pte 351 engineering metallurgy - rmutphysics...หน งสเลออ กทรอน กส
TRANSCRIPT
11 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
PTE 351 Engineering Metallurgy
Session 3Session 3 : : Atomics and Ionics ArrangementsAtomics and Ionics Arrangements
Asst.Prof.SantiratAsst.Prof.Santirat NansaarngNansaarngDepartment of Production Technology Education, KMUTT
22 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
Outline of SessionOutline of Session
ระเบยบพสยสนระเบยบพสยสน((ShortShort--Range Order) Range Order) และและระเบยบพสยยาวระเบยบพสยยาว((LongLong--Range Order)Range Order)วสดอวสดอสณฐานสณฐาน((Amorphous Materials): Amorphous Materials): Principles and Technological ApplicationsPrinciples and Technological Applicationsแลตแลตทตทต((Lattice), Unit Cells, Basis, and Lattice), Unit Cells, Basis, and Crystal StructuresCrystal StructuresAllotropic or Polymorphic TransformationsAllotropic or Polymorphic TransformationsPoints, Directions, and Planes in the Unit Points, Directions, and Planes in the Unit CellCell
33 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
Crystal Structure and OrderCrystal Structure and Order
หลกการพนฐานของสถานการณเรยงตวของหลกการพนฐานของสถานการณเรยงตวของอะตอมสามารถแยกออกไดอะตอมสามารถแยกออกได ::
ไมมระเบยบพสยไมมระเบยบพสย((nono--order)order)ระเบยบพสยสนระเบยบพสยสน((shortshort--range order)range order)ระเบยบพสยยาวระเบยบพสยยาว((longlong--range order)range order)
44 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
กลมไมมระเบยบพสยกลมไมมระเบยบพสย((No order)No order)
แกสแกส((gases)gases)อะตอมแตละตวจะอยลาพงโดยอสระจากอะตอมแตละตวจะอยลาพงโดยอสระจากตวอนๆตวอนๆ อะตอมมการเรยงตวไมเปนระเบยบเชงอะตอมมการเรยงตวไมเปนระเบยบเชงปรมาณปรมาณ อะตอมมเสนทางเคลอนทเปนอสระขนาดอะตอมมเสนทางเคลอนทเปนอสระขนาดใหญใหญ
55 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระเบยบพสยสนระเบยบพสยสน((ShortShort--Range Order)Range Order)
ของเหลวของเหลว((Liquids) Liquids) อะตอมมความเปนอสระในการเคลอนทอะตอมมความเปนอสระในการเคลอนทพนธะไฮโดรเจนเปนพนธะประเภทระเบยบพสยสนพนธะไฮโดรเจนเปนพนธะประเภทระเบยบพสยสน ของแขงอยางเชนโพลของแขงอยางเชนโพลเมอรเมอรและและวสดอวสดอสณฐานจาพวกสณฐานจาพวกแกวจะถกจดไวในกลมระเบยบพสยสนแกวจะถกจดไวในกลมระเบยบพสยสน ถงแมอะตอมจะถกยดไวกบทดวยพนธะทแขงแรงถงแมอะตอมจะถกยดไวกบทดวยพนธะทแขงแรง แตแตกไมใชโครงสรางกไมใชโครงสราง 3 3 มตแบบเอกพนธมตแบบเอกพนธ ( (33--dimensional dimensional homogeneous structure)homogeneous structure)
66 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระเบยบพสยยาวระเบยบพสยยาว ( (LongLong--range Order)range Order)
