Πανεπιστήµιο Κρήτης ΤΕΤΥ ΤΕΤΥ 344: Μηχανικές και Μηχανικές Ιδιότητες Υλικών. και Σκληροµετρία

Σχετικά έγγραφα
ΕΠΙΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ. Πλαστικότητα, Διαρροή, Ολκιμότητα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11: Περίθλαση Ακτίνων-Χ και Νετρονίων από Κρυσταλλικά Υλικά

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

Εφαρµογές (και Ερµηνεία) Μεθόδου Σκόνης. Μερικές «περιοχές» εφαρµογής της µεθόδου:

(a) Λεία δοκίµια, (b) δοκίµια µε εγκοπή, (c) δοκίµια µε ρωγµή

ΑΣΚΗΣΗ 1. Περίληψη. Θεωρητική εισαγωγή. Πειραματικό μέρος

ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΩΝ Πείραμα Εφελκυσμού. ΕργαστηριακήΆσκηση2 η

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 2: Κρυσταλλική Δομή των Μετάλλων. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ (DISLOCATIONS )

Παραγωγή ακτίνων Χ. V e = h ν = h c/λ λ min = h c/v e λ min (Å) 12400/V

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΑΣ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 2: ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΗ ΔΟΜΗ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Σχολή Θετικών Επιστημών - Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ακτίνων-Χ, Οπτικού Χαρακτηρισμού και Θερμικής Ανάλυσης

ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ I

Καταστάσεις της ύλης. Αέρια: Παντελής απουσία τάξεως. Τα µόρια βρίσκονται σε συνεχή τυχαία κίνηση σε σχεδόν κενό χώρο.

Φυσικές ιδιότητες οδοντικών υλικών

1) Να οριστεί η δοµή των στερεών. 2) Ποιες είναι οι καταστάσεις της ύλης; 3) Τι είναι κρυσταλλικό πλέγµα και κρυσταλλική κυψελίδα;

Γενική Φυσική V (Σύγχρονη Φυσική) Φυσική Ακτίνων-Χ και Αλληλεπίδραση Ακτίνων-Χ και Ηλεκτρονίων με την Ύλη

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

Φυσικές & Μηχανικές Ιδιότητες

ΥΛΙΚΑ ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Νοέμβριος 2015

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΙΙ

1η Εργαστηριακή Άσκηση: Πείραµα εφελκυσµού µεταλλικών δοκιµίων

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Απρίλιος 2017

Κεφάλαιο 35 ΠερίθλασηκαιΠόλωση. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικών

Χηµικοίδεσµοί, Μικροδοµή, Παραµόρφωση καιμηχανικές Ιδιότητες

ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑ ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικών

ΣΚΛΗΡΟΜΕΤΡΗΣΗ Α) Στατικές µέθοδοι Β) υναµικές µέθοδοι ή µέθοδος EQUOTIP

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις

Θεµατικό Περιεχόµενο Μαθήµατος

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Δομικών Υλικών

Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικών

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ-1 Υ: TΡΑΧΥΤΗΤΑ - ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

dq dt μεταβολή θερμοκρασίας C = C m ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ J mole Θερμικές ιδιότητες Θερμοχωρητικότητα

Ερωτησεις στη Βιοφυσική & Νανοτεχνολογία. Χειμερινό Εξάμηνο 2012

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2016

1 η ΕΝΟΤΗΤΑ ΔΟΜΙΚΑ ΥΛΙΚΑ (ΕΙΣΑΓΩΓΗ)

Μάθημα: Πειραματική Αντοχή Υλικών Πείραμα εφελκυσμού

ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΝΑΝΟΔΟΜΗΜΕΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΜΕ ΝΑΝΟΣΩΛΗΝΕΣ ΑΝΘΡΑΚΑ ΓΙΑ ΧΡΗΣΗ ΣΕ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΥΨΗΛΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ

