Подготовили Подготовили Учащиеся 10 класса Яремич В. Гапич А. Гаськова М. Учитель Учитель Антикуз Е.В. Антикуз Е.В. - презентация

1 Подготовили Подготовили Учащиеся 10 класса Яремич В. Гапич А. Гаськова М. Учитель Учитель Антикуз Е.В. Антикуз Е.В.

2 Кристаллом называется тело определенной геометрической формы, ограниченное естественными плоскими гранями (Искусственный кварц, алмаз, рубин) Кристаллом называется тело определенной геометрической формы, ограниченное естественными плоскими гранями (Искусственный кварц, алмаз, рубин)

3 Монокристаллами наз. одиночные кристаллы, имеющие макроскопическую упорядоченную кристаллическую решетку.(алмазы,кварц) Поликристаллами наз. совокупность хаотически сросшихся монокристаллов (зернистая структура поликристаллов - кристаллиты).

4 Формы кристаллов

5 Сапфир, алмаз, малахит, жемчуг, звездчатый сапфир, изумруд

6 Дефекты кристалла Дефектами кристалла называют всякое нарушение трансляционной симметрии кристалла идеальной периодичности кристаллической решётки. Различают несколько разновидностей дефектов по размерности. А именно, бывают нульмерные дефекты, одномерные, двумерные и трёхмерные. Дефектами кристалла называют всякое нарушение трансляционной симметрии кристалла идеальной периодичности кристаллической решётки. Различают несколько разновидностей дефектов по размерности. А именно, бывают нульмерные дефекты, одномерные, двумерные и трёхмерные.кристалла кристаллической решёткикристалла кристаллической решётки

7 Нульмерные дефекты Нульмерные дефекты К нульмерным дефектам кристалла или точечным дефектам относят все дефекты, которые связаны со смещением или заменой небольшой группы атомов. Возникают в процессе роста и в результате радиационного облучения. Могут вноситься также в результате имплантации. Наиболее изучены, включая движение, взаимодействие, аннигиляцию, испарение. К нульмерным дефектам кристалла или точечным дефектам относят все дефекты, которые связаны со смещением или заменой небольшой группы атомов. Возникают в процессе роста и в результате радиационного облучения. Могут вноситься также в результате имплантации. Наиболее изучены, включая движение, взаимодействие, аннигиляцию, испарение. радиационного облучения радиационного облучения вакансия отсутствие атома в узле элементарной ячейки. вакансия отсутствие атома в узле элементарной ячейки. дивакансия отсутствие двух атомов в соседних узлах. дивакансия отсутствие двух атомов в соседних узлах. дефект замещения замена атома одного типа, атомом другого типа в узле элементарной ячейке. дефект замещения замена атома одного типа, атомом другого типа в узле элементарной ячейке. междоузельный атом атом, находящийся в междоузельном положении элементарной ячейки. По типу ближайшего окружения может также варьироваться (4 атома, 6 атомов). междоузельный атом атом, находящийся в междоузельном положении элементарной ячейки. По типу ближайшего окружения может также варьироваться (4 атома, 6 атомов). пара Френкеля дефект, когда атом из узла сдвигается в междоузлие пара Френкеля дефект, когда атом из узла сдвигается в междоузлие

8 Двумерные дефекты Двумерные дефекты Основной дефект представитель этого класса поверхность кристалла. Основной дефект представитель этого класса поверхность кристалла. Трёхмерные дефекты Трёхмерные дефекты Представляют собой конгломерат из многих дефектов. Происхождение нарушение режимов роста кристалла, грязные образцы. Представляют собой конгломерат из многих дефектов. Происхождение нарушение режимов роста кристалла, грязные образцы.

9 Поверхностные дефекты кристаллов

10 Одномерные дефекты Одномерные дефекты Одномерные дефекты представляют собой протяжённые дефекты кристалла, множество вакансий выстроенных в линию. Единственный тип дислокации. Возникает в процессе роста кристалла. Изучают движение дислокаций в зависимости от приложенных механических напряжений и взаимодействие точечных дефектов с полями упругих напряжений в кристалле, вызванных дислокациями. Характеризуются вектором Бюргерса. Одномерные дефекты представляют собой протяжённые дефекты кристалла, множество вакансий выстроенных в линию. Единственный тип дислокации. Возникает в процессе роста кристалла. Изучают движение дислокаций в зависимости от приложенных механических напряжений и взаимодействие точечных дефектов с полями упругих напряжений в кристалле, вызванных дислокациями. Характеризуются вектором Бюргерса. дислокации несоответствия дислокации несоответствия винтовая дислокация винтовая дислокация