ของแขงของแขง((Solids)Solids)โครงสรางไดแกวสดมผลกโครงสรางไดแกวสดมผลก((crystalline)crystalline)ผลกจะมขนาดเลกและเตบโตไปสขนาดทโตขนผลกจะมขนาดเลกและเตบโตไปสขนาดทโตขน ซงจะซงจะมความเปนเอกพนธและไรจดบกพรองมความเปนเอกพนธและไรจดบกพรองความสมบรณของผลกจะตองมความสมพนธกบขนาดความสมบรณของผลกจะตองมความสมพนธกบขนาดของผลกของผลก โลหะโลหะ(metals)(metals)และโลหะผสมและโลหะผสม(alloys)(alloys) สารกงตวนาสารกงตวนา((semiconductors)semiconductors) สารตวนายงยวดสารตวนายงยวด((superconductors) superconductors) เซราเซรามกซมกซ(ceramics)(ceramics)และวสดและวสดทางชวะภาพทางชวะภาพ(biological materials : (biological materials : ระเบยบพสยสนระเบยบพสยสนและยาวและยาว) )
77 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระเบยบพสยสนและระเบยบพสยยาว
ระดบการเรยงตวของอะตอมระดบการเรยงตวของอะตอมในวสดในวสด :: (a) (a) แกสเฉอยแบบแกสเฉอยแบบอะตอมเดยวจดเปนพวกไมมอะตอมเดยวจดเปนพวกไมมระเบยบพสยของอะตอมระเบยบพสยของอะตอม::(b,c) (b,c) บางวสดทรวมถงไอนาบางวสดทรวมถงไอนา แกสไนโตรเจนแกสไนโตรเจน ซลกอนซลกอนกลมอกลมอสณฐานสณฐาน และแกวซลเกตและแกวซลเกต จะจะเปนพวกระเบยบพสยสนเปนพวกระเบยบพสยสน ( (d) d) โลหะโลหะ โลหะผสมโลหะผสม กลมเซรากลมเซรามกซมกซ และโพลและโพลเมอรเมอรบางกลมบางกลมจะมระเบยบพสยอะตอมทเปนจะมระเบยบพสยอะตอมทเปนระเบยบระเบยบ
88 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ประเภทของระเบยบพสยของอะตอม
99 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ประเภทของของแขงประเภทของของแขง
ของแขงจาแนกออกไดของแขงจาแนกออกได 2 2 ประเภทประเภทของแขงอของแขงอสณฐานสณฐาน (Amorphous solid)(Amorphous solid) เปนเปนของแขงทเกดจากการจดเรยงอนภาคไมเปนระเบยบของแขงทเกดจากการจดเรยงอนภาคไมเปนระเบยบ ไมมรปรางทางเรขาคณตทแนนอนไมมรปรางทางเรขาคณตทแนนอน เชนเชน แกวแกว ยางยาง พลาสตกพลาสตก เปนตนเปนตนของแขงหรอผลกของแขงหรอผลก (Crystalline solid)(Crystalline solid) เปนเปนของแขงทเกดจากการจดเรยงของอนภาคอยางเปนของแขงทเกดจากการจดเรยงของอนภาคอยางเปนระเบยบทางเรขาคณตเปนสามมตระเบยบทางเรขาคณตเปนสามมต มดานตดเปนมดานตดเปนเหลยมเหลยม มมมทเฉพาะทาใหเกดรปรางตางมมมทเฉพาะทาใหเกดรปรางตาง ๆๆ เชนเชน โซโซเดยวคลอเดยวคลอไรดไรด แกรไฟตแกรไฟต โลหะบรสทธโลหะบรสทธ เปนตนเปนตน
1010 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ประเภทของของแขงประเภทของของแขง
Crystalline Amorphous
1111 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ประเภทของผลกประเภทของผลก
ผลกสามารถจาแนกตามแรงยดเหนยวของอนภาคในผลกสามารถจาแนกตามแรงยดเหนยวของอนภาคในผลกไดผลกได 55 คอคอผลกไอออผลกไอออนกนก พลงงานยดเหนยวประมาณพลงงานยดเหนยวประมาณ 55--10 10 eVeV//โมเลกลโมเลกล เชนเชน โซเดยมคลอโซเดยมคลอไรดไรดผลกโควาเลนสผลกโควาเลนส พลงงานยดเหนยวประมาณพลงงานยดเหนยวประมาณ 10 10 eVeV//โมเลกลโมเลกล เชนเชน เพชรเพชรผลกไฮโดรเจนผลกไฮโดรเจน พลงงานยดเหนยวประมาณพลงงานยดเหนยวประมาณ 0.5 0.5 eVeV//โมเลกลโมเลกล เชนเชน นาแขงนาแขงผลกโมเลกลผลกโมเลกล พลงงานยดเหนยวประมาณพลงงานยดเหนยวประมาณ 0.1 0.1 eVeV//โมเลกลโมเลกล เชนเชน มมเธนเธน CHCH44
