27.Әртүрлі құрылымдық модификациада аморфты алмазтәріздес көміртегі қабықшаларын алу

Көміртегі – өте құбылмалы элемент.Осы құбылмалық көміртек атомдар бір-бірімен және басқа атомдарымен байланысы әртүрлі типте болады. Сонда графитте көміртек атомдар жазықтықта бір-бірімен байланысы күшті болса,бірақ осы жазықтықта перпендикулярлы бағыты бойынша әлсіз болады. Графитжұмсақ, электроөткізгіштік, мөлдір емес материал.Басқа жағынан, алмазда көміртек атомдары барлық бағытта күшті байланыста болады. Нәтижесінде алмаз-белгілі материалдың жоғары қаттылығына ие материал. Табиғи алмаздың қасиетімен 900-1000 С температура аймағында алмаз қабыршасын алуға болады.Алмазтектес жабыны-алмаз сияқты графиттәріздес байланыстарда көміртек атомдардан құралады.Осындай аморфты жабындарын әртүрлі материалдарда температура аймағында кеңінен алуға болады.Алмастектес жабынның қасиеттері негізгі қасиеттері:қаттылығы жоғары,үйкеліс коэффициенті төмен,төзімділігі жоғары,химикалық инерттілігі,биоүйлесілімділігі,инфрақызыл диапазон спектрінің мөлдірлігі,экологиялық тазалығы . Өте қатты төзімділік жабынының алуын металл өңдеуде, машина жасауда, нанотехнологияда, мединицада және электроникада өнертабысы жатады.

28.Ретсіз орналасқан атомдық құрылымдағы алыс және жақын қатарлары туралы түсінік.

Соңғы жылдары атом құрылымының байланыстары және электрондық қасиеттерінің реттелмеге жүйелерiн зерттеуге ерекше көңіл бөлініп жатыр.

Жақын реттер деп әдетте мынаны түсiнедi:

1 ) координациялық саны (ең жақын көршiлердiң саны ),

2 ) қоршаған атомдардың түрi(типі),

3 ) байланыстардың ұзындықтары(атом аралық қашықтықтар

4 ) валенттiк бұрыштар.

Соңғы жылдары реттелмеген құрылымдар физикасының маңызды орнын құрылымның орташа реті алып отыр. Құрылымның орташа реті(medium-rang order ) аралық атомның корреляцияларымен немесе атомдардың нақты заңдылықтармен орналасқан қашықтықтарымен сипатталады, яғни құрылымның жақын реттiнің облыстарының шектерімен.Объекттiң атом құрылымы деп заттың тығыздығының үлестiрiлуi деп аталады. Атом құрылымы қатты дененің негзгі(фундаментальный) қасиеттерін анықтайды, және он зерттеуде маңызды рөл атқарады. Кристалдардан айырмашылығы атомдардың өзара алыс(long-rang order) орналасуында болып келеді немесе трансляциялық симметриясында болады.Трансляциялық симметрия кезкелген өлшемді кристалдардың жеке бөліктерінде атомдардың қатаң тәртіпте орналасуы талап етеді. Осылайша кристалдардағы атомдардың орналасуы қарастырылатын облыстарда қтаң тәртіппен орналасады: геометриялық өлшемдері сай келетін элементарлық ұяшықтардан микро аумақтарға дейін. Осы реттен ауытқыған жағдайда оны кристалдық тордың ақауы деп қарастырамыз.

Реттелмеген жүйелерде атомдардың орналасуының алыс реті болмайды. Осымен бірге жарты ғасыр бұрын сұйық заттардағыдай қатты денелерде нақтылы(локальный) рет деп аталатын атомдардың орналасуы сақталатыны эксперимент жүзінде дәлелденген. Атомдардың орналасуы кез-келген деңгейде трансляциялық симметрия қатаң реттелген кристалдарға қарағанда, реттелмеген жүйелерде нақтылы рет түсінігін түзетуге тура келеді: нақтылы рет аумағында атомдардың қалай орналасқаын және оны толық сипаттау үшін қандай параметрлер керек және жеткілікті болатынын анықтау.Кристалдық емес материалдардың реттеу(реттелу) элементтерін қарастырғанда ең алдымен оның атомының химиялық табиғатымен анықталатын атом орналасуының жақын ретін ерекшелеуге боады.Ережеге сүйенсек жақын реттік аумаққа жақын көрші атомдар қосылады. Cуретте көрсетілген. Жақын реттiң параметрлерi болып табылатындар: ең жақын көршi атомдардың саны(бiрiншi координациялық саны ); олардың типтері; орталық атомға дейінгі арақашықтық (радиус первой координационной сферы - r1) ( сурет ); бұрыштық химиялық байланыспен(валенттік бұрышпен ) анықталатын орталық атомға қатысты бұрыштық таралуы. Қарастырылған анықтама жақын реттің бірінші координацияцылқ сферасымен шектеледі. Сонымен бірге жоғарыда айтылған жақын реттің параметрлері тек біріншісін ғана емес кей жағдайларда екінші коордиайиялық сфераныда қарастырады. Осыған байланысты екінші координациялық сфераның радиусы r2 (сурет) бірінші координациялық сфераның радиусымен және валенттік бұрышымен анықталады:

Cурет. Атомдардың өзара сызықты (а) және тетраэдрлік(б) құрылымда орналасуының сипаттамалары: r₁ және r₂ - бiрiншi және екiншi координациялық сфераларының радиустары; - валенттiк бұрыш; -екi қырлы бұрыш.

Егер жақын реттiң геометриялық параметрлерiнен атомдардың арасындағы өзара әрекеттесудiң энергетикалық параметрлерiне өтсе, осы қайшылық жеңуге болады. Сонда жақын ретке өзара орналастырылуы өте күштi өзара әрекеттесулермен анықталатын атомдарды қосуы керек. Өте күштi өзара әрекеттесулердiң химия байланыстарының ковалент түрiнiң басымдылығы бар жартылай өткiзгiш материалдары үшiн коваленттiк байланыс ұзындықтармен бейнеленедi және валенттi бұрышпен. Екiншi басқарушы саласынан атомдары бiрiншi басқарушы сала кiретiн атомдар және ар жағында орталық қабылданған атомға қатынасқа жағдайымен ұзындықпен және коваленттiк байланысты бұрышпен анықталатын тұрды сайып келгенделер, жақын реттiң облысы.