Кристаллдар – кадимки геометриялык формадагы катуу денелер. Тартиптүү бөлүкчөлөр жайгашкан структура кристаллдык тор деп аталат. Алар термелүүчү бөлүкчөлөрдүн жайгашуу чекиттери кристалл торчосунун түйүндөрү деп аталат. Бул денелердин баары монокристаллдарга жана поликристаллдарга бөлүнөт.
Модкристаллдар деген эмне
Сингл кристаллдар – бул кристалл торчосунун так тартиби бар монокристаллдар. Көп учурда бир кристалл кадимки формага ээ, бирок кристаллдын түрүн аныктоодо бул өзгөчөлүк милдеттүү эмес. Көпчүлүк минералдар монокристаллдар.
Сырткы формасы заттын өсүү ылдамдыгына жараша болот. жай өсүшү жана материалдын бир тектүүлүгү менен, кристаллдары туура кесип бар. Орто ылдамдыкта кесүү айтылбайт. Жогорку кристаллдашуу ылдамдыгында көптөгөн монокристаллдардан турган поликристаллдар өсөт.
Классикалык монокристалл мисалдары алмаз, кварц,топаз. Электроникада жарым өткөргүчтөрдүн жана диэлектриктердин касиеттерине ээ болгон монокристаллдар өзгөчө мааниге ээ. Монокристаллдардын эритмелери катуулуктун жогорулашы менен мүнөздөлөт. Өтө таза монокристаллдар келип чыгышына карабастан бирдей касиеттерге ээ. Минералдардын химиялык курамы өсүү темпине жараша болот. Кристалл канчалык жай өссө, анын курамы ошончолук мыкты болот.
Поликристаллдар
Модкристаллдар жана поликристаллдар жогорку молекулалык өз ара аракеттешүү менен мүнөздөлөт. Поликристалл көптөгөн монокристаллдардан турат жана туура эмес формага ээ. Алар кээде кристаллиттер деп аталат. Алар табигый өсүштүн натыйжасында пайда болот же жасалма жол менен өстүрүлөт. Поликристалдар эритмелер, металлдар, керамика болушу мүмкүн. Негизги мүнөздөмөлөр монокристаллдардын касиеттеринен турат, бирок дан өлчөмү, алардын ортосундагы аралык жана дан чек аралары чоң мааниге ээ. Чек аралар болгон учурда поликристаллдардын физикалык мүнөздөмөлөрү олуттуу өзгөрөт, күчү төмөндөйт.
Поликристаллдар кристаллдашуунун, кристаллдык порошоктордун өзгөрүшүнүн натыйжасында пайда болот. Бул минералдар монокристаллдарга караганда туруктуу эмес, натыйжада жеке бүртүкчөлөр бирдей эмес өсөт.
Полиморфизм
Модкристаллдар – бир эле учурда эки абалда боло турган, физикалык касиеттери боюнча айырмаланган заттар. Бул өзгөчөлүк полиморфизм деп аталат.
Ошол эле учурда бир абалдагы зат экинчисине караганда туруктуураак болушу мүмкүн. Экологиялык шарттар өзгөргөндө, кырдаал өзгөрүшү мүмкүнөзгөртүү.
Полиморфизмдин төмөнкү түрлөрү бар:
- Кайра куруу - атомдор менен молекулаларда ажыроо болот.
- Деформация - структура өзгөртүлгөн. Кысуу же чоюу пайда болот.
- Shift - структуранын кээ бир элементтери жайгашкан жерин өзгөртөт.
Кристаллдын касиеттери курамынын кескин өзгөрүшү менен өзгөрүшү мүмкүн. Полиморфизмдин классикалык мисалы - көмүртектин модификациясы. Бир абалда алмаз, экинчисинде графит, ар кандай касиетке ээ заттар.
Кээ бир углеводдор ысытылганда графитке айланат. касиеттерин өзгөртүү кристалл торчолордун деформациясы жок болушу мүмкүн. Темир учурда кээ бир компоненттердин алмаштырылышы магниттик касиеттердин жоголушуна алып келет.
Кристаллдын күчү
Заманбап технологияда колдонулган бардык материал акыркы күчкө ээ. Никелдин, хромдун жана темирдин эритмеси эң чоң күчкө ээ. Металлдардын бекемдигин жогорулатуу аскердик жана граждандык техниканы жакшыртат. Кийүүгө туруктуулуктун жогорулашы кызмат мөөнөтүн узартат. Ушул себептен улам окумуштуулар монокристаллдардын күчүн көптөн бери изилдеп келишет.