Ενότητα 4: Κεντρικές διατηρητικές δυνάμεις

8 η Διάλεξη Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, φαινόμενα συμβολής, περίθλαση

ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΜΕ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ. Πλαστική παραμόρφωση με διατήρηση όγκου

Εφαρμοσμένη Οπτική. Γεωμετρική Οπτική

ΜΕΤΑΛΛΙΚΑ ΥΛΙΚΑ Ο ρ ι σ µ ο ί. Μέταλλα. Κράµατα. Χάλυβας. Ανοξείδωτος χάλυβας. Χάλυβες κατασκευών. Χάλυβας σκυροδέµατος. Χυτοσίδηρος. Ορείχαλκος.

Προαπαιτούμενες γνώσεις. Περιεχόμενο της άσκησης

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Νοέμβριος 2016

Γραπτή εξέταση προόδου στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Νοέμβριος 2017

20/3/2016. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Σημειώσεις Εργαστηριακής Άσκησης Εφελκυσμός χαλύβδινης ράβδου. Πολιτικός Μηχανικός (Πανεπιστημιακός Υπότροφος)

Εφαρμοσμένη Οπτική. Περίθλαση Fraunhofer Περίθλαση Fresnel

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ. q e = C Φορτίο Ηλεκτρονίου 1.1. Ηλεκτρικό Πεδίο 2.1. Ηλεκτρικό Πεδίο Σημειακού Φορτίου Q Ηλεκτρικό Πεδίο Σημειακού

Από αυτές η πρώτη, περιλαµβάνει τη διέγερση ή ιονισµό των ατοµικών επιπέδων και αφορά στην κύρια διεργασία απορρόφησης των ακτίνων-χ σε ένα στερεό.

Γραπτή «επί πτυχίω» εξέταση στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιούνιος 2017

ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑ ΘΕΩΡΙΑΣ

Κρούσεις. 1 ο ΘΕΜΑ.

οµή των στερεών ιάλεξη 4 η

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Απρίλιος 2016

16/4/2018. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Σημειώσεις Εργαστηριακής Άσκησης Εφελκυσμός χαλύβδινης ράβδου. Πολιτικός Μηχανικός (Πανεπιστημιακός Υπότροφος)

κρυστάλλου απείρου μεγέθους.

ΙΑΤΡΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΥΠΕΡΗΧΟΓΡΑΦΙΑ

Δομικά Υλικά. Μάθημα ΙΙ. Μηχανικές Ιδιότητες των Δομικών Υλικών (Αντοχές, Παραμορφώσεις)

Κεφάλαιο 3 ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΗ ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ

4/11/2017. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Σημειώσεις Εργαστηριακής Άσκησης Διάτμηση Κοχλία. Βασική αρχή εργαστηριακής άσκησης

ΕΠΙΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ. Δυσκαμψία & βάρος: πυκνότητα και μέτρα ελαστικότητας

u = x t t = t 0 = T = x u = = s t = = s u = u bat 1 + T c = 343 m/s 273

ΠΕΜΠΤΗ 3 ΙΟΥΝΙΟΥ 2004 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

5/14/2018. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Σημειώσεις Εργαστηριακής Άσκησης Διάτμηση Κοχλία. Πολιτικός Μηχανικός (Λέκτορας Π.Δ. 407/80)

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

Κεφάλαιο 15 ΚίνησηΚυµάτων. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΥΜΑΤΙΚΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

Κρυσταλλικές ατέλειες στερεών

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

4. Σειρές Τέηλορ και Μακλώριν

Νέα Οπτικά Μικροσκόπια

Κεφάλαιο 15 Κίνηση Κυµάτων. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Μεταλλικός δεσμός - Κρυσταλλικές δομές Ασκήσεις

5. ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ

Δομικά Υλικά Ι. Ενότητα 1: Ιδιότητες δομικών υλικών. Ιωάννα Παπαγιάννη, Νικόλαος Οικονόμου, Μαρία Στεφανίδου Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ

Εργαστηριακή Άσκηση Β3: Πειράματα περίθλασης από κρύσταλλο λυσοζύμης

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 4: ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑ 1 Ο ΟΠΤΙΚΗ. Δρ. M.Χανιάς Αν.Καθηγητής Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ, ΤΕΙ Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης

[50m/s, 2m/s, 1%, -10kgm/s, 1000N]

Κρούσεις. 5. Σε μια ελαστική κρούση δεν διατηρείται α. η ολική κινητική ενέργεια του συστήματος. β. η ορμή του συστήματος.

