ساختار اتمی جامدات

صفحه 1:
' attractive force Fa Interatomic separation r epulsive force Fp Nottorse Fy * Bond length, r ره سا > * Bond energy, Eo Attractive energy Eq, 0 Bat ur. Basu.ac.ir Attraction Reputcicn Ropulsion Potential energy E Attraction Force F 

صفحه 2:
وقتی هر دو یون مثبت یا هر دو منفی باشند نزدیک کردن انها انرژی نیاز دارد و هر جقدر به هم نزدیک میشوند انرژی افزايش مى يابد ولى در صورت غير همنام بودن هنكام نزديك شده از خود انرزيى آزاد كرده و اين دو همديكر را جذب کرده و انرژی پتانسیل سيستم كاهش مى يابد. 

صفحه 3:
کربن و شکل های مختلف آن A B c D ‏برخى از فرم هاى كربنى..6) فولرن). 8) نانولوله هاى كربنى» ©) كرافن و (]) گرافیت.‎ Bagherpour-Basu.ac.ir 3 

صفحه 4:
یکی از آلوتروب‌های کرین(دگرشکا, تست که وس بودن و رنگ سیاهش در ساخت نوک مداد مورد استفاده قرار می‌گیرد. گرافیت ساختار لایه-لایه داشته و از قرار گرفتن ۶ لتم کربن به صورت ۶ ضاعی منتظم پدید آمده است. این تم‌ها با پیوندکوالانسی به هم متصلند و نمی‌توانند با کربنی خارج از اين لايه بيوند کوالانسی تشکیل دهند ‎a Ke cal pli‏ گرافیت از طریق پیوند واندرولس -که پیوند ضعیفی است- به لایه‌های زیرین متصل است. این خاصیت سبب می‌شود لایه‌های گرافیت به راحتی به روی هم بلغزند. به همین دلیل از لین ترکیب برای «روان کاری» و «روغن کاری» استفاده می شود. از گرافیت به عنوان الکترودها: كور روان کننده. ماده نسوز, قطعات الکتریکی» رنگ‌ها, فولادهای پرکربن؛ جدنهاء مداد گرافیتی و ... استفاده می‌شود. گرافیت بر خلاف الماس (دیگر آلوتروپ کربن) هادی جریان الکتریکی‌ست. گرافیت پایدارترین شکل کربن در شرایط استاندارد است. 

صفحه 5:
ساختار کریستالی الماس کی از سنگ‌های قیمتی و یکی از آلوترویهای کربن است که در فشارهای بالا پایدار است. الماس بطور طبیعی تحت فشارهای زیاد اعماق زمین و در زمانی طولانی شکل می‌گیرد اما در آزمایشگاه می‌توان به کمک دو فرایند مجزا در زمانی بسیار کوتاهتر الماس تولید کرد. فرایند فشار بالا _ دما بالا ((۲۱۲ ۳۱۳) اساسا تقلیدی است از فرایند طبیعی شکل گیری الماس در حالی که فرایند رسوب ‎Chemical) bond be spS‏ ۷200۳ دقبقاً خلاف آن عمل می‌کند. در واقع 2۷2 بجای وارد کردن فشار به کربن برای تولید الماس با آزاد گذاشتن اتمهای کربن به آنها اجازه می‌دهد با ملحق شدن به یکدیگر به شکل الماس در آیند. از جمله كاريرد هاى مهم تجارى الماس مى توان به عنوان سنباده برای سایش و پرداخت فلزات و به عنوان یک پوشش برای ابزارهای برش نام 

صفحه 6:
۰ ۷-۱- نانوالیاف کربنی ((06۲5-6۱۱۴5] ۱۵۵-۴ ۳0ج نانالیاف کربنی, نانوساختارهای استوانه ای با لایه های گرافن می باشند که به صورت های مخروط انباشته ((0065 5061660 فنجان ((5ملان) و یا صفحات (( 365و بدون هسته ی توخالی ‎(NoHollow Core)‏ مرتب شده اند. 1/0015 (فيبر كربن رشد يافته از بخار) و انواع کوچکتر آنها بعلت پتانسیل آنها برای پیشرفت خواص حرارتىء الكتريكى: محافظ فركانس و مکانیکی توجه زیادی را به خود معطوف کرده اند. این مواد به طور گسترده در سیستم های مختلف مانند کامپوزیت ها مورد استفاده قرار می گیرند که به دلیل خواص استثنایی و قیمت پائین آنها مى باشد. 9 7 ۱۳ 3 )| ۱ 

