KRİSTAL KUSURLARI BÖLÜM 3. Bağlar + Kristal yapısı + Kusurlar. Özellikler. Kusurlar malzeme özelliğini önemli ölçüde etkiler.

Benzer belgeler
CALLİSTER - SERAMİKLER

Bölüm 4: Kusurlar. Kusurlar

Paslanmaz Çelik Gövde. Yalıtım Sargısı. Katalizör Yüzey Tabakası. Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot

Seramik malzemelerin kristal yapıları

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

Bölüm 12: Seramiklerin Yapıları ve Özellikleri

Bölüm 4: Kusurlar. Kusurlar. Kusurlar. Kusurlar

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Kristalleşme ve kusurlar Kristal Yapılar

bir atomun/iyonun bulunduğu kafes içindeki en yakın komşu atomlarının/iyonlarının sayısıdır.

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Mekanizma ve etkileyen faktörler Difüzyon

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

BÖLÜM 3. Katı malzemeler yapılarındaki atom ve iyonların birbirlerine göre düzenlerine bağlı olarak sınıflandırılırlar.

BÖLÜM 2. Kristal Yapılar ve Kusurlar

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

MUKAVEMET ARTIRICI İŞLEMLER

KRİSTALLERİN PLASTİK DEFORMASYONU

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

Dislokasyon hareketi sonucu oluşan plastik deformasyon süreci kayma olarak adlandırılır.

MALZEME BİLGİSİ DERS 5 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları

1. Amaç Kristallerin üç boyutlu yapısı incelenecektir. Ön bilgi için İnorganik Kimya, Miessler ve Tarr, Bölüm 7 okunmalıdır.

ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ

ATOMLAR ARASI BAĞLAR

Katılar. MÜHENDİSLİK KİMYASI DERS NOTLARI Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN. Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2006

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

Katılar & Kristal Yapı

Katıların Atomik Düzeni, Kafes Hataları & Atom Harketliliği

Bölüm 3 - Kristal Yapılar

Boya eklenmesi Kısmen karışma Homojenleşme

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

Kristalleşme ve Kusurlar

Bazı atomlarda proton sayısı aynı olduğu halde nötron sayısı değişiktir. Bunlara izotop denir. Şekil II.1. Bir atomun parçaları

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM)

İÇİNDEKİLER 1: KRİSTALLERDE ATOMLAR...

Elektronların Dağılımı ve Kimyasal Özellikleri

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Bölüm 4: Katılarda Kusurlar

Malzemelerin Deformasyonu

4/26/2016. Bölüm 7: Elektriksel Özellikler. Malzemelerin Elektriksel Özellikleri. Elektron hareketliliği İletkenlik Enerji bant yapıları

ELEMENT VE BİLEŞİKLER

MALZEMENİN İÇ YAPISI: Katılarda Atomsal Bağ

ATOM HAREKETLERİ ve ATOMSAL YAYINIM

ELEMETLER VE BİLEŞİKLER ELEMENTLER VE SEMBOLLERİ

MALZEME BİLGİSİ. Katılaşma, Kristal Kusurları

TEKİL VE ÇOĞUL KRİSTALLERİN PLASTİK DEFORMASYONU

Günümüzde bilinen 117 element olmasına rağmen (92 tanesi doğada bulunur) bu elementler farklı sayıda ve şekilde birleşerek ve etkileşerek farklı

BİLEŞİKLER VE FORMÜLLERİ

KĠMYASAL ÖZELLĠKLER VE KĠMYASAL BAĞ

Paylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu

KATILARIN ATOMİK DÜZENİ KRİSTAL YAPILAR

Periyodik Tablo(sistem)

MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir.

ELEMENTLER VE BİLEŞİKLER

Malzemeler yapılarının içerisinde, belli oranlarda farklı atomları çözebilirler. Bu durum katı çözeltiler olarak adlandırılır.

MMM291 MALZEME BİLİMİ

KRİSTAL KAFES HATALARI

Fotovoltaik Teknoloji

Atomdan e koparmak için az ya da çok enerji uygulamak gereklidir. Bu enerji ısıtma, sürtme, gerilim uygulama ve benzeri şekilde verilebilir.