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΥΛΙΚΟΥ

Μάθημα: Πειραματική αντοχή των υλικών Σκληρομετρήσεις

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΔΟΜΗΣΙΜΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

Μέθοδοι έρευνας ορυκτών και πετρωμάτων

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

Μέγεθος, πυκνότητα και σχήμα των πυρήνων. Τάσος Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑ και ΔΙΗΛΕΚΤΡΙΚΑ

Transcript:

Πανεπιστήµιο Κρήτης ΤΕΤΥ ΤΕΤΥ 344: Μηχανικές και Θερµικές Ιδιότητες Υλικών Μηχανικές Ιδιότητες Υλικών και Σκληροµετρία 1

Εφελκυσµός (Tensile Test) Ο εφελκυσµός αποτελεί ένα σηµαντικό διαγνωστικό εργαλείο της µηχανικής συµπεριφοράς και αντοχής ενός υλικού. Η τεχνική αυτή είναι «καταστροφική» για το δείγµα και συνίσταται στην εφαρµογή ενός διαρκώς αυξανόµενου αξονικού φορτίου µε ταυτόχρονη µέτρηση της επαγόµενης επιµήκυνσης.

Μηχανική Συµπεριφορά Πλαστική Παραµόρφωση Στένωση Θραύση 3

Καµπύλη Τάσης Παραµόρφωσης Μηχανική Τάση Μηχανική Παραµόρφωση Μέτρα Ελατότητας %Επιµήκυνση %Μείωση Επιφανείας 4

Σηµείο Πλαστικής Παραµόρφωσης Είναι το σηµείο όπου το υλικό αρχίζει να εµφανίζει µόνιµη παραµόρφωση (Yield Point). Πλαστική παραµόρφωση: (α) Η τάση παύει να είναι ανάλογη της παραµόρφωσης (β) Ηπαραµόρφωση δεν είναι αντιστρέψιµη (γ) Πραγµατοποιείται µε σπάσιµο δεσµών σ y :Yield Stress 5

Πραγµατική Tάση (True Stress) Πραγµατική Τάση σ t = P A P: Φορτίο Α C : Στιγµιαία ιατοµή c Πραγµατική Τάση Μηχανική Τάση Πραγµατική Παραµόρφωση ε = ln( l t c / l o ) l c : Στιγµιαίο Μήκος l o : Αρχικό Μήκος Ηπραγµατική καµπύλη τάσης παραµόρφωσης δίνει ακριβέστερη εικόνα της αντοχής ενός υλικού (είναι όµως δύσκολο να µετρηθεί). Η αντοχή στη θραύση θα πρέπει να είναι µεγαλύτερη από την αντοχή εφελκυσµού. Αυτό όµως δεν φαίνεται στη µηχανική καµπύλη. 6

Καµπύλη Πραγµατικής Τάσης! ΕΥΘΕΙΑ ΓΡΑΜΜΗ ΣΕ ΙΑΓΡΑΜΜΑ log-log! K: Συντελεστής Αντοχής, n: Εκθέτης Αντοχής 7

Μέτρο Ευκαµψίας (Resilience) Ευκαµψία (Resilience): Η ικανότητα του υλικού να απορροφά ενέργεια κατά τη διάρκεια της ελαστικής παραµόρφωσης και να την επιστρέφει µετά την αποµάκρυνση του φορτίου. Μέτρο ευκαµψίας U r U r : To Εµβαδόν της καµπύλης µέχρι το ελαστικό όριο Υποθέτοντας Γραµµική ελαστική περιοχή Μονάδα: J/m 3 8