Таза монокристаллдар идеалдуу кристалл торлору бар кристаллдар болуп саналат, аз сандагы кемчиликтерди камтыйт. Кемчиликтердин санынын азайышы менен металлдардын бекемдиги бир нече эсе жогорулайт. Ошол эле учурда металлдын тыгыздыгы дээрлик бирдей бойдон калууда.
Идеалдуу торлуу монокристаллдар эрүү чекитине чейин механикалык стресске туруктуу. менен өзгөрбөубакыт. Көбүнчө мындай монокристаллдар нөлдүк дислокацияга ээ. Бирок бул кошумча шарт. Күчтүүлүгү дислокациялар көп болгон жерлерде микро жаракалар пайда болушу менен түшүндүрүлөт. Ал эми алар жокто жаракалар пайда боло турган жер жок. Бул монокристалл күчүнүн чегинен ашканга чейин созулат дегенди билдирет.
Жасалма монокристаллдар
Бир кристаллдарды өстүрүү илимдин азыркы деңгээлинде мүмкүн. Металлды кайра иштетүүдө анын курамын өзгөртпөстөн, сиз жогорку коопсуздук маржасына ээ болгон монокристалл түзө аласыз.
Минокристаллдарды өндүрүүнүн 2 белгилүү ыкмасы бар:
- супер жогорку басым жана металл куюу;
- криогендик басым.
Биринчи ыкма жеңил металлдарды иштетүү үчүн популярдуу. Металлдын тазалыгын жана басымдын жогорулашын эске алганда, бара-бара ошол эле касиеттерге ээ, бирок күч-кубаты жогорулаган жаңы металл пайда болот. Белгилүү шарттарда идеалдуу торлуу монокристалл алууга болот. Кошумчалар болгондо кристалл тор идеалдуу болбой калышы мүмкүн.
Оор металлдарда басымдын жогорулашы менен структурасын өзгөртүү процесси жүрөт. Монокристалл чыга элек, бирок зат касиеттерин өзгөрттү.
Криогендик куюу криогендик суюктуктарды өндүрүүгө негизделген. Кристалдашуу магнит талаасынын таасири астында болбойт. Жарым кристаллдык форма электрдик заряддалгандан кийин кристаллга айланат.
Бриллиантжана кварц
Алмаздын касиеттери анын атомдук кристалл торчосу бар зат экендигине негизделген. Атомдордун ортосундагы байланыш алмаздын күчүн аныктайт. Туруктуу шарттарда алмаз өзгөрбөйт. Вакуумга дуушар болгондо, ал акырындап графитке айланат.
Кристалл өлчөмдөрү бир топ айырмаланат. Синтетикалык жол менен өстүрүлгөн бриллианттардын беттери куб болуп, окшошторунан айырмаланып турат. Алмаздын касиеттери айнекти кесүүдө колдонулат.
Кварц кристаллдары бардык жерде кездешет. Минерал эң кеңири таралгандардын бири. Кварц адатта түссүз. Таштын ичинде жаракалар көп болсо, анда ал ак болот. Башка аралашмалар кошулганда, ал түсүн өзгөртөт.
Кварц кристаллдары айнек өндүрүшүндө, УЗИ жасоодо, электрдик, радио жана телевизордук жабдууларда колдонулат. Кээ бир сорттору зергерчиликте колдонулат.
Монокристалдардын структурасы
Катуу абалдагы металлдар кристаллдык түзүлүшкө ээ. Монокристаллдардын түзүлүшү кезектешип турган атомдордун чексиз сериясы. Чындыгында атомдордун тизилиши жылуулук эффекттеринен, механикалык же башка бир катар себептерден улам бузулушу мүмкүн.
Кристалл торлору 3 түрдүү болот:
- волфрам түрү;
- жез түрү;
- магний түрү.
Колдонмо
Жасалма монокристаллдар - жаңы касиеттери бар материалды алуу мүмкүнчүлүгү. Жалгыз кристаллдардын колдонуу аянты абдан чоң. Кварц менен шпат табият тарабынан жаратылган, ал эми натрий фториди жасалма түрдө өстүрүлгөн.
Монокристаллдароптикада жана электроникада колдонулган материалдар. Кварц жана слюда оптикада колдонулат, бирок кымбат. Жасалма шарттарда тазалыгы жана күчү менен айырмаланган монокристалл өстүрө аласыз.
Бриллиант жогорку күч талап кылынган жерлерде колдонулат. Бирок ал жасалма шарттарда ийгиликтүү синтезделет. Үч өлчөмдүү монокристаллдар эритмелерден өстүрүлөт.
