu vlastností hmoty, k ignorování hranic zrn nebo ke sledování vlivu orientace krystalů; monokrystaly jsou proto v tomto smyslu zjednodušeným modelem polykrystalického materiálu;
-
optické vlastnosti : jediný krystal, je-li jeho povrch hladký a je-li průhledný, poskytne zrcadlový odraz a dokonalou lomivost (tedy nikoli difúzní) a v některých případech lze pozorovat dvojlomné jevy ; hledají se optické vlastnosti pro estetiku (případ drahokamů), ale také pro určitá technologická použití ( například zpožďovací deska );
-
chemické vlastnosti :
-
chemická difúze : hranice zrn tvoří difúzní zkraty, difúze v polykrystalu je proto rychlejší než v jediném krystalu,
- reaktivita: struktura hranic zrn se liší od struktury krystalového jádra, hranice zrn jsou obecně reaktivnější, například v případě koroze ( mezikrystalová koroze ):
-
mechanické :
- některé režimy tečení zahrnují hranice zrn; jednotlivé krystaly obecně lépe odolávají vysokým teplotám; například některé lopatky turbín leteckých motorů jsou monokrystaly;
- plastická deformace provádí hustými krystalografické roviny posuvných podle směry husté, definující sběrné systémy; schopnost plasticky se deformovat proto závisí na orientaci monokrystalu s ohledem na napětí; navíc hranice zrn brání přemístění dislokací , a proto mají polykrystaly často vyšší mez pružnosti než jednotlivé krystaly v závislosti na jejich orientaci ( Hall-Petchův zákon );
-
elektronika : mikroelektronika využívá vlastnosti polovodičů , jako je vytváření volných párů elektronů a elektronových děr , difúze těchto defektů a jejich rekombinace; tyto jevy jsou významně ovlivněny hranicemi zrn, proto se zaměřujeme na to, abychom měli monokrystalické složky.
Reference
-
Slovník chemie a materiálů, termíny, výrazy a definice zveřejněné v Úředním věstníku, FranceTerme, 2018
-
Zpráva Arte o obřích krystalech dolu Naica [1]
Podívejte se také