Μέτρο Ανθεκτικότητας (Toughness) Ανθεκτικότητα (Toughness): Η ικανότητα του υλικού να απορροφά ενέργεια πριν τη θραύση. Μέτρο ανθεκτικότητας U t U t : To Εµβαδόν της καµπύλης µέχρι τη θραύση Μονάδα: J/m 3 9

Σκληρότητα (Hardness) H σκληρότητα ενός υλικού µπορεί να οριστεί ως η αντίσταση που προβάλει στην απόξυση, τη φθορά ή τη διείσδυση. Αποτελεί µη θεµελιώδη ιδιότητα του υλικού, και εποµένως η τιµή της διαφέρει ανάλογα µε την τεχνική που χρησιµοποιείται για τον προσδιορισµό της Συνήθως χρησιµοποιείται αντικείµενο (identer) που διεισδύει µε πίεση µέσα στο υλικό. Μπορεί να είναι Σφαίρα (Brinell), Πυραµίδα (Vickers, Knoop), Κώνος (Rockwell). Η διείσδυση γίνεται κάτω από ελεγχόµενες συνθήκες πίεσης και ρυθµού άσκησης φορτίου. Το βάθος ή/και το µέγεθος του αποτυπώµατος δίνει τη σκληρότητα. Αν και προσεγγιστικές τεχνικές είναι δηµοφιλείς λόγω της ευκολίας και του ότι είναι µη - καταστροφικές. Αριθµός Σκληρότητας κατά Brinell BHN = HB = πd D P [ ] D d 10

Σχέση Σκληρότητας - Αντοχής Τόσο η σκληρότητα (Hardness) όσο και η Αντοχή σε Εφελκυσµό (Tensile Strength) εκφράζουν την αντίσταση του υλικού στην πλαστική παραµόρφωση. Εποµένως θα πρέπει να συνδέονται µεταξύ τους. Οι παρακάτω σχέσεις σύνδεσης είναι εµπειρικές!! 11

Πανεπιστήµιο Κρήτης ΤΕΤΥ ΤΕΤΥ 344: Μηχανικές και Θερµικές Ιδιότητες Υλικών οµικός Χαρακτηρισµός Υλικών Περίθλαση Ακτίνων-Χ 1

Παραγωγή Ακτίνων-Χ Παράθυρο Βηρυλλίου Νήµα Βολφραµίου Γυαλί Νερό Ψύξης Στόχος Ακτίνες Χ Φακός Εστίασης Κενός Χώρος

Ανίχνευση Ακτίνων-Χ Μετρητής (Counter) Geiger-Muller 3

Ανάκλαση Bragg d ' (α) ιεύθυνση 1 ιεύθυνση Προσπίπτουσα έσµη Σκεδαζόµενη έσµη (β) SQ + QT = d sinθ = nλ d sin( θ ) = nλ 4

Σκέδαση Laue k ' Προσπίπτον Επίπεδο Κύµα dv k ' F( r, t) = i F o e ( kr ωt ) r Σκέδαση Laue k k Ενισχυτική Συµβολή σφαιρικών κυµάτων που δηµιουργούνται στις θέσεις των ατόµων του πλέγµατος (σκεδαστές) λόγω της πρόσπτωσης των επίπεδων κυµάτων Χ Συνθήκη Laue k k ' = G d sinθ = nλ 5

Πλάτος σκεδαζόµενου κύµατος Παράγοντας οµής (Structure Factor): f j α G = N dvn( r)exp( ig r) = S G cell = f exp( ig rj) j j NS Παράγοντας Ατοµικής Μορφής (Atomic Form Factor): r j =x j a+y j b+z j c = dvn r r ) exp[ ig ( r r )] j ( j j G I G=hΑ+kΒ+lC S G S( hkl) = f exp[ iπ ( x h + y k z l)] j j j j + j 6