صفحه 7:
نانولوله های کرین از صفحات کربن به ضخامت یک لتم و به شکل استوانه‌ای توخللی ساخته شده‌است در سال ۱۹۹۱ توسط سامیو ایجیما (از شرکت :)لا زاپن) کشف شد. خواص ویه و منحصر به فرد آن از جمله مدول یانگ بالاء انعطاف پذیری زیاد و استحکام کششی خوب از یک طرف و طبیعت کربنی بودن نانولوله‌ها لبه خاطر این که کربن ماده‌ای است کم وزن؛ بسیار پایدار و ساده جهت انجام ‎Leal‏ که نسبت به فلزات برای تولید ارزان‌تر می‌باشد) ‎sa‏ استحکام کششی : در حدود ۵۰ تا 200 6883 و ازدیاد نسبی طول : ۵ تا 1/۲۰ است. قویترین ماده ای است که تا به حال شناخته شده است. Bagherpour-Basu.ac.ir 

صفحه 8:
Metalic Bond, A Sea of ‏ی های عمده فلت نگ 0 0ب 6 | ع]‎ مواد دارای الکترونهای آزاد هستند. اين الكترونها را اصطلاحاً حاملين بار مىكويند. در اينكونه مواد الكترونهاى لايه خارجی اتم. مقید به اتمهای منفرد باقی نمی‌مانند. بلکه آزادلنه در سرتاسر حجم جسم جامد حركت می‌کنند. این ویژگی باعث رسانایی مواد خواهد شد. عدادی از الکترونهای سست لایه ظرفیت اتم فلز که در اصطلاح دریای الکترون فلزی نیز نامیده می‌شوند. باقیمانده اتمهای فلز را که دارای بارمثبت خواهند بود. فرا می‌گیرد. جاذبه الکتروستاتیک حاصل بین این ذره‌های متبت فلزی و بار منفی توده ابر الکترونی آزاد فلزی که سرتاسر شبکه بلور فلز را گرفته است. عامل پیوند بین ذره‌های فلز محسوب می‌شود و اتصال ذره‌های فلز را در شبکه و انسجام بلور فلزی را تأمین می‌کند. چون چنین پیوندی دارای جهت خاصی نیست و ذره‌های فلز نیز جایجا شدن در داخل توده ابر الکترون آزاد فلزی را در شبکه بلور دارند. از این رو ء بروشنی می‌توان بسیاری ازخواص ویئْه مکانیکی فلزها . مانند قابلیت چکش خواری + "۰ مفتول شدن » تورق و غیره را توجیه کرد. Bagherpour-Basu.ac.ir 

صفحه 9:
فصل 3 Biol: sath slits 

صفحه 10:
فهرست چرا ساعتار کريستالي حامدات براي ما مهم است؟ سلول واحد در ساختار کریستالی ‎FCC‏ ‏ارتباط بین شعاع اقمي و اندازه ‎(FCC) eS alos‏ جكالي ‎sl‏ حطي و صفحه اي سلول واحد در ساختار کریستای ‎HCP , BCC‏ اندیس ‎(Miller Indices) + st»‏ Bagherpour-Basu.ac.ir 

صفحه 11:
چرا ساحتار کریستالي جامدات براي ما مهم است؟ مراد حامد بیشتر بر اساس تحوه آر ۳ یکدیگر دسته ب بين موادي كه ساختار كريستالي دارند با موادي كه ساختار كريستا بي عن ‎pe‏ ندارند تفاوت هاي عمده اي و حود دارد. حواص برحي از مواد مستقیما به ساعتار کریستا براي مثال : بریلیم حالص داراي ساعتار کريستالي حاصي است که باعث شکننده بودن آن در مقایسه با طلا و نقره مي شود.) انمهاي همه فلزات ؛ بیشتر سراميك ها و برحي از پلیمر ها آرایش كريستالي دارند Bagherpour-Basu.ac.ir 

صفحه 12:
ساختار کریستالی فلزات اتم های فلزات به وسیله ابر لکترونی آزاد به یکدیگر متصل میشوند و ساختار کربستالی آنها تا حدودی تلبع اندازه نسبی اتمها و طرز قرار گرفتن آنها در کنار یکدیگر است. تمامی فلزات به سه شکل کریستالی متبلور می شوند ۱- مکعب مرکزدار (06) ۲- مکعب با وجوه مرکزدار(»؟) ۳- هگزاگونال متراکم (060) 

صفحه 13:
13 Unit Cell Geomet انواع سیستم های کریستالی Axial Relationships Anteraxial Angles #مدم ع عدم دم و و ‎a=b=c‏ Bagherpour.Basu.ac.ir Crystal System Cubic Hexagonal “Tetragonal Rbombohedral (Trigonal) 

صفحه 14:
انواع سیستم های کریستالی Orthorhombic ‏عع مع مه‎ a Monoclinic #۶ << 0 ۶ 6 Thiclinic ‏بو‎ at Beye Bagherpour-Basu.ac.ir 

