ክሪስታል ቋሚ የጂኦሜትሪክ ቅርጽ ያላቸው ጠንካራ አካላት ናቸው። የታዘዙ ቅንጣቶች የሚገኙበት መዋቅር ክሪስታል ላቲስ ይባላል. የሚንቀጠቀጡበት የንጥሎች መገኛ ቦታዎች የክሪስታል ላቲስ ኖዶች ይባላሉ. እነዚህ ሁሉ አካላት ወደ monocrystals እና polycrystals የተከፋፈሉ ናቸው።
ነጠላ ክሪስታሎች ምንድን ናቸው
ነጠላ ክሪስታሎች ነጠላ ክሪስታሎች ሲሆኑ በውስጡም ክሪስታል ጥልፍልፍ ግልጽ የሆነ ቅደም ተከተል ያለው ነው። ብዙውን ጊዜ አንድ ነጠላ ክሪስታል መደበኛ ቅርጽ አለው, ነገር ግን ይህ ባህሪ የክሪስታል አይነት ሲወሰን የግዴታ አይደለም. አብዛኛዎቹ ማዕድናት ነጠላ ክሪስታሎች ናቸው።
ውጫዊው ቅርፅ በእቃው የእድገት መጠን ይወሰናል። በዝግታ መጨመር እና የእቃው ተመሳሳይነት, ክሪስታሎች ትክክለኛ መቆረጥ አለባቸው. በመካከለኛ ፍጥነት, መቁረጡ አይነገርም. በከፍተኛ ክሪስታላይዜሽን ፍጥነት፣ ብዙ ነጠላ ክሪስታሎች ያካተቱ ፖሊክሪስታሎች ያድጋሉ።
የነጠላ ክሪስታሎች ታዋቂ ምሳሌዎች አልማዝ፣ኳርትዝ፣ቶጳዝዮን በኤሌክትሮኒክስ ውስጥ ሴሚኮንዳክተሮች እና ዳይኤሌክትሪክ ባህሪያት ያላቸው ነጠላ ክሪስታሎች ልዩ ጠቀሜታ አላቸው. የነጠላ ክሪስታሎች ውህዶች በጠንካራ ጥንካሬ ተለይተው ይታወቃሉ። አልትራፕዩር ነጠላ ክሪስታሎች መነሻቸው ምንም ይሁን ምን ተመሳሳይ ባህሪያት አሏቸው። የማዕድን ኬሚካላዊ ውህደት በእድገት ፍጥነት ላይ የተመሰረተ ነው. ክሪስታል በዝግታ ባደገ መጠን አጻጻፉ ይበልጥ ፍጹም ይሆናል።
Polycrystals
ነጠላ ክሪስታሎች እና ፖሊክሪስታሎች በከፍተኛ ሞለኪውላዊ መስተጋብር ይታወቃሉ። ፖሊክሪስታል ብዙ ነጠላ ክሪስታሎችን ያቀፈ እና መደበኛ ያልሆነ ቅርጽ አለው። አንዳንድ ጊዜ ክሪስታሎች ተብለው ይጠራሉ. በተፈጥሮ እድገት ምክንያት ይታያሉ ወይም በአርቴፊሻል መንገድ ይበቅላሉ. ፖሊክሪስታሎች ውህዶች, ብረቶች, ሴራሚክስ ሊሆኑ ይችላሉ. ዋና ዋናዎቹ ባህሪያት በነጠላ ክሪስታሎች ባህሪያት የተሠሩ ናቸው, ነገር ግን የእህል መጠኖች, በመካከላቸው ያለው ርቀት እና የእህል ድንበሮች ትልቅ ጠቀሜታ አላቸው. ድንበሮች በሚኖሩበት ጊዜ የ polycrystals አካላዊ ባህሪያት በከፍተኛ ሁኔታ ይለወጣሉ, ጥንካሬ ይቀንሳል.
