Konzept und Beispiele für Materialstruktur

Der Materialstruktur Es ist die Art und Weise, wie ihre Komponenten in verschiedenen Beobachtungsskalen verknüpft und manifestiert werden. Durch Komponentenatome, Moleküle, Ionen, Ketten, Ebenen, Kristalle, Kristallkörner verstehen. Und in Bezug auf die Beobachtungsskalen beziehen wir uns wiederum auf die Nano-, Mikro- und Makrostruktur.

Abhängig von der Art der chemischen Bindung, die in den Strukturen der Materialien vorhanden ist, finden unterschiedliche mechanische, chemische, optische, thermische, elektrische oder Quanteneigenschaften statt. Wenn die Verbindung ionisch ist, ist das Material ionisch. In der Zwischenzeit ist das Material metallisch, wenn der Link metallisch ist.

Holz zum Beispiel ist ein polymeres und faseriges Material, da es aus Cellulosepolysacchariden besteht. Die wirksamen Wechselwirkungen zwischen ihren Zelluloseketten definieren einen harten Körper, der in der Lage ist, zu formen, zu schneiden, zu färben, zu polieren, mutwillig.

Es ist notwendig, dass das Material alles wichtig ist, das einen Zweck im Leben oder in der Geschichte der Menschheit erfüllt. Kennen der Strukturen, neue Materialien mit optimierten Eigenschaften für bestimmte Anwendungen, ob industriell, heimisch, künstlerisch, rechnerisch oder metallurgisch.

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Struktur von Metallmaterialien

Metallmaterialien bedecken alle Metalle und ihre Legierungen. Ihre Strukturen bestehen aus stark verdichteten Atomen dagegen oder über dem anderen nach einer periodischen Ordnung. Es wird daher gesagt, dass sie aus Metallkristallen bestehen, die dank der metallischen Verbindung, die zwischen allen Atomen besteht.

Zu den häufigsten kristallinen Strukturen für Metalle gehören kubisch im Körper (BCC), das Kubikum auf den Gesichtern (FCC) und das kompakte sechseckige (HCP), wobei letztere am dichtesten sind. Viele Metalle wie Eisen, Silber, Chrom oder Beryllium sind durch Zuordnen jeder dieser drei Strukturen gekennzeichnet.

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Eine solche Beschreibung reicht jedoch nicht aus, um sie als Materialien zu beschreiben.

Metallkristalle können mehr als eine oder Größe anwenden. So wird im selben Metall mehr als eins beobachtet. Tatsächlich wird es viele von ihnen geben, die mit dem Begriff kristalliner Getreide besser bekannt sind.

Der Abstand, der die Körner voneinander trennt.

Struktur von Keramikmaterialien

Zirkoniumdioxidkugeln, neues Keramikmaterial. Quelle: Lucasbosch, Wikimedia Commons

Die meisten Materialien können wie im vorherigen Abschnitt beschrieben werden, dh abhängig von den Kristallen, ihren Zahlen, Größen oder Formen. Was jedoch bei Keramikmaterialien variiert, ist es, dass ihre Komponenten nicht nur aus Atomen, sondern auch aus Ionen bestehen, die sich häufig in einer silikatischen amorphen Basis befinden.

Daher sind Keramik tendenziell semikristallin oder vollständig kristalline Materialien, wenn Siliziumdioxid fehlt. In ihren Strukturen dominieren ionische und kovalente Bindungen, was die wichtigste Ionik ist. Im Allgemeinen sind Keramiken polyristale Materialien; Das heißt, sie bestehen aus vielen kleinen Kristallen.

Die Keramik sind Materialien sehr variabler Zusammensetzungen. Zum Beispiel gelten Carbide, Nituro und Phosphuros als Keramik, und in ihren Strukturen aus drei dimensionalen Netzwerken wird die kovalente Bindung regiert. Dies gibt ihnen die Eigenschaft, sehr harte und hohe thermische Widerstandsmaterialien zu sein.

Die Glaskeramik für eine Siliziumdioxidbasis gelten als amorph als amorph. Daher sind ihre Strukturen unordentlich. In der Zwischenzeit gibt es kristalline Keramik wie Aluminium, Magnesium und Zirkoniumoxide, deren Strukturen sich aus Ion zusammensetzen, die durch die ionische Bindung vereint sind.

