31 Krystalografia

Ciało krystaliczne – ciało stałe, w którym cząsteczki, atomy lub jony są ułożone w uporządkowany schemat powtarzający się we wszystkich trzech wymiarach przestrzennych. W objętości ciała cząsteczki zajmują ściśle określone miejsca, zwane węzłami sieci krystalicznej, i mogą jedynie drgać wokół tych położeń.

Defekt Frenkla – defekt jonowej sieci krystalicznej polegający na tym, że jon znajduje się w teoretycznie zabronionej pozycji międzywęzłowej, zwykle w sąsiedztwie utworzonej luki węzłowej (wakansu).

Defekty sieci krystalicznej, defekty struktury krystalicznej – niedoskonałości kryształów polegające na punktowym lub warstwowym zerwaniu regularności ich sieci przestrzennej. Defekty występują praktycznie we wszystkich rzeczywistych kryształach, gdyż wynikają z natury procesu krystalizacji. Najczęściej stosowany jest podział defektów wg charakteru ich wymiaru:punktowe liniowe powierzchniowe warstwowe (objętościowe)

Dendryt, kryształ dendrytyczny – agregat drobnych kryształów – krystalitów o strukturze fraktalnej. Kształtem przypomina rozgałęzione drzewo, krzew lub liść paproci. Przykładem mogą być płatki śniegu o różnych kształtach lub lodowe kwiaty na szybach. Ze względu na podobieństwo do roślin, dendryty w minerałach bywają mylone ze skamieniałościami roślinnymi. Nazwa pochodzi od greckiego słowa δενδρον (déndron), oznaczającego 'drzewo'.

Dyfrakcja elektronów o niskiej energii, dyfrakcja elektronów niskoenergetycznych (używany jest skrótowiec LEED od – stosowana w celu określenia struktury powierzchni materiałów krystalicznych technika badawcza polegająca na bombardowaniu powierzchni skolimowaną wiązką elektronów o niskiej energii i obserwacji dyfrakcji elektronów na ekranie fluorescencyjnym.

Dyfraktometr – przyrząd pomiarowy służący do analizy struktury substancji krystalicznych na podstawie ich obrazów dyfrakcyjnych.

Dyslokacja – liniowy defekt sieci krystalicznej, zakłócający regularną kolejność płaszczyzn sieciowych. Dyslokacje występują prawie we wszystkich kryształach, a ich zdolność do przemieszczania się odpowiada za właściwości plastyczne materiałów krystalicznych, znacznie niższą wytrzymałość materiałów na ścinanie niż na ściskanie.

Elementy symetrii kryształów – prawidłowe powtarzanie się w przestrzeni jednakowych pod względem geometrycznym i fizycznym części kryształów: np. ścian, krawędzi, naroży określane jest mianem symetrii kryształów.

Granica ziarna – wewnętrzne powierzchnie graniczne oddzielające dwa kryształy lub ziarna o takim samym składzie chemicznym, różniące się tylko orientacją krystalograficzną. Granice ziaren są to defekty powierzchniowe wpływające na własności materiału.

Izomorfizm (równopostaciowość) w sensie ogólnym – zdolność do przyjmowania takich samych form krystalograficznych przez substancje o odmiennym, bądź tylko częściowo podobnym, składzie chemicznym, przy jednoczesnej zdolności tych substancji do tworzenia roztworów stałych pierwszego rodzaju (substytucyjnych).

Izostrukturalność (izotypia) – występowanie substancji o różnym składzie chemicznym w strukturze krystalicznej tego samego typu; jest to izomorfizm w szerokim tego słowa znaczeniu.

Komórka Wignera-Seitza – teoretyczna konstrukcja przestrzenna, opisująca fragment sieci krystalicznej, której środek stanowi dowolny węzeł sieci (W), a jej zasięg definiowany jest w ten sposób, że każdy zawarty w niej punkt, bliższy jest węzłowi W stanowiącemu jej środek, niż dowolnemu innemu węzłowi sieci krystalicznej.

Krystalit – część ciała stałego o budowie krystalicznej będąca obszarem monokrystalicznego uporządkowania. Ma rozmiary od kilku nanometrów do milimetrów. Krystality oddzielone są od siebie cienkimi amorficznymi warstwami tworząc większe struktury polikrystaliczne. W pewnych materiałach poszczególne bardzo małe ziarna krystaliczne osadzone są w matrycy amorficznej, nieposiadającej struktury krystalicznej. Krystality są zwykle zorientowane przypadkowo. W związku z tym ich własności fizyczne są izotropowe, co oznacza izotropowość np. pod względem mechanicznym, a substancjach przezroczystych – optycznym. Krystality mogą układać się w sposób uporządkowany tworząc okrągłe sferolity, dendryty o budowie drzewiastej, igły i inne. Struktury takie tworzone są w warunkach przechłodzenia, gdy proces nukleacji wtórnej dominuje nad procesem nukleacji pierwotnej. Powstawanie takich konglomeratów krystalitów obserwuje się w bardzo różnych substancjach takich jak:polimery skrystalizowane ciekłe kryształy metale skały wulkaniczne woda

Kryształy bliźniacze, prawidłowe - posiadają symetrię względem pewnych płaszczyzn lub osi, są to zrosty 2 lub więcej kryształów wytworzonych z tego samego materiału chemicznego. Najbardziej charakterystyczne z nich tworzy m. in. gips, kasyteryt, ortoklaz, rutyl i staurolit. W kryształach zbliźniaczonych dość często występują kąty wklęsłe. Przykłady gdzie się je obserwuje: fluoryt, gips i kasyteryt. Powstanie kryształów bliźniaczych może powodować niekiedy pseudosymetrię, a może dziać się tak wtedy, gdy postacie o niższej symetrii mogą się zrastać w taki sposób, że tworzą kryształy o pozornie wyższej symetrii. Przykładowo : rombowy aragonit zwykle tworzy słupy o pozornej symetrii heksagonalnej. Zbliźniaczone kryształy rzadko mają gładkie i równe ściany. Częściej są one pokryte różnymi nierównościami i prążkami. Prążkowanie pewnych minerałów np. kwarc, piryt czy turmalin jest tak typowe że może służyć jako ważna wskazówka identyfikacyjna. Epitaksja z kolei to prawidłowe zrosty kryształów różnego rodzaju.