11 Методы избавления от дефектов Методы избавления от дефектов Основной метод, который помогает избавляться от дефектов в кристалле метод зонной плавки. Этот метод хорошо применим для кремния. Плавят малую часть кристалла, чтобы впоследствии перекристаллизовать расплав. Используют также просто отжиг при повышенной температуре содержат кристаллы. Дефекты при повышенной температуре обладают высоким коэффициентом диффузии. Вакансии могут выходить на поверхность и, поэтому говорят об испарении дефектов. Для атомов в междоузлиях возможен вариант выхода на поверхность и аннигиляция с вакансией. Междоузельные атомы могут исчезнуть при взаимодействии с дислокацией, так как она является стоком для атомов. Основной метод, который помогает избавляться от дефектов в кристалле метод зонной плавки. Этот метод хорошо применим для кремния. Плавят малую часть кристалла, чтобы впоследствии перекристаллизовать расплав. Используют также просто отжиг при повышенной температуре содержат кристаллы. Дефекты при повышенной температуре обладают высоким коэффициентом диффузии. Вакансии могут выходить на поверхность и, поэтому говорят об испарении дефектов. Для атомов в междоузлиях возможен вариант выхода на поверхность и аннигиляция с вакансией. Междоузельные атомы могут исчезнуть при взаимодействии с дислокацией, так как она является стоком для атомов.

12 Полезные дефекты Полезные дефекты При ковке металлов генерируется многочисленные дислокации несоответствия по разному ориентированные в пространстве, что затрудняет разрушение кристалла по сетке дислокаций и, таким образом, понижается хрупкость материала. При ковке металлов генерируется многочисленные дислокации несоответствия по разному ориентированные в пространстве, что затрудняет разрушение кристалла по сетке дислокаций и, таким образом, понижается хрупкость материала. В искусственно выращенных рубинах, сапфирах для лазеров добавляют примеси (Cr, Fe, Ti) элементов окрашивающие центры, которые участвуют в генерации когерентного света. В искусственно выращенных рубинах, сапфирах для лазеров добавляют примеси (Cr, Fe, Ti) элементов окрашивающие центры, которые участвуют в генерации когерентного света.рубинах сапфирахлазеровCrFeTiкогерентногорубинах сапфирахлазеровCrFeTiкогерентного

13 Кристаллические решетки Фрагмент кристаллической решетки алмаза Кристаллическая решетка алмаза и графита казалось бы так похожи При достаточно низкой температуре, когда тепловое движение частиц затруднено, такое одинаковое взаимодействие приводит к образованию периодически повторяющейся в пространстве структуры кристаллической решётки.

14 Атомными называют кристаллические решётки, в узлах которых находятся отдельные атомы. В таких решётках атомы соединены между собой очень прочными ковалентными связями. Примером веществ с таким типом кристаллических решёток может служить алмаз. Атомные кристаллы

15 Молекулярные кристаллы Молекулярными называют кристаллические решётки, в узлах которых располагаются молекулы. Химические связи в этих молекулах могут быть и полярными (HCl, H2O), и неполярными (N2, O3, P4). Молекулярные вещества с малыми молекулами плавятся и кипят при более низких температурах, чем вещества с большими молекулами!

16 Некоторые простые типы кристаллических структур Элементарные ячейки кубических решеток: а) простой; б) гранецентрированной; в) объемно- центрированной

17 Гексагональная простая и плотноупакованная решетк Простая гексагональная решетка состоит из треугольных призм, в основании которых лежат правильные треугольники и имеет ось симметрии шестого порядка, то есть переходит в себя при поворотах на угол 60O (рис. 2.3а). Несмотря на свою простоту, в природе такая решетка встречается редко. Гораздо же чаще встречается несколько более сложная на первый взгляд структура. Рис Элементарная ячейка гексагональной и гексагональной плотноупакованной решеток Рис Плотноупакованный слой и возможные способы прилегания к нему соседних слоев (мелкие закрашенные и незакрашенные окружности)

18 Решетки различных тел Рисунок Кристаллическая решетка поваренной соли. Рисунок Структура металлического кристалла Рисунок Простые кристаллические решетки: 1 – простая кубическая решетка; 2 – гранецентрированная кубическая решетка; 3 – объемно- центрированная кубическая решетка; 4 – гексагональная решетка

19 Некоторые виды деформаций твердых тел: 1 – деформация растяжения; 2 – деформация сдвига; 3 – деформация всестороннего сжатия. Деформация Деформация твердого тела является результатом изменения под действием внешних сил взаимного расположения частиц, из которых состоит тело, и расстояний между ними.