Φάσµα Περίθλασης 7

Πλέγµατα Bravais Τύπος: P I F 8

Παράγοντας οµής Υπεύθυνος για την απουσία συγκεκριµένων κορυφών από το φάσµα XRD Απλό Πλέγµα (Πλέγµα P) Αρ. Ατόµων ανά µον. Κυψελίδα: 1 Συντεταγµένες Ατόµων: (0,0,0) j f j e πj( hx + ky + lz ) πj(0h+ 0k + 0l) j j j = fe Όλες οι ανακλάσεις επιτρέπονται = f Εδροκεντρωµένο Πλέγµα (Πλέγµα F) Αρ. Ατόµων ανά µον. Κυψελίδα: 4 Συντεταγµένες Ατόµων: (0,0,0) ; (1/,1/,0) ; (1/,0,1/) ; (0,1/,1/) S = f [ ( ) ( ) ( ) ] 1+ e πj h+ k + e πj K + l + e πj h+ l Αν h,k και l είναιόλοιάρτιοιήόλοιπεριττοί: S=4f Αν δεν είναι: S=0 (Απούσες οι αντίστοιχες κορυφές) 9

Παράγοντας οµής NaCl 10

Κανόνες εµφάνισης κορυφών Ησυστηµατική παρουσία ήαπουσίασυγκεκριµένων ανακλάσεων στο φάσµα περίθλασης µπορεί να χρησιµοποιηθεί για την αναγνώριση του τύπου του πλέγµατος Bravais του δείγµατος. 11

Επιτρεπόµενες Ανακλάσεις 1

Φάσµα Περίθλασης Μονο-Κρυστάλλου Μονοκρύσταλλος NaCl Ένταση (%) Γωνία Σκέδασης θ (µοίρες) 13

Πολυκρυσταλλικό Υλικό Όλες οι πιθανές γωνίες πρόσπτωσης Προσπίπτουσα Προσπίπτουσα Σκεδαζόµενη d θ φ θ n^ φ Σκεδαζόµενη Κρυσταλλικά Επίπεδα Περιστρεφόµενος Κρύσταλλος 14

Περίθλαση Σκόνης (Powder Diffraction) Πολυκρυσταλλικό Nacl Ένταση (a.u.) Γωνία Σκέδασης θ (µοίρες) 15

Ενδοπλεγµατικές Αποστάσεις Οικογένεια Επιπέδων: Στο κυβικό: (100), (010), (001) Ισοδύναµα Στο τετραγωνικό: (100), (010) Ισοδύναµα! ΟΧΙ ΙΣΟ ΥΝΑΜΑ ΜΕ (001)! ιαχωρισµός κορυφών (h00) και (00h) στο τετραγωνικό πλέγµα 16

Αναγνώριση Αναγνώριση κορυφών κορυφών κυβικής κυβικής δοµής δοµής 1 a l k h d + + = 4sin 1 λ θ = + + = a l k h d θ nλ d = sin = Const + + + + = + + = ) ( ) ( sin sin ) ( 4 sin 1 1 1 1 l k h l k h l k h a θ θ λ θ ) ( 4sin l k h a + + = θ λ Υπολογισµός Πλεγµατικής Σταθεράς 17

Αναγνώριση κορυφών Αλουµινίου Η πρώτη ανάκλαση προέρχεται από τα επίπεδα µε τηµεγαλύτερη επιφανειακή πυκνότητα δηλ. τα (100) για το κυβικό, (010) για το BCC και (111) για το FCC 18

Αναγνώριση κορυφών Αλουµινίου h,k,l Mόνο Άρτιοι ή µόνο Περιττοί Πλέγµα FCC 19

Αναγνώριση κορυφών Πυριτίου 331 h,k,l Mόνο Άρτιοι ή µόνο Περιττοί ΚΑΙ όταν όλοι Άρτιοι h+k+l = 4N Πλέγµα ΙΑΜΑΝΤΙΟΥ 0

