6. Krystalová mřížka

Krystalová mřížka - charakteristické pravidelné rozložení atomů (iontů) v prostoru podle určitého geometrického pořádku. Nejmenší část mřížky zahrnující uzlové body při jediném kroku v každém směru se nazývá elementární buňkou. Existuje pouze 14 typů prostorových mřížek. Nazývají se Bravaisovy mřížky. Ke konstrukci těchto 14 mřížek stačí osy sedmi typů, což vede ke klasifikaci všech krystalů do sedmi krystalografických soustav. Jsou to:

1. Kubická (krychlová, a = b = c, α = β = γ = 90°)

2. Tetragonální (čtverečná, a = b  c, α = β = γ = 90°)

3. Rombická (kosočtverečná, a  b  c, α = β = γ = 90°)

4. Monoklinická (jednoklonná, a  b  c, α = β = 90°  γ)

5. Triklinická (trojklonná, a  b  c, α  β  γ  90°)

6. Trigonální (romboedrická, a = b = c, α = β = γ  90°)

7. Hexagonální (šesterečná, a = b  c, 90 = α  β = γ = 90°)

Buňky: prostá prostorově středěná bazálně středěná plošně středěná

Důležitou charakteristikou koordinační číslo, které udává počet nejbližších stejně vzdálených atomů od vytčeného atomu.

Millerovy indexy: Roviny v krystalech popisujeme pomocí tzv. Millerových indexů ( h k l ). Přitom volba souřadnic je stejná, jako při určování směrů. Indexy h, k, l určíme následujícím způsobem:

a ) Úseky, které vytíná vybraná rovina na jednotlivých osách vyjádříme pomocí mřížkových parametrů a, b, c (pro roviny, rovnoběžné s některou stěnou buňky je takový úsek ─> ∞ ).

b) Vyjádříme převrácené hodnoty těchto úseků (pro rovnoběžné roviny je to 0).

c) Tato tři čísla převedeme na nejmenšího společného jmenovatele.

d) Čitatele potom zapíšeme jako Millerovy indexy dané roviny ( h k l ).

8. Druhy mřížkových poruch

• vakance (neobsazený uzlový bod krystalové mřížky)

• intersticiály (atomy umístěné mimo uzlové body)

  • Vlastní intersticiál – vlastní atom mimo uzlový bod

  • Cizí intersticiál – cizí atom mimo UB

• substituční atomy (nahrazení základních atomů v uzlových bodech)

Vakance a intersticiály jsou poruchy termodynamicky stabilní. Poměr počtu vakancí k počtu uzlových bodů mřížky exponenciálně roste s teplotou. Prudkým zchlazením z vysoké teploty, plastickou deformací a ozářením se zvýší množství vakancí nad rovnovážnou koncentraci. Místo vzniku vakancí jsou zdroje, místa zániku pak nory. (volné povrchy, hranice krystalů, atd.)

9. Dislokace

Rozdělují se podle vektoru vzájemného posunutí a jeho polohy vůči rozhraní mezi posunutou a neposunutou částí krystalu (vektor vzájemného posunutí = Burgesův vektor)

• Hranová dislokace (Burgesův vektor je kolmý k dislokační čáře)

• Šroubová dislokace (BV je s dislokační čárou rovnoběžný)

• Obecná dislokace (má zčásti hranový a zčásti šroubový charakter, v praxi nejčastější)

Dislokace jsou nositeli plastických deformací, vznikajících jejich pohybem. Dislokační hustota plastickou deformací vzrůstá. Dislokace jsou termodynamicky nestabilní poruchy, pro danou teplotu neexistuje jejich rovnovážná koncentrace.

Burgesův vektor je po celé délce dislokační čáry konstantní, dislokace se pohybují krystalovou mřížkou

• pohyb skluzem ( skluzem příčným)

• nekonzervativním pohybem, šplháním

Šroubová dislokace se pohybuje skluzem/příčným skluzem, hranová skluzem/šplháním.