Кристалл ақаулары. Ақауларды классификациялау. Нүктелік ақау. Қозғалғышақау. Сызықтық ақау. Екі және үш өлшемді ақаулар. Поликристалдар

Кристалл ақаулары. Ақауларды классификациялау. Нүктелік ақау. Қозғалғышақау. Сызықтық ақау. Екі және үш өлшемді ақаулар. Поликристалдар.

Кристалл ақаулары және олардың классификациясыКристаллдық торлар идеалды жағдайда атомдар немесе иондар белгілі бір тәртіппен орналасады. Бірақ нақты кристалдық материалдарда әрдайым түрлі ақаулар болады. Бұл ақаулар кристаллдың физикалық, механикалық, және электрлік қасиеттеріне айтарлықтай әсер етеді.

1. Нүктелік ақаулар (нүктелік өлшемді ақаулар): • Нүктелік ақаулар – кристалдық тордағы жеке атомдар деңгейінде болатын ақаулар. Бұл ақаулар кристалдық тордың өте кішкентай аймағында шоғырланған. • Нүктелік ақаулардың түрлері: • Вакансия (бос орын): Бұл ақау атомның өз торлық орнынан жоғалуы нәтижесінде пайда болады, яғни белгілі бір атомның торда болмауы. • Қоспалар (құйма атомдары): Кристалдық торға басқа бір элементтің атомы кіріп, оны бұзады немесе қоспа атомы тордың дұрыс орнына емес, тораралық орынға орналасады. • Өздік-аралық атом (интерстициалды атом): Кристалдық тордың бос аралығына өз атомы орналасады, яғни ол тордың жүйелі атомдарының арасында орын табады.

2. Қозғалғыш ақаулар (орын алмастыру ақаулары): • Бұл ақау басқа элемент атомының кристалдық торға еніп, тордағы атомдармен орын ауыстыру нәтижесінде пайда болады. Мұндай жағдайда материалдың химиялық құрамы өзгереді.

3. Сызықтық ақаулар (дислокациялар): • Сызықтық ақаулар – кристалдық тордағы тұтас атом қатарының бұзылуы. Бұл ақаулар ұзын сызықтар бойымен созылып, кристалл құрылымында механикалық кернеулер тудырады. • Дислокация түрлері: • Шеткі дислокация: Атомдардың қосымша қатары кристалл құрылымында бір-бірімен үйлеспей, сызықтық ақау тудырады. • Бұрандалы дислокация: Атомдық қабаттардың бұранда пішінінде ауытқуы нәтижесінде пайда болатын ақау. • Дислокациялар металдардың механикалық қасиеттеріне әсер етіп, олардың беріктігі мен иілгіштігін өзгертеді.

4. Екі өлшемді ақаулар (беткейлік ақаулар): • Түйіндік беттер (границы зерен): Кристалдық материалдардан тұратын ұсақ кристалдардың (түйіршіктердің) арасындағы шекаралар. Бұл шекараларда атомдар дұрыс орналаспаған және бұл материалдың қасиеттеріне әсер етеді. • Егіз беті: Кристалдағы екі аймақтың симметриялық түрінде орналасуы. Егіз беттер пластикалық деформация кезінде пайда болады.

5. Үш өлшемді ақаулар (көлемдік ақаулар): • Кеуектер: Кристалдың ішіндегі бос кеңістіктер, яғни атомдардың орналасуындағы үлкен бос орындар. • Қосылыстар (выходы фаз): Бұл материалдың химиялық құрамындағы өзгерістер кезінде басқа фазалардың кристалдануы. • Тұнбалар: Кристалдық құрылымда атомдардың тығыз шоғырланған аймақтары

ПоликристалдарПоликристалдар – бұл көптеген ұсақ кристалдан тұратын қатты денелер. Әрбір ұсақ кристалдар түйіршік деп аталады. Поликристалдарда түйіршіктердің арасындағы шекаралар атомдардың ретсіз орналасуына әкеліп, кристаллдың қасиеттеріне әсер етеді. • Поликристалдардың қасиеттері: Поликристалдық материалдарда механикалық беріктік жоғары, бірақ олар монокристалдардан гөрі кристалл ақауларына бейім. • Мысалдар: Көптеген металдар, керамикалар және кейбір полимерлер поликристалды құрылымға ие.

Кристалл ақаулары материалдың механикалық және физикалық қасиеттеріне айтарлықтай әсер етеді. Нүктелік, сызықтық, екі және үш өлшемді ақаулар әр түрлі материалдардың қолдану салаларын анықтайды. Поликристалдар болса, олардың ішкі құрылымындағы түйіршіктердің шекараларына байланысты көптеген материалдардың беріктігі мен икемділігін анықтайды.