ผลกโลหะผลกโลหะ พลงงานยดเหนยวประมาณพลงงานยดเหนยวประมาณ 1~5 1~5 eVeV//โมเลกลโมเลกล เชนเชน โซเดยมโซเดยม
1212 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ผลกผลกไออนกไออนก
ประกอบดวยไอออนบวกและลบจดเรยงตวกนประกอบดวยไอออนบวกและลบจดเรยงตวกนอยางเปนระเบยบอยางเปนระเบยบโดยทวไปไอออนทงสองมกมขนาดแตกตางกนโดยทวไปไอออนทงสองมกมขนาดแตกตางกน เชนเชน โซเดยวคลอโซเดยวคลอไรดไรดพนธะระหวางไอออนภายในผลกเกดจากการพนธะระหวางไอออนภายในผลกเกดจากการดงดดแบบไฟฟาดงดดแบบไฟฟาสถตยสถตย (electrostatic force) (electrostatic force) ซงมความแขงแรงซงมความแขงแรง ทาใหสารประกอบไอทาใหสารประกอบไอออนกออนกมมจดหลอมเหลวและเดอดสงจดหลอมเหลวและเดอดสงผลกไอผลกไอออนกออนกโดยทวไปมความแขงแตเปราะโดยทวไปมความแขงแตเปราะ
1313 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ผลกผลกไออนกไออนก
1414 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ผลกโควาเลนสผลกโควาเลนส
ในผลกอะตอมจะยดอยดวยกนดวยพนธะโควาในผลกอะตอมจะยดอยดวยกนดวยพนธะโควาเลนสเลนส ทแตกแขนงขยายออกเปนโครงรางแหทแตกแขนงขยายออกเปนโครงรางแหแบบแบบ 3 3 มตขนาดใหญมตขนาดใหญตวอยางการศกษาไดตวอยางการศกษาไดจากอยจากอยรปของคารบอนรปของคารบอน คอคอ เพชรเพชร และกและกราราไฟตไฟต
1515 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ผลกโควาเลนสผลกโควาเลนส
คารบอนในเพชรคารบอนในเพชร แตละแตละอะตอมจะเกดพนธะกบอะตอมจะเกดพนธะกบอะตอมอนอกอะตอมอนอก 4 4 อะตอมอะตอม แบบแบบ tetrahedral tetrahedral ตดตอกนเปนโครงสรางแหตดตอกนเปนโครงสรางแห 3 3 มตมต ขนาดใหญในผลกขนาดใหญในผลก ทาใหเพชรมความทาใหเพชรมความแขงแกรงเปนพเศษแขงแกรงเปนพเศษ จดจดหลอมเหลวสงหลอมเหลวสง 35503550ooCC
3-dimension network
1616 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ผลกโควาเลนสผลกโควาเลนส
กราไฟตกราไฟต อะตอมของอะตอมของคารบอนมการจดเรยงตวเปนคารบอนมการจดเรยงตวเปนวงหกเหลยมวงหกเหลยม เชอมตดตอกนเชอมตดตอกนเปนแพเปนแพ เปนชนเปนชนคารบอนแตละอะตอมมคารบอนแตละอะตอมมไฮบรดไฮบรดไดไดเซซนเซซนแบบแบบ spsp22 ททเกดพนธะโควาเลนสกบอกเกดพนธะโควาเลนสกบอก 3 3 อะตอมอะตอม คารบอนอนทอยคารบอนอนทอยขางเคยงในระนาบเดยวกนขางเคยงในระนาบเดยวกน 2-dimension network
1717 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ผลกโควาเลนสผลกโควาเลนส
ควอทซควอทซ (quartz), SiO(quartz), SiO22 ถอวาเปนถอวาเปนผลกโควาเลนสอกชนดหนงผลกโควาเลนสอกชนดหนงโครงสรางผลกมการจดอะตอมทโครงสรางผลกมการจดอะตอมทคลายคลงกบของอะตอมคารบอนในคลายคลงกบของอะตอมคารบอนในเพชรมากเพชรมาก ตางกนทจะมหนงอะตอมตางกนทจะมหนงอะตอมของออกซเจนอยระหวางของออกซเจนอยระหวาง 1 1 คของคของอะตอมของซลกอนอะตอมของซลกอนพนธะพนธะ SiSi--O O เปนแบบเปนแบบ polar polar ((เนองจากเนองจาก Si Si และและ O O มคามคา electronegativityelectronegativity ตางกนตางกน))SiOSiO22 มความแขงมากมความแขงมาก และมจดและมจดหลอมเหลวสงหลอมเหลวสง 16101610ooCC
1818 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ผลกโมเลกลผลกโมเลกล
