Amorft materiale
I fysik og kemi, amorft materiale ( græsk μορφή morphe ”form”, ”formular” med en på forhånd Alpha privativum A-, så for eksempel ”uden form”) er et stof , hvor atomerne er ikke ordnet strukturer, men uregelmæssige dem Form mønstre og har kun kort rækkefølge, men ikke lang rækkefølge . Langdistanceordrer, dvs. et regelmæssigt arrangement af atomer ud over deres naboer, er karakteristiske for krystaller. Regelmæssigt strukturerede materialer kaldes krystaller .
Ligesom væsker er amorfe materialer isotrope , så de har ingen foretrukken retning. Årsagen til dette er manglen på langdistanceordre. Amorft materiale er ofte ustabilt og kan krystallisere ud under visse betingelser.
Fremstilling
Den klassiske metode til at skabe den amorfe tilstand er at "hurtigt" afkøle en smelte eller væske. Betingelsen for den amorfe tilstand er, at atomerne eller molekylerne ikke kan indrette sig regelmæssigt under afkøling, det vil sige, at viskositeten skal overstige en vis værdi, og krystallisation må ikke forekomme. Den kritiske kølehastighed, der er nødvendig for at undgå krystallisering, afhænger af materialet. Klassiske glas som vinduesglas kan også køles relativt langsomt (f.eks. 1 K pr. Minut). De fleste amorfe metaller kræver derimod en kølehastighed på over 1000 K i sekundet. En beslægtet metode er dampaflejring på et afkølet substrat. Også her mangler atomerne tid og fleksibilitet til at antage den bestilte form.
En anden måde er produktion ved at ødelægge den krystallinske orden ved hjælp af stærk mekanisk deformation (f.eks. I en kuglemølle ), bombardement af ioner eller stærk stråling.
Ikke alle materialer kan produceres i amorf form.
ejendomme
Da atomerne har en lav pakningstæthed , har det amorfe stof næsten altid en lavere densitet end det samme stof i krystallinsk form. Den amorfe tilstand er metastabil. Når et amorft stof opvarmes, kan spontan krystallisation og dermed transformation til en mere stabil tilstand forekomme. Hvis der ikke er nogen krystallisering på forhånd, sker der en direkte overgang til væskefasen uden en klassisk faseovergang.
Eksempler og applikationer
Glas er et typisk amorft materiale. Kvartsglas er den amorfe form af siliciumdioxid (SiO 2 ). En af dens krystallinske former kaldes kvarts .
Amorfe metaller fremstilles industrielt i form af tynde folier ved hjælp af hurtig størkningsteknologi. De vigtigste anvendelsesområder er magnetiske materialer , bløde magnetiske legeringer (Fe, Ni, Co) og amorf loddefolie .
Amorft silicium er en ikke-krystallinsk form af det rene halvleder-silicium og bruges hovedsageligt til tyndfilmede solceller .
Obsidian er et naturligt amorft materiale af vulkansk oprindelse.
Amorf termoplast (plast) er for eksempel polystyren (PS), polyvinylchlorid (PVC) eller polycarbonat (PC).
Et eksempel fra naturen er honning . Inden honning fyldes i krukker, varmes honningen lidt op, hvilket gør den til en amorf tilstand. Afhængigt af typen og behandlingen krystalliserer det derefter inden for få dage eller uger og danner et krystalgitter.
Se også
litteratur
- Werner Schatt, Hartmut Worch: Materialevidenskab. Wiley-VCH Verlag, Weinheim 2003, ISBN 3-527-30535-1 .