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Struktur kristalliner Materialien

Die kristalline Struktur von Natriumchlorid, NaCl, einer typischen ionischen Verbindung. Lila Kugeln repräsentieren Natriumkationen, Na +und grüne Kugeln Chloridanionen, Cl.

Kristalline Materialien integrieren eine große Materialfamilie. Zum Beispiel werden Metalle und Keramik als kristalline Materialien eingestuft. Streng genommen sind kristalline Materialien alle, deren Strukturen geordnet sind, unabhängig davon, dass sie aus Ionen, Atomen, Molekülen oder Makromolekülen bestehen.

Alle Salze und die überwiegende Mehrheit der Mineralien treten in diese Klassifizierung ein. Zum Beispiel Kalkstein.

Zuckerkristalle dagegen bestehen aus Saccharosemolekülen. Als solches ist Zucker kein Material, es sei denn, Burgen, Gehäuse, Möbel oder Zuckerstühle werden gebaut. Also würde Zucker ein kristallines Material werden. Die gleiche Argumentation gilt für alle anderen molekularen Feststoffe, einschließlich Eis.

Struktur von Eisenmaterialien

Austenita, Ordnung von Kohlenstoff- und Eisenatomen. Quelle: Wikimedia Commons

Eisenmaterialien sind alle, die aus Eisen und ihren Legierungen mit Kohlenstoff bestehen. Daher zählen Stähle als Eisenmaterialien. Seine Strukturen basieren wie die von Metallen auf Metallkristallen.

Die Wechselwirkungen sind jedoch etwas unterschiedlich, da Eisen- und Kohlenstoffatome Teil der Kristalle sind, sodass Sie nicht über eine metallische Verbindung zwischen den beiden Elementen sprechen können.

Andere Beispiele

Nanomaterialien

Kohlenstoff-Nanoröhren. Quelle: Wikimedia Commons

Viele Nanomaterialien, wie die bereits diskutierten Materialien, werden je nach Nanokristalle auch beschrieben. Dazu gehören jedoch andere einzigartigere Struktureinheiten, die aus weniger Atomen bestehen,.

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Zum Beispiel können Nanomaterialstrukturen durch Atome oder Moleküle beschrieben werden, die in Form von Kugeln, Miscetals, Röhrchen, Plänen, Ringen, Platten, Würfeln usw. geordnet sind., das kann Nanokristalle erzeugen oder nicht.

Während in all diesen Nanostrukturen die ionische Bindung vorhanden sein kann, wie bei den Nanopartikeln unzähliger Oxide ist die kovalente Bindung häufiger und verantwortlich für die erforderlichen Trennwinkel zwischen den Atomen.

Polymermaterialien

Chemische Struktur von Polyethylen

Die Strukturen von polymeren Materialien sind überwiegend amorph. Dies liegt daran.

In Polymeren kann es jedoch relativ geordnete Regionen geben, daher gelten einige als semikristalinos. Beispielsweise werden Polyethylen, Polyurethan und Polypropylen mit hoher Dichte als semikristalline Polymer.

Hierarchische Materialien

Hierarchische Materialien sind in der Natur von entscheidender Bedeutung und unterstützen lebende Körper. Die Wissenschaft der Materialien ist unermüdlich den Mimikry -Materialien gewidmet, aber mit anderen Komponenten verwendet. Seine Strukturen sind "nicht bewaffnet.

Zum Beispiel wird ein Feststoff, der aus mehreren Schichten unterschiedlicher Dicke besteht oder die von Atomen bewohnten Rohr- und konzentrischen Hohlräumen besteht, als hierarchische Struktur berücksichtigt.

Verweise

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische Chemie. (Vierte Edition). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Materialwissenschaften. Abgerufen von: in.Wikipedia.Org
3. Marc Anders Meyers und Krishan Kumar Chawla. (S.F.). Materialien: Struktur, Eigenschaften und Leistung. [PDF]. Cambridge University Press. Erholt von: Vermögenswerten.Cambridge.Org
4. Universität von Washington. (S.F.). Metalle: Strukturen von Metallen. Erholt von: Abtasten.Washington.Edu
5. Universität von Tennessee. (S.F.). Kapitel 13: Struktur und Eigenschaften der Keramik. [PDF]. Abgerufen von: Web.UTK.Edu