Kryształy naśladowcze – są to kryształy, których wysoka symetria geometryczna jest wynikiem wielokrotnego zbliźniaczenia osobników należących do jednej z klas o mniejszej ilości elementów symetrii. Takie kryształy tworzy np. leucyt.

Kwazikryształy – szczególna forma ciała stałego, w której atomy układają się w pozornie regularną, jednak nie w powtarzającą się strukturę, co uniemożliwia wyróżnienie ich komórek elementarnych. Kwazikryształy odkrył Dan Szechtman w 1984 roku, gdy w szybko schłodzonym stopie glinu z manganem zaobserwował niekrystalograficzną 5-krotną oś symetrii.

Obraz Lauego – obraz powstający wskutek dyfrakcji po przejściu równoległej wiązki promieniowania rentgenowskiego przez nieruchomy monokryształ.

Parkietaż, kafelkowanie lub tesselacja – pokrycie płaszczyzny wielokątami przylegającymi i nie zachodzącymi na siebie. Można rozpatrywać parkietaże części płaszczyzny oraz powierzchni, które nie są płaskie. Można także badać parkietaże przestrzeni trójwymiarowej i przestrzeni wymiarów wyższych. Nie jest konieczne ograniczanie się do przestrzeni euklidesowych. W praktyce elementy parkietażu nie muszą być wielokątami.

Piezoelektryk, materiał piezoelektryczny – kryształ wykazujący zjawisko piezoelektryczne, polegające na pojawieniu się na jego powierzchni ładunków elektrycznych pod wpływem naprężeń mechanicznych.

Poligonizacja – proces tworzenia się podziaren z ziaren w wyniku zaistnienia odkształcenia plastycznego na zimno. Nazywane jest również zdrowieniem wysokotemperaturowym.

Polikryształ – ciało stałe będące zlepkiem wielu monokryształów, zwanych domenami krystalicznymi lub ziarnami. Domeny w polikrysztale mają zwykle orientację statystyczną, choć w szczególnych warunkach można uzyskać polikryształy o bardzo regularnym układzie domen.

Polimorfizm – zjawisko występowania różnych odmian krystalograficznych tej samej substancji chemicznej. Występuje ono wtedy, gdy ta sama substancja może występować w dwóch lub nawet kilku formach krystalicznych.

Półprzewodnikowe nanokryształy rdzeń - otoczka – to rozpatrywane w skali nanometrycznej krystaliczne cząstki najczęściej o budowie sferycznej złożone z dwóch nieorganicznych półprzewodników tworzących rdzeń i otoczkę układu. Nanokryształy nieorganicznych półprzewodników charakteryzują się intensywną luminescencją w odróżnieniu do ich makrokrystalicznych półprzewodników. Natomiast połączenie dwóch nieorganicznych półprzewodników w jednej nanostrukturze pozwala na kontrolę koloru luminescencji w szerokim zakresie wykraczającym często poza zakres widzialny widma przy maksymalnym zwiększeniu wydajności kwantowej luminescencji.

Prawo Bragga – zależność wiążąca strukturę kryształu z długością fali promieniowania padającego na kryształ i kątem, pod którym obserwowane jest maksimum interferencyjne.

Romboedr (rombościan) – równoległościan, którego każda ściana jest rombem, czyli bryła ograniczona sześcioma przystającymi rombami.Właściwościromboedr ma 8 wierzchołków i 12 krawędzi, oś główna symetrii obrotowej łączy te 2 wierzchołki, w których zbiegają się po 3 kąty równe, objętość romboedru o krawędzi i kącie wewnętrznym ściany wynosi:,pole powierzchni wynosi:.

Równanie Avramiego – równanie opisujące kinetykę izotermicznej krystalizacji sferolitycznej. Charakteryzuje ono zmianę w czasie ułamka wykrystalizowanej substancji w stosunku do całości substancji. Zostało ono sformułowane pod koniec lat trzydziestych XX w. w różnych postaciach, niezależnie przez kilku badaczy, ale spopularyzował je Melvin Avrami, dlatego nazywane jest jego imieniem.

Rzut stereograficzny lub odwzorowanie stereograficzne – przekształcenie geometryczne, rzut środkowy sfery na płaszczyznę, w którym środkiem rzutu jest punkt sfery, zaś rzutnia jest styczna do sfery w antypodzie środka rzutu.

Skalenoedr – wielościan przypominający nieco swym kształtem podwójną piramidę sześcioboczną. Ściany obu "piramid" stykają się ze sobą wzdłuż linii zygzakowatej tworząc na przemian trzy kąty większe z trzema mniejszymi. Oś główna trójkątnej symetrii łączy przeciwległe wierzchołki "piramid".

Pierwsza strefa Brillouina – komórka Wignera-Seitza w sieci odwrotnej struktury krystalicznej.

Wskaźniki Millera – w krystalografii notacja wykorzystywana do opisu kierunków i płaszczyzn krystalograficznych. Rodzina płaszczyzn lub prostych jest określona przez trzy liczby całkowite nazywane wskaźnikami Millera.