Kristallar muntazam geometrik shaklga ega qattiq jismlardir. Tartibli zarrachalar joylashgan strukturaga kristall panjara deyiladi. Ular tebranadigan zarrachalarning joylashish nuqtalari kristall panjaraning tugunlari deyiladi. Bu jismlarning barchasi monokristal va polikristallarga bo'lingan.
Yagona kristallar nima
Yagona kristallar - kristall panjarasi aniq tartibga ega bo'lgan monokristallar. Ko'pincha bitta kristall muntazam shaklga ega, ammo kristall turini aniqlashda bu xususiyat majburiy emas. Aksariyat minerallar monokristaldir.
Tashqi shakli moddaning oʻsish tezligiga bogʻliq. Sekin o'sish va materialning bir hilligi bilan kristallar to'g'ri kesilgan. O'rtacha tezlikda kesish aniq emas. Yuqori kristallanish tezligida ko'plab monokristallardan tashkil topgan polikristallar o'sadi.
Yagona kristallarning klassik namunalari olmos, kvarts,topaz. Elektronikada yarimo'tkazgichlar va dielektriklar xossalariga ega bo'lgan monokristallar alohida ahamiyatga ega. Yagona kristallarning qotishmalari ortib borayotgan qattiqlik bilan tavsiflanadi. O'ta toza monokristallar kelib chiqishidan qat'iy nazar bir xil xususiyatlarga ega. Minerallarning kimyoviy tarkibi o'sish tezligiga bog'liq. Kristal qanchalik sekin o'ssa, uning tarkibi shunchalik mukammal bo'ladi.
Polikristallar
Yagona kristallar va polikristallar yuqori molekulyar oʻzaro taʼsir bilan tavsiflanadi. Polikristal ko'plab monokristallardan iborat va tartibsiz shaklga ega. Ular ba'zan kristallitlar deb ataladi. Ular tabiiy o'sish natijasida paydo bo'ladi yoki sun'iy ravishda o'stiriladi. Polikristallar qotishmalar, metallar, keramika bo'lishi mumkin. Asosiy xarakteristikalar monokristallarning xususiyatlaridan iborat, ammo don o'lchamlari, ular orasidagi masofa va don chegaralari katta ahamiyatga ega. Chegaralar mavjud bo'lganda, polikristallarning fizik xususiyatlari sezilarli darajada o'zgaradi, kuch kamayadi.
Polikristallar kristallanish, kristalli kukunlarning oʻzgarishi natijasida hosil boʻladi. Bu minerallar monokristallarga qaraganda barqaror emas, bu esa alohida donalarning notekis o‘sishiga olib keladi.
Polimorfizm
Yagona kristallar bir vaqtning o'zida ikkita holatda bo'lishi mumkin bo'lgan moddalardir, ular o'zlarining fizik xususiyatlari bilan farqlanadi. Bu xususiyat polimorfizm deb ataladi.
Shu bilan birga, bir holatda bo'lgan modda boshqasiga qaraganda barqarorroq bo'lishi mumkin. Atrof-muhit sharoitlari o'zgarganda, vaziyat bo'lishi mumkino'zgartirish.
Polimorfizm quyidagi turlarga ega:
- Qayta qurish - atom va molekulalarda parchalanish sodir bo'ladi.
- Deformatsiya - struktura o'zgartirilgan. Siqish yoki cho'zish sodir bo'ladi.
- Shift - strukturaning ba'zi elementlari joylashuvini o'zgartiradi.
Kristal xossalari tarkibi keskin oʻzgarishi bilan oʻzgarishi mumkin. Polimorfizmning klassik namunasi uglerod modifikatsiyasidir. Bir holatda olmos, boshqa holatda grafit, turli xossalarga ega moddalar.
Uglevodlarning ba'zi shakllari qizdirilganda grafitga aylanadi. Xususiyatlarning o'zgarishi kristall panjaraning deformatsiyasisiz sodir bo'lishi mumkin. Temirga kelsak, ba'zi komponentlarning o'rnini bosishi magnit xususiyatlarining yo'qolishiga olib keladi.
Kristal kuchi
Zamonaviy texnologiyada ishlatiladigan har qanday material yakuniy kuchga ega. Nikel, xrom va temir qotishmasi eng katta kuchga ega. Metalllarning mustahkamligini oshirish harbiy va fuqarolik texnikasini yaxshilaydi. Aşınmaya qarshilikning oshishi xizmat muddatini uzaytiradi. Shu sababli olimlar uzoq vaqtdan beri monokristallarning kuchini o‘rganishmoqda.