ผลกชนดนอนภาคภายในผลกเปนโมเลกลมแรงดงดดผลกชนดนอนภาคภายในผลกเปนโมเลกลมแรงดงดดระหวางโมเลกลเปนแรงแวนระหวางโมเลกลเปนแรงแวนเดอรวาลลเดอรวาลล และและ//หรอพนธะหรอพนธะไฮโดรเจนไฮโดรเจนตวอยางเชนผลกโมเลกลตวอยางเชนผลกโมเลกล เชนเชน ของแขงของแขง SOSO22 ซงมแรงซงมแรงดงดดแบบดงดดแบบ dipoledipole--dipoledipoleนาแขงมโครงสรางแบบนาแขงมโครงสรางแบบ tetrahedral tetrahedral เชอมตอกนเชอมตอกนลกษณะแบบลกษณะแบบ 3 3 มตแรงดงดดระหวางโมเลกลเปนพนธะมตแรงดงดดระหวางโมเลกลเปนพนธะไฮโดรเจนไฮโดรเจนตวอยางผลกโมเลกลอนตวอยางผลกโมเลกลอน ๆๆ เชนเชน II22, P, P44, S, S8 8 ซงมแรงซงมแรงดงดดระหวางโมเลกลแบบดงดดระหวางโมเลกลแบบ London forceLondon force
1919 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ผลกโมเลกลผลกโมเลกล
ผลกนาแขงผลกนาแขง
2020 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ผลกโมเลกลผลกโมเลกล
โดยทวไปโดยทวไป ((ยกเวนนาแขงยกเวนนาแขง)) โมเลกลตางโมเลกลตาง ๆๆ ในผลกจะในผลกจะพยายามจดตวใหใกลชดกนทสดเทาทชดไดตามขนาดพยายามจดตวใหใกลชดกนทสดเทาทชดไดตามขนาดและรปรางของโมเลกลและรปรางของโมเลกล และเนองจากแรงดงดดระหวางและเนองจากแรงดงดดระหวางโมเลกลเปนแรงทออนแอโมเลกลเปนแรงทออนแอ ทาใหผลกโมเลกลคอนขางทาใหผลกโมเลกลคอนขางจะแตกหกไดงายกวาผลกไอจะแตกหกไดงายกวาผลกไอออนกออนกและผลกโควาเลนสและผลกโควาเลนส และมจดเดอดตากวาและมจดเดอดตากวา 100100ooCCโดยทวไปแลวผลกโมเลกลเปนตวนาไฟฟาทเลวมากโดยทวไปแลวผลกโมเลกลเปนตวนาไฟฟาทเลวมากหรอไมนาไฟฟาเลยหรอไมนาไฟฟาเลย((ไมวาสภาพของแขงหรอไมวาสภาพของแขงหรอของเหลวของเหลว)) เนองจากแตละโมเลกลคงรกษาเอกลกษณเนองจากแตละโมเลกลคงรกษาเอกลกษณของตวเองอยโดยอเลกตรอนจากดทอยในเฉพาะแตละของตวเองอยโดยอเลกตรอนจากดทอยในเฉพาะแตละโมเลกลเทานนโมเลกลเทานน จงไมมอเลกตรอนเคลอนทจากจงไมมอเลกตรอนเคลอนทจากโมเลกลหนงไปยงโมเลกลอนโมเลกลหนงไปยงโมเลกลอน ๆๆ
2121 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ผลกโลหะผลกโลหะ
โครงสรางของอเลกตรอนในโลหะโครงสรางของอเลกตรอนในโลหะ มความแตกตางจากมความแตกตางจากสารอนสารอน ๆๆ ทวาเลนสอเลกตรอนของแตละอะตอมไมไดทวาเลนสอเลกตรอนของแตละอะตอมไมไดอยเฉพาะอะตอมนนอยเฉพาะอะตอมนน ๆๆ แตสามารถเคลอนทไปยงแตสามารถเคลอนทไปยงอะตอมอนๆอะตอมอนๆ ไดได ทวทงผลกโลหะอยางอสระทวทงผลกโลหะอยางอสระ คลายกบคลายกบอยในทะเลอเลกตรอนอยในทะเลอเลกตรอนทาใหโลหะเปนตวนาไฟฟาทาใหโลหะเปนตวนาไฟฟาแรงดงดดระหวางไอออนบวกกบทะเลอเลกตรอนแรงดงดดระหวางไอออนบวกกบทะเลอเลกตรอนเรยกวาเรยกวา พนธะโลหะพนธะโลหะเปนพนธะทแขงแรงเปนพนธะทแขงแรง มจดหลอมละลายสงมจดหลอมละลายสง ความความหนาแนนสงหนาแนนสง เนองจากโครงสรางไอออนบวกในผลกมเนองจากโครงสรางไอออนบวกในผลกมการจดเรยงแบบประชดทสดการจดเรยงแบบประชดทสด (closets packed)(closets packed)
2222 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ผลกโลหะผลกโลหะ
ในผลกโลหะระนาบของอะตอมอาจเคลอนทบนในผลกโลหะระนาบของอะตอมอาจเคลอนทบนระนาบอนระนาบอน ๆไดงายๆไดงาย ทาใหโลหะมสมบตทหกงอทาใหโลหะมสมบตทหกงอไดได และสามารถตแผและรดเปนเสนไดและสามารถตแผและรดเปนเสนได
