موضوع مقاله: کریستالیت | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # کریستالیت | مقدمه: بلورک یا کریستالیت یا دانه به مناطقی از ریزساختار مواد جامد گفته می‌شود که جهت بلوری در آن‌ها ثابت باشد. | ## بخش 1: کریستالیت | معمولاً مواد جامد به صورت پلی‌کریستالی در طبیعت وجود دارند که ریزساختار آن‌ها از تعداد زیادی بلورک کوچک تشکیل شده‌است. بلورک، یک کریستال کوچک یا بعضاً میکروسکوپی است که به‌طور مثال در فرایند سرد کردن بسیاری از مواد شکل می‌پذیرد. جهت‌گیری بلورک‌ها می‌تواند به صورت تصادفی باشد (که به آن بافت تصادفی می‌گویند) یا جهت‌دار که ممکن است طی شرایط تشکیل آن ایجاد شده باشد. مواد چندبلوری به جامدهایی گفته می‌شود که از دانه‌هایی با اندازه و جهت گیری‌های مختلف تشکیل شده‌اند. گوگرد به‌طور معمول چندبلوری است، اما ممکن است در دگرشکل‌های با خواص کاملاً متفاوت ظاهر شود. درحالی‌که ساختار یک تک بلورک بسیار منظم است و شبکهٔ آن بدون قطعی و شکستگی است، مواد آمورف، مانند شیشه یا بسیاری از پلیمرها، بدون دانه هستند و هیچ‌گونه ساختاری نشان نمی‌دهند، به صورتی که اجزا آن‌ها به یک شیوه منظم سازمان نیافته‌اند. ساختارهای چندبلوری و حالت‌های پارابلورینی بین این دو ترم گفته شده قرار می‌گیرند. از بالا سمت چپ در جهت عقربه‌های ساعت: آهن نرم فولاد الکتریکی صفحه خورشیدی فولاد گالوانیزه عکس میکروگرافی شده از مرزهای دانه اندازه بلورها معمولاً با الگوهای انکسار پرتوی ایکس اندازه‌گیری می‌شود و اندازه دانه‌ها با روش‌های تجربی دیگری مانند میکروسکوپ الکترونی عبوری. | ## بخش 2: کریستالیت | اندازه بلورک با اندازه ذره متفاوت است، یک ذره ممکن است از یک یا چندین بلورک تشکیل شده باشد. اگر نمونه‌های جامد به اندازه ای بزرگ باشند که دیده و مورد استفاده واقع شوند به ندرت از یک تک کریستال تشکیل شده‌اند، به جز چند مورد مانند سنگ‌های قیمتی یا تک کریستال سیلیسیم برای استفاده در صنایع الکترونیکی. اکثر مواد چندبلوری‌هایی هستند که از تعداد بسیار زیادی تک بلورها تشکیل شده‌اند و توسط لایه نازکی از جامد آمورف کنار یکدیگر نگه داشته شده‌اند. اگر بلورک‌ها به صورت کاملاً اتفاقی جهت‌گیری کنند، یک حجم بزرگ و کافی از مواد چندبلوری تقریباً همسانگرد خواهند شد. شکست شکست مواد را بر اساس مسیر پیشروی را می‌توان به شکست درون دانه ای و شکست بین دانه ای تقسیم‌بندی کرد: در شکست درون دانه‌ای محل عبور ترک اهمیتی ندارد و از میان دانه‌ها پیشروی می‌کند و به این علت که دانه‌های مختلف صفحات شکستی در جهات مختلف دارند، در سطح شکست سطوح صخره ای مشاهده می‌شود. در شکست بین دانه‌ای مسیر حرکت ترک روی مرز دانه‌ها است و در سطح شکست می‌توان دانه‌هایی که ترک در مرز آن‌ها پیشروی کرده‌است را از یکدیگر تشخیص داد. مرز دانه یک محل اتصال تک فازی است همراه با بلورهایی در هر طرف مرز که یکسان هستند به جز در جهت‌گیری‌شان. حوزه مرز دانه شامل آن دسته از اتم‌هایی است که از سایت‌های شبکه ای آشفته شده‌اند، نابجایی‌ها و ناخالصی‌هایی که به یک سطح انرژی پایین‌تری از انرژی منتقل شده‌اند. | ## بخش 3: کریستالیت | بحث دربارهٔ یک مرز دانه از نظر هندسی به عنوان محل اتصال دو بخش عنوان می‌شود: ما می‌دانیم که به پنج متغیر نیاز است تا یک مرز دانه تعریف شود، اگر گفته شود یکی از آن‌ها چرخیده‌است، دو عدد اول از واحد برداری که یک زاویه چرخش را مشخص می‌کند به دست می‌آید. دو عدد نهایی صفحهٔ مرز دانه را مشخص می‌کنند (یا یک بردار واحد که بردار نرمال این صفحه است). مرزهای دانه در حرکت نا به جایی‌ها در ماده اختلال ایجاد می‌کنند و انتشار نا به جایی‌ها با مانع مواجه می‌شود. خصوصیات دانه‌ها (ساختار ماده) بر ویژگی‌های آن ماده تأثیر می‌گذارد، به‌طور مثال اندازه دانه‌های یک ماده روی استحکام آن اثربخش است. با توجه به عملیات‌های انجام گرفته روی یک ماده، اندازه دانه‌های آن متفاوت خواهد بود، به‌طور مثال اگر یک ماده را از حالت مذاب با سرعت بیشتری سرد کنیم، تعداد جوانه‌های بیشتری ایجاد می‌شود و در نتیجه تعداد دانه‌های بیشتر و این به این معنا است که اندازه دانه‌های کوچکتری خواهیم داشت و چگالی مرزدانه‌ها بیشتر خواهد شد. با افزایش چگالی مرزدانه مزاحمت برای حرکت نابه جایی‌ها بیشتر می‌شود و در نتیجه استحکام ماده ما بیشتر خواهد بود. این انباشتگی‌ها موجب ایجاد نواحی تمرکزتنش در مرز دانه‌ها می‌شوند که در فعال‌سازی چشمه‌های نابجایی در دانه‌های مجاور و انتقال آن‌ها بین دانه‌ها نقش اساسی دارند. بر این اساس، کوچک‌تر شدن اندازه دانه موجب محدود شدن این انباشتگی‌ها و در نتیجه محدودیت پخش نابجایی‌ها در حجم اجسام می‌شود. | ## جمع‌بندی | البته فعالیت فرایند اشاره شده به مرز دانه‌های به ابعاد بالای نانومتر محدود می‌شود و برای دانه‌های به ابعاد کوچکتر با توجه به فعال شدن سایر سازوکارهای شکست ازجمله لغزش مرزدانه‌ای اثر هال-پچ دیگر صادق نخواهد بود.