Polycrystals የሚመነጩት በክሪስታልላይዜሽን፣በክሪስታል ዱቄቶች ለውጥ ምክንያት ነው። እነዚህ ማዕድናት ከአንድ ክሪስታሎች ያነሰ የተረጋጉ በመሆናቸው የግለሰብ እህሎች ያልተስተካከለ እድገት ያስከትላሉ።
Polymorphism
ነጠላ ክሪስታሎች በሁለት ግዛቶች በአንድ ጊዜ ሊኖሩ የሚችሉ ንጥረ ነገሮች ሲሆኑ በአካላዊ ባህሪያቸው ይለያያሉ። ይህ ባህሪ ፖሊሞርፊዝም ይባላል።
በተመሳሳይ ጊዜ፣ በአንድ ግዛት ውስጥ ያለ ንጥረ ነገር ከሌላው የበለጠ የተረጋጋ ሊሆን ይችላል። የአካባቢ ሁኔታዎች ሲቀየሩ, ሁኔታው ይቻላልለውጥ።
Polymorphism ከሚከተሉት ዓይነቶች ነው፡
- ዳግም ግንባታ - በአተሞች እና ሞለኪውሎች ላይ መበስበስ ይከሰታል።
- Deformation - አወቃቀሩ ተስተካክሏል። መጨናነቅ ወይም መወጠር ይከሰታል።
- Shift - አንዳንድ የመዋቅሩ አካላት አካባቢያቸውን ይለውጣሉ።
የክሪስታል ንብረቶች በድንገት የአጻጻፍ ለውጥ ሲደረግ ሊለወጡ ይችላሉ። የ polymorphism ክላሲክ ምሳሌ የካርቦን ማሻሻያ ነው። በአንድ ግዛት ውስጥ አልማዝ ነው, በሌላ ውስጥ ግራፋይት ነው, የተለያየ ባህሪ ያላቸው ንጥረ ነገሮች.
አንዳንድ የካርቦሃይድሬት ዓይነቶች ሲሞቅ ወደ ግራፋይት ይለወጣሉ። የንብረቶቹ ለውጦች የክሪስታል ላቲስ መበላሸት ሳይኖር ሊከሰቱ ይችላሉ. በብረት ውስጥ, የአንዳንድ አካላት መተካት የመግነጢሳዊ ባህሪያት መጥፋት ያስከትላል.
የክሪስታል ጥንካሬ
በዘመናዊ ቴክኖሎጂ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውል ማንኛውም ቁሳቁስ የመጨረሻ ጥንካሬ አለው። የኒኬል ፣ ክሮሚየም እና የብረት ቅይጥ ከፍተኛ ጥንካሬ አለው። የብረታ ብረት ጥንካሬን መጨመር ወታደራዊ እና ሲቪል መሳሪያዎችን ያሻሽላል. የመልበስ መከላከያ መጨመር ረጅም የአገልግሎት ዘመንን ያመጣል. በዚህ ምክንያት ሳይንቲስቶች የነጠላ ክሪስታሎች ጥንካሬን ለረጅም ጊዜ ሲያጠኑ ቆይተዋል።
ንፁ ነጠላ ክሪስታሎች በጣም ጥሩ የሆነ ክሪስታል ጥልፍልፍ ያላቸው፣ አነስተኛ ቁጥር ያላቸው ጉድለቶችን የያዙ ክሪስታሎች ናቸው። ጉድለቶች ቁጥር በመቀነስ, የብረታ ብረት ጥንካሬ ብዙ ጊዜ ይጨምራል. በተመሳሳይ ጊዜ የብረቱ እፍጋት አንድ አይነት ሆኖ ይቆያል።
ጥሩ ጥልፍልፍ ያላቸው ነጠላ ክሪስታሎች እስከ ማቅለጥ ደረጃ ድረስ ለሜካኒካዊ ጭንቀት ይቋቋማሉ። በ አትለውጡጊዜ. ብዙውን ጊዜ, እንደዚህ ያሉ ነጠላ ክሪስታሎች ዜሮ መበታተን አላቸው. ግን ይህ አማራጭ ሁኔታ ነው. ጥንካሬ የሚገለጸው ማይክሮክራክቶች ከፍተኛ ቁጥር ያላቸው የመፈናቀሎች ባሉበት ቦታ ላይ ነው. እና በሌሉበት, ስንጥቆች የሚታዩበት ቦታ የለም. ይህ ማለት ነጠላ ክሪስታል የጥንካሬው ገደብ እስኪያልፍ ድረስ ይቆያል።
ሰው ሰራሽ ነጠላ ክሪስታሎች
ነጠላ ክሪስታሎችን ማደግ አሁን ባለው የሳይንስ ደረጃ ይቻላል። ብረትን በሚሰራበት ጊዜ ቅንብሩን ሳይቀይሩ ከፍተኛ የደህንነት ህዳግ ያለው ነጠላ ክሪስታል መፍጠር ይችላሉ።
ነጠላ ክሪስታሎችን ለማምረት 2 የታወቁ ዘዴዎች አሉ፡
- ከፍተኛ ከፍተኛ ግፊት እና ብረት መውሰድ፤
- cryogenic ግፊት።
የመጀመሪያው ዘዴ ቀላል ብረቶችን በማቀነባበር ታዋቂ ነው። የብረቱን ንፅህና እና እየጨመረ የሚሄደውን ግፊት ግምት ውስጥ በማስገባት አዲስ ብረት ቀስ በቀስ ተመሳሳይ ባህሪያት ያለው ነገር ግን በጠንካራ ጥንካሬ ይታያል. በተወሰኑ ሁኔታዎች ውስጥ ተስማሚ የሆነ ጥልፍ ያለው ነጠላ ክሪስታል ማግኘት ይቻላል. ቆሻሻዎች በሚኖሩበት ጊዜ ክሪስታል ጥልፍልፍ ተስማሚ ላይሆን የሚችልበት እድል አለ.