2323 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกโครงสรางผลก(Crystal Structure)(Crystal Structure)
2424 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
การพสจนระบบผลกการพสจนระบบผลก
การพสจนระบบผลกจะไดโดยวธการพสจนระบบผลกจะไดโดยวธ X X--RayRay DiffractionDiffraction
2525 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
การพสจนระบบผลกการพสจนระบบผลก
2626 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระบบผลกระบบผลก (Crystal system)(Crystal system)
ผลกคอผลกคอ การเรยงตวของอนภาคอยางเปนการเรยงตวของอนภาคอยางเปนระเบยบทางเรขาคณตแบบสามมตระเบยบทางเรขาคณตแบบสามมต มมมตดมมมตดเฉพาะเฉพาะผลกถกจนตนาการวาสรางขนจากจดเลกผลกถกจนตนาการวาสรางขนจากจดเลก ๆๆ ตดตอแบบซาตดตอแบบซา ๆๆ กนโดยใหจดเลกกนโดยใหจดเลก ๆๆ นเปนจดนเปนจดแลตทซแลตทซ (lattice point)(lattice point)จดแลตทซอาจเปนตาแหนงของอนภาคจดแลตทซอาจเปนตาแหนงของอนภาค และแตและแตละจดแลตทซจะตองมสงแวดลอมเหมอนกบจดละจดแลตทซจะตองมสงแวดลอมเหมอนกบจดอนอน ๆๆ ในทศทางทเหมอนกนในทศทางทเหมอนกน
2727 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระบบผลกระบบผลก (Crystal system)(Crystal system)
จดแลตทซในสามมตจดแลตทซในสามมตเรยกวาเรยกวา space lattice space lattice หรอหรอ crystal lattice crystal lattice ซงเรยกสนซงเรยกสน ๆๆ วาวา แลตแลตทชทช เมอโยงจดเมอโยงจดแลตทซในระนาบเดยวกนแลตทซในระนาบเดยวกน เรยกระนาบแลตทซซงเรยกระนาบแลตทซซงลกษณะเปนระนาบหลายๆลกษณะเปนระนาบหลายๆ ระนาบขนานกนระนาบขนานกน
2828 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกโครงสรางผลก(Crystal Structure)(Crystal Structure)
โครงสรางผลกโครงสรางผลก (crystal structure)(crystal structure) ::โครงสรางผลกของวสดจะสรางขนบนโครงสรางผลกของวสดจะสรางขนบน Space latticeSpace latticeแตละจดในแตละจดใน lattice lattice จะแทนดวยหนงอะตอมจะแทนดวยหนงอะตอม หรอมากกวาในหรอมากกวาในลกษณะของการเรยงตวลกษณะของการเรยงตวจานวนและการเรยงตวของอะตอมทเกยวกบจานวนและการเรยงตวของอะตอมทเกยวกบ lattice lattice จะจะเรยกวาเรยกวา BasisBasis
แลตทซแลตทซ (lattice)(lattice) :: กลมของจดซงแตละจดมลกษณะกลมของจดซงแตละจดมลกษณะแวดลอมเหมอนกนในทกทศทางแวดลอมเหมอนกนในทกทศทางเบซสเบซส (basis) (basis) หรอหรอ โมทฟโมทฟ (motif)(motif) : : อะตอมอะตอม หรอหรอ ไอออนไอออน หรอกลมของอะตอมหรอไอออนหรอกลมของอะตอมหรอไอออน ทเรยงตวอยตามจดของทเรยงตวอยตามจดของแลตทซแลตทซ
Crystal structure = Lattice + BasisCrystal structure =Crystal structure = Lattice + BasisLattice + Basis
2929 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกโครงสรางผลก(Crystal Structure)(Crystal Structure)
ConvolutionConvolution
แนวคดของสวนประกอบของผลกแนวคดของสวนประกอบของผลก
3030 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกโครงสรางผลก(Crystal Structure)(Crystal Structure)
== ++
ประกอบดวยประกอบดวย 2 2 สวนคอสวนคอแลตทซแลตทซ :: การเรยงตวของจดในพนทอนนตการเรยงตวของจดในพนทอนนตเบซสเบซสหรอหรอโมทฟโมทฟ :: อะตอมอะตอม ((Fe, CuFe, Cu), ),
