20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh 1 Urejenost NeurejenoRed kratkega dosegaRed dolgega...

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

1

Urejenost

Neurejeno Red kratkega dosega Red dolgega dosega

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

2

Razdelitev trdnih snovi

Amorfno KristalnoKvazikristalno

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

3

Primerjava stanj glede na urejenost

amorfno stanje

kvazikristal kristal

red kratkega dosega

DA DA DA

red dolgega dosega

NE NE

kvazi red

DA

osnovna celica

NE DA, se prepletajo

DA

nestabilno

metastabilno stabilno

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

4

Viskoznost, gostota

Tg - steklišče Tt - tališče

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

5

Smerna odvisnost lastnosti

amorfno stanjelastnosti niso odvisne od smeri preskušanjaizotropija

kristalno stanjelastnosti so odvisne od smeri preskušanjaanizotropija

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

6

Izhodno stanje

neurejeno plinasto stanje red kratkega dosega v tekočem stanju

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

7

Prehod preko fazne meje

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

8

Postopka za hitro ohlajanje taline

Melt spinning Plinska atomizacija

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

9

Keramika – SiO2

osnovni gradnikkvarčnega stekla

je tetraeder SiO44-

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

10

Kristalen in amorfen SiO2

Če se vsi SiO44- tetraedri

stikajo samo v ogliščih, nastane kristalna zgradba

Če pa so SiO44- tetraedri

razporejeni naključno, pa nastane amorfno stanje

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

11

Polimeri - Termoplast

amorfni termoplast delno kristalni termoplast

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

12

Elastomeri in duromeriElastomeri so šibko zamreženi polimeri. Imajo gumielastične lastnosti.Duromeri so močno zamreženi polimeri. So trdi in krhki. Obe vrsti polimerov sta vselej v amorfnem stanju.

Šibko zamreženi elastomer

Močno zamreženi duromer

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

13

Simetrija

Simetrijski elementi

Rotacijska simetrija: sučne osi

Zrcalna simetrija: zrcalna ravnina

Simetrijsko središče: center inverzije

Translacijska simetrija: translacijski vektor

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

14

Elementi točkovne simetrije

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

15

Elementi translacijske simetrije

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

16

Osnovna celica in kristalni sistemi

Kristalni sistem

Značilne simetrijske osi

Značilnosti osnovne celice

triklinski samo 1-števne osi, nima rotacijske simetrije

a b c; 90°

monoklinski Ena 2-števna os a b c; = = 90° in 90°

ortorombični Tri 2-števne osi a b c; = = = 90°

tetragonalni Ena 4-števna os a = b c; = = = 90

heksagonalni Ena 6- oziroma ena 3-števna* os

a = b c; = = 90°, = 120°

kubični Štiri 3-števne osi a = b = c; = = = 90°

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

17

Bravaisove mreže

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

18

Millerjevi indeksi smeri

Vektor v projiciramo na koordinatne osi: a/2, b, c/2.Delimo z enotnimi vektorji v smereh x, y in z:½, 1, ½

Damo na skupni imenovalec:½, 2/2, ½

Skupni imenovalec zanemarimo:1, 2, 1

Damo v oglate oklepaje in dobimo Millerjeve indekse smeri:[1 2 1]

Ta smer spada v družino:<1 1 2>

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

19

Millerjevi indeksi ravninPoiščemo presečišča ravnine s koordinatnimi osmi: 2a/3, b, c/3.

Delimo z enotnimi vektorji v smereh x, y in z:2/3 , 1, 1/3

Izračunamo obratne vrednosti:3/2, 1, 3.

Damo na skupni imenovalec:3/2, 2/2, 6/2

Skupni imenovalec zanemarimo:3, 2, 6

Damo v okrogle oklepaje in dobimo Millerjeve indekse ravnine:[3 2 6]

Ta smer spada v družino:{2 3 6}

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

20

Najgostejši zlog v smeri in ravnini

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

21

Najgostejši tridimenzionalni zlog

zaporedje ABA

zaporedje ABC

HGZ

PCK

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

22

Primerjava HGZ in PCK

Koordinacijsko število – število najbližjih sosedov je v obeh enako: 12.

V HGZ samo en niz najgosteje zloženih ravnin, v PCK štirje nizi. Zato je PCK mnogo bolj

preoblikovalna.V obeh so atomi najgosteje zloženi.

Zasedenega je 74 % prostora.

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

23

PCK

Število atomov, ki pripadajo celici:8 x 1/8 + 6 x ½ = 4

4

2

Ra

Delež prostora zasedenega z atomi je 74 %.Najgosteje zasedene ravnine: {1 1 1}.Najgosteje zasedene smeri: <0 1 1>

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

24

TCK

Število atomov, ki pripadajo celici:

8 x 1/8 + 1 = 2

4

3

Ra

Delež prostora zasedenega z atomi je 68 %.

Najgosteje zasedene ravnine: {1 1 0}.

Najgosteje zasedene smeri: <1 1 1>

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

25

Vrzeli

Oktaedrska vrzel Tetraedrska vrzel

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

26

Vrzeli v PCK

Število oktaedrskih vrzeli:12 x ¼ + 1 = 4

Velikost oktaedrske vrzeli:r = 0,414 R

Število tetraedrskih vrzeli:8 x 1 = 8

Velikost tetraedrske vrzeli:r = 0,224 R

20.2.03 Razporeditev atomov v trdnih snoveh

27

Vrzeli v TCK

Število oktaedrskih vrzeli:12 x ¼ + 6 x 1/2 = 6

Velikost oktaedrske vrzeli:r = 0,155 R

Število tetraedrskih vrzeli:6 x 4 x 1/2 = 12

Velikost tetraedrske vrzeli:r = 0,291 R