Sof monokristallar ideal kristall panjarali kristallar bo'lib, oz sonli nuqsonlarni o'z ichiga oladi. Qusurlar sonining kamayishi bilan metallarning mustahkamligi bir necha bor ortadi. Shu bilan birga, metallning zichligi deyarli bir xil bo'lib qoladi.
Ideal panjarali monokristallar erish nuqtasigacha mexanik stressga chidamli. bilan almashtirmangvaqt. Ko'pincha bunday monokristallar nol dislokatsiyaga ega. Ammo bu ixtiyoriy shart. Kuchlilik, eng ko'p dislokatsiyalar mavjud bo'lgan joylarda mikro yoriqlar hosil bo'lishi bilan izohlanadi. Va ularning yo'qligida, yoriqlar paydo bo'ladigan joy yo'q. Bu shuni anglatadiki, monokristal kuch chegarasidan oshib ketguncha davom etadi.
Sun'iy monokristallar
Monokristallarni o'stirish hozirgi fan darajasida mumkin. Metallni qayta ishlashda uning tarkibini o'zgartirmasdan, yuqori xavfsizlik chegarasiga ega bo'lgan yagona kristall yaratishingiz mumkin.
Monokristallarni ishlab chiqarishning 2 ta usuli ma'lum:
- super yuqori bosim va metall quyish;
- kriogen bosim.
Birinchi usul engil metallarni qayta ishlashda mashhur. Metallning tozaligi va ortib borayotgan bosimni hisobga olgan holda, asta-sekin bir xil xususiyatlarga ega, ammo kuchaygan yangi metall paydo bo'ladi. Muayyan sharoitlarda ideal panjarali bitta kristall olish mumkin. Nopokliklar mavjud bo'lganda, kristall panjara ideal bo'lmasligi ehtimoli bor.
Og'ir metallarda bosim ortishi bilan strukturani o'zgartirish jarayoni sodir bo'ladi. Monkristal hali chiqmadi, lekin moddaning xususiyatlarini o'zgartirdi.
Kriogen quyma kriogen suyuqliklarni ishlab chiqarishga asoslangan. Kristallanish magnit maydon ta'sirida sodir bo'lmaydi. Yarim kristall shakl elektr zaryadlangandan so'ng kristallga aylanadi.
Olmosva kvarts
Olmosning xossalari uning atom kristalli panjarali modda ekanligiga asoslanadi. Atomlar orasidagi bog'lanish olmosning kuchini belgilaydi. Doimiy sharoitda olmos o'zgarmaydi. Vakuum ta'sirida u asta-sekin grafitga aylanadi.
Kristal oʻlchamlari sezilarli darajada farqlanadi. Sintetik ravishda o'stirilgan olmoslar kubik yuzlarga ega va ularning hamkasblaridan farq qiladi. Olmosning xususiyatlari shisha kesish uchun ishlatiladi.
Kvarts kristallari hamma joyda uchraydi. Mineral eng keng tarqalganlardan biridir. Kvarts odatda rangsizdir. Agar toshning ichida ko'plab yoriqlar bo'lsa, u oq rangga ega. Boshqa aralashmalar qoʻshilsa, rangi oʻzgaradi.
Kvarts kristallari shisha ishlab chiqarishda, ultratovushni yaratishda, elektr, radio va televidenie uskunalarida ishlatiladi. Ba'zi navlari zargarlik buyumlarida ishlatiladi.
Yagona kristallarning tuzilishi
Qattiq holatdagi metallar kristall tuzilishga ega. Yagona kristallarning tuzilishi o'zgaruvchan atomlarning cheksiz qatoridir. Haqiqatda atomlarning tartiblanishi termal, mexanik yoki boshqa bir qancha sabablarga ko'ra buzilishi mumkin.
Kristal panjaralar 3 xilda uchraydi:
- volfram turi;
- mis turi;
- magniy turi.
Ilova
Sun'iy monokristallar yangi xususiyatlarga ega material olish imkoniyatidir. Yagona kristallarni qo'llash sohasi juda katta. Kvarts va shpati tabiat tomonidan yaratilgan, natriy ftorid esa sun'iy ravishda o'stirilgan.
Monokristallaroptika va elektronikada ishlatiladigan materiallar. Kvarts va slyuda optikada ishlatiladi, lekin qimmat. Sun'iy sharoitda siz tozaligi va mustahkamligi bilan ajralib turadigan yagona kristall etishtirishingiz mumkin.
Olmos yuqori quvvat talab qilinadigan joylarda ishlatiladi. Ammo u sun'iy sharoitda muvaffaqiyatli sintezlanadi. Uch oʻlchamli monokristallar eritmalardan oʻstiriladi.