ไอออนไอออน((CsCs++, , ClCl--), ), โมเลกลโมเลกล ( (CC22HH44))
3131 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
หนวยเซลหนวยเซล((Unit cell)Unit cell)เปนหนวยทเลกทสดของแลตทซเปนหนวยทเลกทสดของแลตทซ ซงยงคงรกษาสมบตของผลกซงยงคงรกษาสมบตของผลกทงหมดทงหมดหนงผลกจะประกอบดวยหลายหนงผลกจะประกอบดวยหลายหนวยเซลทรวมตวกนหนวยเซลทรวมตวกนผลกของลกบาศกจะมหนวยเซลผลกของลกบาศกจะมหนวยเซลเปนรปลกบาศกเลกเปนรปลกบาศกเลก ๆๆ ทเหมอนกนทเหมอนกนเรยงตอกนทวผลกเรยงตอกนทวผลกการบอกรปทรงของผลกทาไดโดยการบอกรปทรงของผลกทาไดโดยการตงแกนใหความสมพนธกบการตงแกนใหความสมพนธกบรปรางภายนอกของผลกนนโดยรปรางภายนอกของผลกนนโดยกาหนดใหกาหนดให a, b a, b และและ c c เปนความเปนความยาวของดานในยาวของดานใน 3 3 มตของมตของหนวยเซลบนแกนหนวยเซลบนแกน x, y x, y และและ z z เรยกวาเรยกวา แกนครแกนครสแทลสแทลโลกราฟกโลกราฟก(crystallographic axes)(crystallographic axes)
3232 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
หนวยเซลหนวยเซล((Unit cell)Unit cell)
มมทอยระหวางมมทอยระหวาง b b และและ c c เรยกวาเรยกวา ααมมทอยระหวางมมทอยระหวาง c c และและ a a เรยกวาเรยกวา ββมมทอยระหวางมมทอยระหวาง a a และและ b b เรยกวาเรยกวา γγ
3333 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
แลตทซแลตทซ((Lattice)Lattice)
รปแบบการเรยงตวรปแบบการเรยงตว 3 3 มตมต
3434 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ตาแหนงในแลตทซสามารถอธบายดวยเวกเตอรตาแหนงในแลตทซสามารถอธบายดวยเวกเตอรไดแกไดแก a, ba, b และและ cc
rruvwuvw==uuaa+v+vbb+w+wcc, , เมอเมอ u, v, wu, v, w เปนจานวนเตมเปนจานวนเตม
แลตทซแลตทซ((Lattice)Lattice)
aabb
cc
aabb
cc
3535 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
รปแบบของผลกรปแบบของผลก((Crystal form)Crystal form)
การเรยงตวในหนวยเซลการเรยงตวในหนวยเซล
แลตทซพาแลตทซพารามเตอรรามเตอร((Lattice parameters)Lattice parameters)มตของดานของหนวยเซลมตของดานของหนวยเซลมมระหวางดานของหนวยเซลมมระหวางดานของหนวยเซล
3636 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
หนวยเซลหนวยเซล((Unit cell)Unit cell)
การใชความสมมาตรของการใชความสมมาตรของหนวยเซลสามารถแบงแลตทซหนวยเซลสามารถแบงแลตทซ ออกเปนกลมไดออกเปนกลมได ซงเราเรยกวาซงเราเรยกวาการดาเนนการสมมาตรการดาเนนการสมมาตร(symmetry operation)(symmetry operation)Symmetry operation Symmetry operation เปนวธเปนวธหนงหลงจากไดกระทาแลวหนงหลงจากไดกระทาแลวบรเวณรอบๆผลกไมเปลยนแปลงบรเวณรอบๆผลกไมเปลยนแปลงการดาเนนการสมมาตรมการดาเนนการสมมาตรม 4 4 ประเภทคอประเภทคอ
การเคลอนยายการเคลอนยายการหมนการหมนการสะทอนการสะทอนการกลบการกลบ
3737 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
การดาเนนการสมมาตรการดาเนนการสมมาตร(symmetry operation)(symmetry operation)
SymmetrySymmetry OperationsOperations ((CambridgeCambridge MaterialsMaterials WorldWorld).).
