Kluczowa różnica między materiałami nanokrystalicznymi a polikrystalicznymi polega na tym, że materiały nanokrystaliczne składają się z cząstek w skali nanometrowej, podczas gdy materiały polikrystaliczne składają się z dużych cząstek.
Znane nam materiały można podzielić na różne klasy w zależności od wielkości cząstek lub patrząc na ich kryształki. Materiał nanokrystaliczny i materiał polikrystaliczny to takie dwie klasy.
Co to jest nanokrystaliczny?
Materiały nanokrystaliczne to takie, które zawierają ziarna kryształów o wymiarach w skali nanometrycznej. Materiały te mają tendencję do wypełniania luki między materiałami amorficznymi, więc te ziarna kryształów są ułożone bez uporządkowania dalekiego zasięgu. Dlatego materiały nanokrystaliczne są konwencjonalnymi materiałami gruboziarnistymi. Generalnie istnieją nieco inne definicje materiałów nanokrystalicznych. Jednak materiał zawierający ziarna krystaliczne o wymiarach poniżej 100 nm jest zwykle uważany za materiały nanokrystaliczne. Ponadto ziarna kryształów o wymiarach od 100 do 500 nm nazywane są ziarnami „ultradrobnymi”. Możemy skrócić materiały nanokrystaliczne jako NC.
Rysunek 01: Nanokrystaliczny
Dyfrakcja rentgenowska jest główną techniką, której używamy do pomiaru wielkości ziarna kryształu materiału NC. Materiały o bardzo małych ziarnach kryształów wykazują poszerzone piki dyfrakcyjne. Te szerokie piki można wykorzystać do określenia wielkości ziarna przy użyciu równania Scherrera i wykresu Williamsona-Halla. Albo możemy użyć bardziej wyrafinowanych metod, takich jak metoda Warrena-Averbacha lub modelowanie komputerowe wzoru dyfrakcyjnego.
Rozważając syntezę materiału NC, istnieje kilka sposobów. Techniki te opierają się na fazie materii. Na przykład, istnieją pewne techniki produkcji NC, takie jak przetwarzanie w stanie stałym, przetwarzanie cieczy, przetwarzanie fazy parowej i przetwarzanie roztworu.
Co to jest polikrystaliczny?
Materiały polikrystaliczne to takie, które zawierają ziarna kryształów o wymiarach powyżej skali nanometrycznej. Materiały te tworzą się głównie po schłodzeniu. Ziarna kryształów w materiałach polikrystalicznych nazywane są „krystalitami”. Orientacja tych krystalitów w materiale jest zwykle przypadkowa, bez określonego kierunku, przypadkowej tekstury itp. Materiały polikrystaliczne możemy skrócić jako PC.
Większość znanych nam organicznych substancji stałych to materiały polikrystaliczne. Niektóre typowe przykłady to ceramika, skała, lód itp. Stopień krystalizacji materiału PC jest ważny przy określaniu właściwości tych materiałów. Na przykład siarkę można znaleźć w różnych formach alotropowych, w których te alotropy mają różne właściwości w zależności od stopnia krystaliczności.
Wielkość krystalitu można zmierzyć za pomocą techniki dyfrakcji rentgenowskiej. Wielkość ziarna można również określić za pomocą innych metod, takich jak transmisyjna mikroskopia elektronowa. Czasami materiały zawierają duży pojedynczy krystalit, z którym można łatwo się obchodzić.
Jaka jest różnica między nanokrystalicznym a polikrystalicznym?
Znane nam materiały można podzielić na różne klasy w zależności od wielkości cząstek lub patrząc na ziarna kryształów. Takimi dwiema klasami są materiał nanokrystaliczny i materiał polikrystaliczny. Materiały zawierające ziarna kryształu o wymiarach poniżej 100 nm są zwykle uważane za materiały nanokrystaliczne, podczas gdy materiały zawierające ziarna kryształu o wymiarach powyżej 100 nm są zwykle uważane za materiały polikrystaliczne. Dlatego kluczowa różnica między nanokrystalicznymi a polikrystalicznymi polega na tym, że materiały nanokrystaliczne są wykonane z cząstek w skali nanometrowej, podczas gdy materiały polikrystaliczne są wykonane z dużych cząstek.
Poniższa infografika podsumowuje różnicę między nanokrystalicznymi a polikrystalicznymi.
Podsumowanie – nanokrystaliczny kontra polikrystaliczny
Materiały można podzielić na dwie różne klasy, takie jak materiał nanokrystaliczny i materiał polikrystaliczny, w zależności od wielkości cząstek lub patrząc na ziarna kryształu. Kluczowa różnica między nanokrystalicznymi a polikrystalicznymi polega na tym, że materiały nanokrystaliczne są wykonane z cząstek w skali nanometrowej, podczas gdy materiały polikrystaliczne są wykonane z dużych cząstek.
