پاورپوینت کامل با عنوان انواع نقص های کریستالی (Defects) در 34 اسلاید

بلورهای جامدات کامل نیستند یعنی دارای عیوب شبکه کریستالی(Crystal defects) می‌باشند. از نظر کریستالو گرافی، کریستالی که دارای ساختمان شبکه‌ای کاملاً منظم از تکرار سلول واحد باشد، کریستال ایده‌آل نامیده می‌شود و منظور از عیوب بلوری، بی نظمی شبکه‌ای است که یک یا چند بعد آن بر حسب قطر اتمی می‌باشد، در طبیعت ماده‌ای که تمام بلورهای آن بی نقص باشند وجود ندارد و همچنین خواص فیزیکی و مکانیکی برخی مواد به شدت تحت تأثیر حضور عیوب می‌باشد به طوری که این عیوب در پلاستیسیته، استحکام فلزات، هدایت الکتریکی نیمه رسانا، پس ماند مغناطیسی، مغناطیس‌های دائمی، هدایت الکتریکی فوق رسانا، استحکام در مقابل درجه حرارتهای بالا، قابلیت هدایت حرارتی مواد سرامیکی کریستالی در درجه حرارت‌های پایین تأثیر قابل توجهی دارد و همچنین یکی از مهمترین دلایل استحکام، وجود نواقص(Defects) در ساختمان کریستالی تلقی می‌شود که البته این اثر همیشه مضر نیست و برخی ویژگی‌های خاص ماده اغلب به صورت عمدی و با استفاده از وارد کردن مقادیر کنترل شده از عیوب خاص ایجاد می‌گردند.

عیوب کریستالی انواعی دارد که عبارتند ازعیوب نقطه‌ای(Point defects-عیوبی که مرتبط با یک یا دو موقعیت اتمی هستند)، عیوب خطی(Line defects) و عیوب سطحی(Surface defects) و عیوب حجمی(Volume defects)که اغلب در اثر عوامل خارجی به وجود می‌آیند.

عیوب نقطه‌ای(Point defects)

نقص جا خالی(Vacancy)

اگر یک اتم در محل خود در ساختمان بلوری حضور نداشته باشد نقص جای خالی (تهیجایی) نامیده می‌شود که ساده‌ترین و مهمترین عیب نقطه‌ای می‌باشد چنین عیوبی می‌تواند در موقع انجماد تغییر شکل دادن، اشعه دادن با انرژی زیاد ویا در درجه حرارت‌های بالا بوجود بیاید، وجود نقص جای خالی منجر به نزدیک شدن اتم‌های اطراف جای خالی می‌شود و نظم اتمی اندکی به هم می‌ریزد و همچنین باعث افزایش انتروپی (Entropyy) بلور می‌گردد.

عیوب خطی(Line defects)

نابجایی ها(Dislocations)

نابجایی یک عیب خطی است که اتم‌های اطراف آن به صورت ناموزون آرایش گرفته‌اند بدین صورت که یک بخش اضافی یا یک نیم صفحه از اتم‌ها که لبه آن در بلور خاتمه می‌یابد یا به عبارتی انتهای یک نیم صفحه اتمی اضافی که بین دو صفحه اتمی از یک شبکه قرار گرفته که به این نوع نابجایی لبه‌ای(Edge Dislocation) می‌گویند.

نوعی دیگر از نابجایی پیچی است که دو قسمت از یک شبکه کریستالی در جهت مخالف بر روی یکدیگر لغزیده است بطوری که این لغزش تنها بر روی یک صفحه در جهت موازی خط نابجایی به اندازه یک فاصله اتمی انجام گرفته که توسطتنش برشی اعمالی ایجاد می‌گردد.

عیوب سطحی(Surface defects)

این عیوب در یک صفحه مشخص و در دو بعد هستند و شامل سطوح خارجی، مرز دانه‌ها، مرز دوقلویی، نقص در چینش و مرزهای فازی هستند که ۴ مورد اصلی بررسی می‌شود.

سطوح خارجی(Material surface)

مرزی است که در سطح خارجی است که امتداد آن در ساختمان بلوری خاتمه می‌یابد. ممکن است که این سطح حاوی شکاف باشد و اتم‌های سطحی با حداکثر تعداد نزدیکترین اتم‌های همسایه پیوند نداشته و در سطح انرژی بالاتری نسبت به اتم‌های مناطق داخلی بلور قرار داشته باشند؛ که این عیوب سطوح خارجی خود انواعی دارد که عبارتند از جای خالی، پله‌ای، پیچ خوردگی، شکاف و لبه‌ای.

این خاصیت در کاتالیزورها بسیار مفید است چون باعث افزایش سطح تماس می‌شود و سطوح خارجی نیز در سطح انرژی بالاتری قرار دارند.

عیوب حجمی یا بالکی(Volume defects)

معمولاً ترتیب مربوط به دو دانه مجاور نامشخص بوده و تشکیل مرز دانه مربوط به آن‌ها می‌تواند نامنظم باشد که عیب حجمی تلقی می‌گردد، این عیوب بسیار بزرگتر از عیوب مطرح شده هستند که شامل فضاهای خالی میکروسکوپی و ماکروسکوپی (مانند حفره های انقباضی کوچک داخلی، حفره های ریز سطحی که در اثر خروج گاز پدید می آید، حفره‌ها، ترک‌ها، آخال‌های خارجی و سایر فاز هاست؛ که معمولاً در مراحل فرآوری و تولید ایجاد می‌گردند مثلاً یکی از عیوب حجمی آمورف‌ها هستند که به دلیل سرد شدن سریع مایع نمی‌تواند ساختار کریستالی منظم تشکیل دهد و از عیوب حجمی به حساب می‌آیند.

فهرست مطالب:

عیوب کریستالی

کریستال ایده آل

خواص حساس و غیرحساس به ساختار

انواع عیوب کریستالی

عیوب نقطه ای 

مراحل تشکیل

جاخای خالی

تعداد تعادلی جاهای خالی

مساله

نفوذ

شرط لازم برای ایجاد حرکت

نفوذ و جای خالی

ارتعاش گرمایی

نقص بین نشینی

نقص بین نشینی خودی

نقص جانشینی

نقص فرانکل و شاتکی

نقص خطی-نابجایی ها

نابجایی لبه ای

اعوجاج در شبکه

نابجایی پیچی

نابجایی ترکیبی

نقص های سطحی

سطوح آزاد 

مرز دانه ها

مرز دوقلو

نقص در چینش صفحات اتمی

نقص حجمی