امید اشکانی پنجشنبه 27 بهمن 1390 04:00 ب.ظ نظرات ()

 

مقاله ای راجع به عیوب کریستالی :

تویسنده : امید اشکانی

عیوب کریستالی به مجموعه عیوبی گفته می شود که به طور کلی باعث کاهش خواص استحکامی و خواص فیزیکی قطعه ی ما می شود. این عیوب به چهار دسته ی عیوب نقطه ای ، عیوب خطی ، عیوب سطحی و عیوب فضایی تقسیم بندی می شونند. این عیوب گاهی اوقات برای قطعه مفید و گاهی هم برای قطعه مضر هستند ، به جز عیوب فضایی که همواره برای قطعه ی مورد نظر مضر می باشند.

۱ : عیوب نقطه ای :

عیوب نقطه ای به ۳ دسته ی زیر تقسیم بندی می شونند :

۱ : عیب جای نشینی

۲: عیب بین نشینی

۳ : عیب جای خالی

عیب جای خالی به این معنا است که یکی از اتمهای شبکه ی کریستالی مکان خود را ترک کرده و جای آن خالی است. مانند شکل زیر :

تعداد جاهای خالی در یک شبکه ی کریستالی از رابطه ی زیر به دست می آید :

NV = N exp -Qv /KT

که در آن :

N = NA .P / A

که در آن NA عدد آووگادرو ، P چگالی ، A حجم فلز ، K ثابت بولتزمن برابر با 8.62 ضرب در 10 منفی 5 است.

برای ادامه ی متن بر روی ادامه مطلب کلیک کنید.....

 

۲ : عیب جای نشین : در این عیب یک اتم بیگانه به جای یکی از اتمهای اصلی شبکه ی کریستالی قرار می گیرد.

۳ : عیب بین نشینی : در این عیب کریستالی یک اتم در بین اتمهای یک شبکه ی کریستالی جا می گیرد که بسته به ضریب تراکم اتمی این مقدار جای گیری متفاوت است. ضریب تراکم اتمی یعنی حجم اتمها به حجم سلول واحد .

عیوب خطی : به سه دسته ی عیوب لبه ای ، حلزونی یا پیچی و مختلط تقسیم بندی می شونند.

عیب لبه ای : همانند شکل یکی از خطوط شبکه ی کریستالی از بین رفته و باعث به وجود آمدن این عیب می گردد.

عیوب لبه ای یا خطی

عیب حلزونی یا پیجی : همانند شکل یک انحنایی در صفحه ی کریستالی به وجود می آید که چندان قابل لمس نیست.

عیب مختلط زمانی است که هم عیب پیچی وجود داشته باشد و هم عیب لبه ای :

عیوب صفحه ای : این عیوب به دو دسته ی اصلی عیوب لایه ای و مرزدانه ها تقسیم بندی می شونند.

۱ : عیوب لایه ای : عیب لایه ای از قرار گرفتن بدون نظم و ترتیب آرایش صفحات اتمی به وجود می آید ، برای مثال به جای اینکه ساختار کریستالی به صورت ABCABCABC باشد به صورت ABBCABBBC در می آید که ناشی از بی نظمی در اتمهاست.

2 : مرزدانه ها : یکی از عیوبی که اهمیت زیادی در خواص مکانیکی دارد مرزدانه ها هستند ، در هر ساختار کریستالی تعداد زیادی دانه وجود داره که توسط مرزدانه ها از هم جدا می شونند . مرزدانه ها تاثیر خاصی روی خواص مکانیکی و فیزیکی و شیمیایی دارند. یکی از علل اصلی اهمیت مرزدانه ها این است که ناخالصی ها همه در مرزدانه ها جمع می شود. استاندارد مورد قبول برای شناخت مرزدانه ها استاندارد ASTM E112 است که سه روش اساسی برای شناخت مرزدانه ها در آن بیان شده.

عیوب فضایی : این عیوب همواره برای فلز آلیاژی مضر هستند و می توانند باعث آسیب شونند.این عیوب اکثرا ناشی از سرد کردن نادرست ، تخلخل و موارد این چنینی هستند و از راه تصویر متالوگرافی یا حتی با چشم غیر مسلح قابل دیدن هستند مانند انواع ترک ها .

از دیگر عیوب :

عیب فرنکل : وجود یک محل خالی به همراه یک عیب بین نشینی به عیب فرنکل مشهور است و از جمله عیوب نقطه ای می باشد.

عیب شوتکی : عیوب شوتکی از جمله ی عیوب نقطه ای است که در کریستالهایی با پیوند یونی یافت می شود ، محل خالی می تواند یون مثبت یا منفی باشد.

عیوب کریستالی همواره مضر نیستند ، این عیوب برای کاربرد های زیر استفاده می شونند :

1 : برخی از عیوب نقطه ای شرط اولیه ی استفاده از فتوگرافی است.

2 :استفاده ی صنعتی دیگر از عیوب نقطه ای ، ساخت بلورهای عایق و نیمه هادی است. برای مثال عنصر ژرمانیم که در حالت خالص عایق است ، زیرا ساختاری شبیه الماس دارد ، اگر ژرمانیم را دوب کرده و مقدار کمی عنسر سرب به آن اضافخ کنیم ، با بین نشین شدن اتمهای سرب ، دیگر عایق الکتریکی نیست.