확실히 당신은 크리스탈에 대해 들어봤을 것입니다.이 시점에서 당신의 마음은 거대한 다이아몬드, 자수정 또는 토파즈를 시각화했을 것입니다. 그리고 확실히이 그룹에는 잘 알려진 "보석", 그러나 크리스탈은 보석 분야를 명확하게 포괄하는 종파가 아닙니다.
결정은 결정화로 알려진 흥미로운 과정의 최종 산물로, 다른 평면에 위치한 부분 인 "면"에 의해 형성된 균일 한 고체를 생성하는 것이 특징입니다.
결정화로 인한 고체의 특성
결정의 크기는 다양한 차원에서 다양한 특성입니다. 선형 단위 "미터"를 통해 측정 할 수있는 "거대한"결정을 찾을 수 있습니다. 수정을 찾아 그게 틀림 없어 "미크론"으로 표현, 크기가 작기 때문에 현미경으로 만 관찰 할 수있는 박테리아와 같은 미생물과 비슷합니다.
앞서 언급했듯이, 결정질 공정은 고순도의 제품을 생성합니다. 이것이 우리가 정의의 앞부분에서 다음과 같이 설정 한 이유입니다. 결정이 균질하다즉, 제품의 조성은 고체 부피의 어느 지점에서나 일정한 값을 유지하며, 이는 또한 부품 전체에 걸쳐 물리적 및 화학적 특성이 변하지 않고 유지되며 교란으로 인한 변동이 관찰되는 경우, 종 전체에 걸쳐 변화가 일어날 것입니다. 이 품질은 소재의 품질 평가에서 물질 분리 기술로 결정화 공정 사용.
결정질 제품은 자연에서 발생하는 자발적인 과정을 모방하는 어셈블리의 제어 된 반응을 통해 실험실 수준에서 분리 될 수도 있습니다. 제어 된 공정에서 얻은 결정의 주요 장점 중 하나는 더 정확한 다각형 그림과 완벽하게 일치하는 더 규칙적인 모양을 제공한다는 것입니다.
결정체에서는 실제 결정체 습관 (형태 학적 특성)의 일부인면을 구별 할 필요가 있으며, 그 수에 따라 고체의 기본 모양을 고려할 수 있습니다. 보통 결정은 몇 가지 기본 형태의 조합으로 정의됩니다., 주요 내용은 다음과 같습니다.
- 페디 온 : 등가물이없는 단일 평면으로 구성된 유리.
- Pinacoid : 대칭 축에 대해 두 개의 동등한면으로 구성됩니다.
- 접 형체 : 이 솔리드를 구성하는 두 개의 동등한면은 이진 축 주위에 있습니다.
- 프리즘: 영역을 구성하는 상동면으로 구성됩니다. 동일한 가장자리에 해당하는 동일한 방향에 평행 한 일련의면으로 정의 된 "결정 영역"입니다.
내부 관점에서 볼 때 결정의 구조는 공간의 다양한 지점에서 구조를 개발하는 용해 된 물질의 다소 균일하고 주기적이며 이방성 시스템으로 구성되는 것으로 간주 할 수 있습니다. 크리스탈의 특성 내에서 항상 관심을 불러 일으켰습니다. 규칙적으로 반복하다 재료가 차지하는 공간에서. 결정학에서이 작용에 영향을 미치는 현상을 번역.
결정화 과정
결정화가 일어나려면 다음과 같이 분류 될 수있는 물질에서 시작해야합니다. "수정 같은", 그리고 이것은 그것을 구성하는 입자가 원자, 분자 또는 이온 특성이든간에 균질성, 주기성 및 대칭의 특성을 가지고 있기 때문에 정의됩니다.
결정질 물질의 어느 시점에서 입자가 다음과 같은 단계에서 재구성되기 시작하면 전체 프로세스가 활성화됩니다. 핵 형성. 이 전체 과정은 입자 순서의 명백한 변화 외에도 Gibbs 자유 에너지의 변화에 의해 생성 된 교란의 보상을 지향하는 열역학적 조건의 변화 과정을 포함합니다. 세 가지 이벤트 :
- 화학 에너지의 변화.
- 핵 생성 영역과 나머지 균질 단계 사이의 인터페이스 생성.
- 이 과정에서 발생하는 부피와 모양의 변화는 긴장을 유발합니다.
다음 단계는 핵 생성 기본 구조가 안정화 될 때 시작됩니다. 다음 단계는 논리적이고 예측 가능한 것입니다. 일단 기본 구조를 갖추면 프로세스에 들어갑니다. 성장, 여기서 핵의 치수 변화가 관찰됩니다. 조금씩,이 증가는 결정이 잘 정의 된 습관을 얻을 때까지 얼굴의 형성을 가져올 것입니다.
결정 성장 메커니즘
Volmer에 의해 개발 된 이론은 결정의 성장이 어떻게 일어나는지 설명하고, 결정 물질의 핵 생성으로부터의 기본 구조를 중심으로 일종의 흡수층, 인터페이스 역할을하며,이 외에도 표면에 평행하게 이동하는 주변 입자의 이동을 촉진합니다. 이 과정의 결과는 XNUMX 차원 평면에 정의 된 구조로 정의됩니다.
그들의 부분에 대해 Kossel과 Straski는 기계적 작업이 필요합니다. 이온이이 층의 표면에 고정되고 위치에 따라 달라집니다.
성장을 정의하는 모델을 개발하려면 더 높은 변화율이 관찰되는 포화 영역 (로컬 과포화 영역)을 예측해야합니다. 이것은 결정 성장이 층에서 발생 함을 보여줍니다.
분리 메커니즘으로서의 결정화
결정이 균질 한 물질로 형성되기 때문에 물질의 선택적인 분리 방법으로 그 사용이 확대되었으며, 아래 여러 방법 중에서 더 널리 사용되는 것이 무엇인지 설명하겠습니다.
- 새 용매 추가: 우리가 취급하는 제품의 특성을 안다면이 방법을 적용 할 수 있습니다. 기본적으로 결정화하려는 용질이 담겨있는 용매와 상호 작용하는 새로운 용매를 추가하는 것으로 구성됩니다. 새로운 용매가 선택적으로 동족체와 상호 작용하기 시작하면 용질이 침전되어 결정화 과정이 시작됩니다.
- 높은 용질 농도로 냉각 : 고온에서 만든 고농도 용액을 냉각 공정에 제출하면 용매가 수용 할 수있는 것보다 더 많은 양의 용질이 용해되는 과포화 상태가됩니다. 온도 조건. 온도를 낮추는 과정이 통제 된 방식으로 이루어지면 우리가 얻을 결정의 크기에 영향을 미칠 수 있습니다.
- 승화: 이 기술은 높은 증기압을 나타내는 결정 성 화합물에만 적용 할 수 있습니다. 따라서 기체 상태에서 고체 상태로의 변환이 융점을 통과 할 필요가 없습니다.