በከባድ ብረቶች ውስጥ, እየጨመረ በሚሄድ ግፊት, አወቃቀሩን የመቀየር ሂደት ይከሰታል. ነጠላ ክሪስታል ገና አልወጣም ነገር ግን ንጥረ ነገሩ ባህሪያቱን ለውጧል።
Cryogenic casting ክሪዮጀኒክ ፈሳሾችን በማምረት ላይ የተመሰረተ ነው። ክሪስታላይዜሽን በመግነጢሳዊ መስክ ተጽእኖ ስር አይከሰትም. ከፊል ክሪስታላይን ቅጽ በኤሌክትሪክ ከተሞላ በኋላ ክሪስታል ይሆናል።
አልማዝእና ኳርትዝ
የአልማዝ ባህሪያት የተመሰረተው የአቶሚክ ክሪስታል ጥልፍልፍ ያለው ንጥረ ነገር በመሆኑ ነው። በአተሞች መካከል ያለው ትስስር የአልማዝ ጥንካሬን ይወስናል. በቋሚ ሁኔታዎች ውስጥ, አልማዝ አይለወጥም. ለቫኩም ሲጋለጥ ቀስ በቀስ ወደ ግራፋይት ይቀየራል።
የክሪስታል መጠኖች በከፍተኛ ሁኔታ ይለያያሉ። ሰው ሰራሽ በሆነ መንገድ ያደጉ አልማዞች የኩብ ፊት አላቸው እና ከመሰሎቻቸው የተለዩ ናቸው። የአልማዝ ባህሪያት ብርጭቆን ለመቁረጥ ያገለግላሉ።
የኳርትዝ ክሪስታሎች በሁሉም ቦታ ይገኛሉ። ማዕድኑ በጣም ከተለመዱት ውስጥ አንዱ ነው. ኳርትዝ ብዙውን ጊዜ ቀለም የለውም። በድንጋይ ውስጥ ብዙ ስንጥቆች ካሉ, ከዚያም ነጭ ነው. ሌሎች ቆሻሻዎች ሲጨመሩ ቀለሙን ይቀይራል።
የኳርትዝ ክሪስታሎች መስታወት ለማምረት፣አልትራሳውንድ ለመፍጠር፣በኤሌክትሪካል፣ራዲዮ እና ቴሌቪዥን መሳሪያዎች ላይ ያገለግላሉ። አንዳንድ ዝርያዎች በጌጣጌጥ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ።
የነጠላ ክሪስታሎች መዋቅር
በጠንካራው ግዛት ውስጥ ያሉ ብረቶች ክሪስታል መዋቅር አላቸው። የነጠላ ክሪስታሎች መዋቅር ማለቂያ የሌለው ተከታታይ ተለዋጭ አተሞች ነው። እንደ እውነቱ ከሆነ፣ የአተሞች ቅደም ተከተል በሙቀት ውጤቶች፣ ሜካኒካል ወይም በሌሎች በርካታ ምክንያቶች ሊታወክ ይችላል።
ክሪስታል ላቲስ በ3 ዓይነት ይገኛሉ፡
- የተንግስተን አይነት፤
- የመዳብ አይነት፤
- የማግኒዚየም አይነት።
መተግበሪያ
ሰው ሰራሽ ነጠላ ክሪስታሎች አዳዲስ ንብረቶችን የማግኘት እድል ነው። የነጠላ ክሪስታሎች የመተግበሪያ ቦታ በጣም ትልቅ ነው። ኳርትዝ እና ስፓር የተፈጠሩት በተፈጥሮ ሲሆን ሶዲየም ፍሎራይድ ደግሞ በሰው ሰራሽ መንገድ ይበቅላል።
Monocrystals ናቸው።በኦፕቲክስ እና በኤሌክትሮኒክስ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉ ቁሳቁሶች. ኳርትዝ እና ሚካ በኦፕቲክስ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ ግን ውድ ናቸው። በሰው ሰራሽ ሁኔታዎች ውስጥ አንድ ነጠላ ክሪስታል ማደግ ይችላሉ, ይህም በንጽህና እና በጥንካሬ ይለያል.
አልማዝ ከፍተኛ ጥንካሬ በሚያስፈልግበት ቦታ ላይ ይውላል። ነገር ግን በሰው ሰራሽ ሁኔታዎች ውስጥ በተሳካ ሁኔታ የተዋሃደ ነው. ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ነጠላ ክሪስታሎች ከቀልጦዎች ይበቅላሉ።