KIRILMA MEKANİĞİ Prof.Dr. İrfan AY MALZEME KUSURLARI

ZnS (zincblende) NaCl (sodium chloride) CsCl (cesium chloride)

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

Dielektrik malzeme DİELEKTRİK ÖZELLİKLER. Elektriksel Kutuplaşma. Dielektrik malzemeler. Kutuplaşma Türleri Elektronik kutuplaşma

Bölüm 2: Atomik Yapı & Atomarası Bağlar

IVA GRUBU ELEMENTLERİ

DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ

MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ ATOM

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Element ve Bileşikler

Faz ( denge) diyagramları

ZnS (zincblende) NaCl (sodium chloride) CsCl (cesium chloride)

Malzemelerin Elektriksel ve Manyetik Özellikleri

Örnek : 3- Bileşiklerin Özellikleri :

2.ÜNİTE:ATOM VE PERİYODİK SİSTEM ATOM ALTI TANECİKLER

Elementlerin büyük bir kısmı tabiatta saf hâlde bulunmaz. Çoğunlukla başka elementlerle bileşikler oluşturmuş şekilde bulunurlar.

Manyetik Alan. Manyetik Akı. Manyetik Akı Yoğunluğu. Ferromanyetik Malzemeler. B-H eğrileri (Hysteresis)

Bir kristal malzemede uzun-aralıkta düzen mevcu4ur.

PLASTİK ŞEKİL VERMEDE METALURJİK ESASLAR

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

İletken, Yalıtkan ve Yarı İletken

MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY.

ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLER

ÖĞRENME ALANI : MADDE VE DEĞİŞİM ÜNİTE 4 : MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ

ELEKTRONLARIN DĠZĠLĠMĠ

1.GİRİŞ Metal Şekillendirme İşlemlerindeki Değişkenler, Sınıflandırmalar ve Tanımlamalar

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

Elektronların Dizilişi ve Kimyasal Özellikleri

Faz kavramı. Kristal yapılı malzemelerin iç yapılarında homojen ve belirli özellikler gösteren bölgelere faz (phase) adı verilir.

MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY.

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

MALZEME BİLİMİ. Difüzyon

KATIHAL FİZİĞİ DERS 2. Tipik Kristal Yapılar Kuasi-kristaller Doluluk Oranı

MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ

Yrd.Doç.Dr. Emre YALAMAÇ. Yrd.Doç.Dr. Emre YALAMAÇ İÇERİK

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

Temel Elektrik Elektronik. Seri Paralel Devrelere Örnekler

Malzemeler elektrik yükünü iletebilme yeteneklerine göre 3 e ayrılırlar. İletkenler Yarı-iletkenler Yalıtkanlar

Transkript:

KRİSTAL KUSURLARI Bağlar + Kristal yapısı + Kusurlar Özellikler Kusurlar malzeme özelliğini önemli ölçüde etkiler. 2 1

Yarıiletken alttaş üretiminde kullanılan silikon kristalleri neden belli ölçüde fosfor veya bor ile katkılanır? Çeliği saf demirden daha sert ve kuvvetli yapan nedir? Seramik yarıiletkenlerin akım taşıma kapasitesini kısıtlayan nedir? Metaller nasıl daha sert hale getirilebilir? Elektriksel uygulamalarda neden yüksek saflıktaki bakır tercih edilir? 3 Yakutu kırmızı ya da safiri mavi yapan nedir??? Elmas kristali içindeki kusurlar kristalin rengini (& fiyatını) etkiler. Kristaller insanlara benzer, onları ilginç yapan kusurlarıdır. Colin Humphreys 4 2

Kristal kusurları atomik çap mertebesinde farklı boyutlarda ortaya çıkan örgü düzensizlikleridir. Kristal kusurlarının sınıflandırılması genellikle kusurun geometrisine ya da kaç boyutta gözlendiğine bağlı olarak yapılır. Nokta Kusurlar (Hatalar) / Safsızlıklar Çizgi Kusurlar Yüzey ya da Sınır Kusurları Nokta Kusurlar: Nokta kusurları örgü içerisinde birkaç atom boyutunda ortaya çıkan hatalardır. Örgü içerisinde bir atomun bulunması gereken yerde bulunması, başka bir yere taşınması ya da başka bir atom ile yer değiştirmesi biçiminde oluşabilir. 6 3