Ανάλυση ιαπλάτυνσης Γραµµής ΙΑΠΛΑΤΥΝΣΗ ΤΩΝ ΓΡΑΜΜΩΝ XRD 1. Αποκλίσεις από την ιδανική κρυσταλλικότητα: Πεπερασµένο µέγεθος του κρυσταλλίτη Ανάπτυξη παραµόρφωσης (strain) κρυστάλλου σε ατοµικό επίπεδο Αµορφοποίηση. Σφάλµα Περιθλασίµετρου ΠΟΣΟΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΙΑΠΛΑΤΥΝΣΗΣ: Εύρος Γραµµής στο µέσον της έντασής της (FWHM) I I o I o FWHM θ 1

Τυπικό Σφάλµα Περιθλασίµετρου Τρόπος Εύρεσης: Από το φάσµα XRD τέλειων Κρυστάλλων

Πεπερασµένο µέγεθος Κρυσταλλίτη Ένας τέλειος Κρύσταλλος εκτείνεται προς όλες τις κατευθύνσεις στο άπειρο. ηλαδή δεν έχει πεπερασµένο µέγεθος. Εποµένως µπορούµε να πούµε ότι κανένας κρύσταλλος δεν είναι τέλειος λόγω των πεπερασµένων διαστάσεών του. Η απόκλιση ενός κρυστάλλου από την ιδανικότητα οδηγεί στη διαπλάτυνση της γραµµής XRD. Όσο µικρότερο είναι το µέσο µέγεθός του τόσο αυξάνεται η διαπλάτυνση. Στην πράξη για µεγέθη µεγαλύτερα του ~ 0.1 1 µm η διαπλάτυνσηείναιαµελητέα. D: Μέσο µέγεθος Κρυσταλλίτη FWHM!! Το µέσο µέγεθος διαφέρει γενικά από το µέγεθος του κόκκου της σκόνης!!! Τύπος του Scherrer (1918)! D = β M Kλ β I cosθ K=0.87-1.0 λ: Μήκος κύµατος Ακτίνων- Χ β M FWHM κορυφής µέτρησης β Ι FWHM λόγω σφάλµατος οργάνου θ: Γωνία Bragg (rads) 3

Παραµόρφωση Κρυσταλλιτών Με τον όρο παραµόρφωση (strain) ορίζεται ως η αλλαγή στη διάσταση ενός αντικειµένου διαιρεµένη µε το ιδανικό του µήκος. Απουσία Παραµόρφωσης Οµοιόµορφη παραµόρφωση: Προκαλεί ισότροπη διαστολή/συστολή Μόνο µετατόπιση κορυφών/οχι διαπλάτυνση Μη-Οµοιόµορφη παραµόρφωση: Προκαλεί συστηµατικές µετατοπίσεις ατόµων από τις ιδανικές τους θέσεις ιαπλάτυνση Μετατόπιση σε µικρότερες γωνίες 4

Μη - οµοιόµορφη παραµόρφωση Σηµειακές Ατέλειες Πλαστική παραµόρφωση (π.χ. Λεπτά Υµένια) Ανεπαρκής Κρυσταλλικότητα ιαπλάτυνση Κορυφής Bragg (Strain Broadening)! Τύπος των Stokes -Wilson (1944)! ε str = β M β 4 tanθ I 100% @ ιαφορετική θ- Εξάρτηση από τη ιαπλάτυνση λόγω µεγέθους Κρυσταλλίτη @ 5

Βαθµός Κρυσταλλικότητας ιαπλάτυνση Λόγω Άµορφης οµής Βαθµός Κρυσταλλικότητας (ΒΚ) BK = I(θ ) 100% (θ ) I TK Ι ΤΚ (θ): Κορυφή Τέλειου Κρυστάλλου 6