صفحه 15:
انواع سیستم های در ساختار کریستالی مکعبی SIMPLE CUBIC STRUCTURE (SC) ‏مکعبی ساده‎ ۱ * Coordination # =6 (# nearest neighbors) 

صفحه 16:
انواع سیستم های در ساختار کریستالی مکعبی مکعبی ساده Bagherpour-Basu.ac.ir 

صفحه 17:
BODY CENTERED CUBIC as 5 ‏ساختار مکعبس‎ .۲ STRUCTURE (BCC) ‏ر مکعبی مرکز پر‎ os * Coordination # = 8 

صفحه 18:
Bagherpour-Basu.ac.ir 18 

صفحه 19:
‎FACE CENTERED CUBIC ۲‏ ۳ ساختار مکعبی وجوه پر (00ع) 5۲86۲8۶ ‎۰ Coordination # = 12 ‎ ‎ 

صفحه 20:
ساختا ر مکعبی وجوه پر ۴( = ‎a?‏ + @ 

صفحه 21:
تر تیب چینش صفحات در ساختار ‎FCC‏ ‏5۱20۷۱۱9 ...۸60۸60 ۰ ‎9N Proiection‏ * Asites Bsites C sites * FCC Unit Cell Bagherpour.Basu.ac.ir ۳" 21 

صفحه 22:
ساختار شش وجهی فشرده (هگزاگونال) (۲6۳) Bagherpour-Basu.ac.ir ae 22 

صفحه 23:


صفحه 24:
ترتیب چینش اتم ها در ساختار هگزاگونال فشرده ۰ ۸۵۸8۵... Stacking Sequence ۰ 30 ۳۳0 ٠ 20 ‏ممناءء زمه‎ Asites Top layer B sites Middle layer Asites Bottom layer ‘Adapted from Fig. 3.3, Callister 62. * Coordination # = 12 Bagherpour.Basu.ac.ir 24 

صفحه 25:
Shown displaced for clarity > Aplane >| > B plane > Aplanc \ Unit cell of HCP (Rhombic prism) Note:-Atomsarecoloured differently but arethesame Bagherpour-Basu.ac.ir 25 

صفحه 26:


صفحه 27:


صفحه 28:
Hexagonal Face Close Packed Centered Cubic Structure Structure Bagherpour.Basu.ac.ir 

صفحه 29:
Metal Crystal Structure Atomic Radius (nm) Aluminum Fcc 0.1431 Cadmium HCP 0.1490 Chromium BCC 0.1249 Cobalt HCP 0.1253 Copper Fcc 0.1278 Gold FCC 0.1442 Iron (Alpha) BCC 0.1241 Lead FCC 0.1750 Magnesium HCP 0.1599 Molybdenum BCC 0.1363 Nickel FCC 0.1246 Platinum FCC 0.1387 Silver FCC 0.1445 Tantalum BCC 0.1430 Titanium (Alpha) HCP 0.1445 Tungsten BCC 0.1371 Zinc HCP 0.1332 

صفحه 30:
Atomic Packing Factor Atomic packing factor shows us how dense the unit cell is: APF = 1......... Unit cell is filled with atoms ‏تا اد‎ Unit cell is empty 

صفحه 31:
۶۶۱۸۵۱۲۱۱ FACKITIG ۲ 00۱۸ ‏الا‎ ECG ml Atoms are hard spheres and they touch one another along cube diagonal for an FCC structure. Volume of unit cell, V, Number of atoms per unit cell: * Face atoms = 6 x 1/2 = 3 * Corner atoms =8x1/8 = 1 Total number of atoms in the unit 31 jherpour.Basu.ac.ir fap a A ‏1د‎ 

صفحه 32:
هطقن 210۳992 ۲۳261 مور ‎Totalunitcellvolume‏ 4)* (4/30 1r) -_) APF= 1007 APF=0.74 

صفحه 33:
How many atoms are in the fcc unit cell? 0 (a) (b) Figure 16.17 6(atoms on faces) + 8(atoms on corners) = 6(1/2) + 8(1/8) =3+1 =4 

صفحه 34:
latom in center and 8 atom on corners =1+(8*1/8)=2 atoms 

صفحه 35:
DENSITY COMPUTATION Since the entire crystal can be generated by the repetition of the unit cell, the density of a crytalline material can be calculated based on the density 0 1 We: Density of the unit cell n: Number of atoms in the unit cell M: Mass of an atom Valume of the cell Mass of an atom is elven fhe Pedi table in atomic mass units (amu) or gr/mol. To convert (amu) to (gr) use avagadro’s number. 

صفحه 36:
DENSITY COMPUTATION Avagadro’s number, N,= 6.023x107 atoms/mol p : Density of the unit cell ‎Number of atoms in the unit‏ :م ‎cell‏ ‎A: Atomic mass V_: Volume of the cell ‎N,: Avagadro’s number