Nokta Kusurlar: Boşluklar Mutlak 0 sıcaklığının üzerinde bütün kristaller atomik boşluk lara yani kristal yapısı içindeki örgüde yerlerinde bulunmayan atomlara sahiptir. Termal dengenin gereği olarak kendiliğinden ortaya çıkan boşluklar termodinamik hatalar olarak da adlandırılır. Nokta Kusurlar: Boşluklar 4

Boşluk konsantrasyonu: termal denge durumunda boşluk sayısı Boşluk oluşumu için gerekli enerji - E k T n = N e ν ν N ρ A Birim hacimdeki toplam atom sayısı N Aρ N = A Avagadro sayısı yoğunluk Boltzmann Sabiti 5 k = 8.62 10 ev / K 23 k 1.38 10 J / K = Kristal içerisinde boşluklar her sıcaklık değerinde mevcuttur. Boşluk konsantrasyonu sıcaklığın artmasıyla hızla artar. Örneğin bakır için; Oda sıcaklığı civarında boşluk sayısı 10 15 atomda 1 iken yüksek sıcaklıklarda, erime noktası civarında, 10.000 atomda birdir. Boşluk konsantrasyonu için verilen eşitliğin gerçek malzemelerde varolan boşluk sayısının en küçük değeri olduğu unutulmamalıdır. Kristal büyütme işlemi ile üretilen yapılarda ya da plastik deformasyon sonucunda daha büyük sayılarda boşluklar oluşur 10 5

Nokta Kusurlar: Safsızlıklar Safsızlık Kristal yapıda doğal olarak bulunan ya da yapay olarak eklenebilen farklı bir elemente ait atomlardır. Eğer safsızlık doğrudan ev sahibi atomun yerine geçmişse yerine geçme safsızlığı adını alır Safsızlık atomları ev sahibi atomlar arasındaki boşluklara da yerleşebilir. Bu durumda safsızlık arayer safsızlığı adını alır 6

NaCl gibi iyonik kristallerde bir anyon-katyon çiftini bulunması gereken yerde olmaması ile oluşan kusur Schottky Kusuru adını alır NaCl gibi iyonik kristallerde oluşan bir başka kusur Frenkel Kusuru dur. Bu durumda ev sahibi iyonlardan biri arkasında bir boşluk bırakarak örgü arasında bir yere taşınır. Arayer iyonu ve boşluk çifti birlikte Frenkel kusurunu oluşturur. İyonik kristallerde de yerine geçme ya da arayer safsızlıkları bulunabilir. Ancak iyonik kristal nört halini korumalıdır! 7

Kristal yapıdaki nokta kusur konsantrasyonu denge durumunda boşluk sayısını veren ifadeye benzer bir yolla bulunabilir. - E k T n = N e h a ta h a ta Kusur oluşumu için gerekli enerji 15 Çizgi Kusurlar: Kenar Dislokasyon Bir kenar dislokasyon kristal içinde bir atom düzleminin bütün kristal boyunca baştan başa devam etmek yerine kristal içinde bir yerde sonlanmasıdır. 8

17 Çizgi Kusurlar: Vida Dislokasyon Vida dislokasyon kristalin üst tabakasının alt tabakaya göre kayması ile oluşur. 9

19 10

Karma Dislokasyon Düzlem Kusurlar: Grain Sınırları Grain sınırları poli-kristal malzemelerde farklı kristalografik yönelime sahip 2 küçük kristal ya da grain i birbirinden ayıran sınırlardır. 11

23 Düzlem Kusurlar: Grain Sınırları grain boundaries Adapted from Fig. 4.7, Callister 6e. 12

Küçük açılı grain sınırları Düzlem Kusurlar: İkiz Sınırlar From Fig. 4.7, Callister 6e. 13

27 Düzlem Kusurlar: Dış yüzeyler Kristal yapısının sonlandığı yerler olan dış yüzeyler en sık görülen sınırlardır. Yüzey atomları maksimum sayıda komşu atoma bağlı olmadıklarından iç kısımdaki atomlara göre daha yüksek enerji durumundadırlar. Yığın kusurları, ferromanyetik domain duvarları gibi başka arayüz kusurları da mevcuttur. 28 14