3838 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
การดาเนนการสมมาตรการดาเนนการสมมาตร(symmetry operation)(symmetry operation)
ถาวตถมการเคลอนยายแถวถาวตถมการเคลอนยายแถวของจดทไดจากการของจดทไดจากการเคลอนยายคอเคลอนยายคอ แลตทซแลตทซ และและจดแตละจดคอจดแตละจดคอ จดแลตทซจดแลตทซ (lattice point)(lattice point)วตถทมสมมาตรการหมนวตถทมสมมาตรการหมน(rotation symmetry) (rotation symmetry) รอบรอบแกนแกน คอคอ ถาหลงจากหมนไปถาหลงจากหมนไปเปนมมเปนมม θθ แลวมบรเวณรอบๆแลวมบรเวณรอบๆ มนเหมอนกอนการหมนมนเหมอนกอนการหมน
3939 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
การดาเนนการสมมาตรการดาเนนการสมมาตร(symmetry operation)(symmetry operation)
ถาวตถมการเคลอนยายแถวถาวตถมการเคลอนยายแถวของจดทไดจากการของจดทไดจากการเคลอนยายคอเคลอนยายคอ แลตทซแลตทซ และและจดแตละจดคอจดแตละจดคอ จดแลตทซจดแลตทซ (lattice point)(lattice point)วตถทมสมมาตรการหมนวตถทมสมมาตรการหมน(rotation symmetry) (rotation symmetry) รอบรอบแกนแกน คอคอ ถาหลงจากหมนไปถาหลงจากหมนไปเปนมมเปนมม θθ แลวมบรเวณรอบๆแลวมบรเวณรอบๆ มนเหมอนกอนการหมนมนเหมอนกอนการหมน
4040 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
การดาเนนการสมมาตรการดาเนนการสมมาตร(symmetry operation)(symmetry operation)
วตถทมสมมาตรการสะทอนวตถทมสมมาตรการสะทอน คอคอ ถาหลงจากการสะทอนถาหลงจากการสะทอนตามเสนตามเสน((กรณกรณ 2 2 มตมต)) หรอหรอระนาบระนาบ ( (3 3 มตมต) ) มนยงคงไมมนยงคงไมเปลยนเปลยนวตถทมสมมาตรการหมนการวตถทมสมมาตรการหมนการกลบกลบ คอคอ ถาหลงจากมนกลบถาหลงจากมนกลบผานจดแลวมการเปลยนจากผานจดแลวมการเปลยนจากระบบซายมอเปนระบบระบบซายมอเปนระบบขวามอขวามอ
4141 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ตวอยางการจดเรยงของหนวยเซลตวอยางการจดเรยงของหนวยเซล
4242 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระบบผลกระบบผลก (Crystal system)(Crystal system)
บราเวยสบราเวยส ((BravaisBravais)) ไดสรปจากไดสรปจากการรวมกลมจดและกลมการการรวมกลมจดและกลมการเคลอนยายไดวาเคลอนยายไดวา แลตทซทเกดขนแลตทซทเกดขนมเพยงมเพยง 14 14 ชนดชนด ซงแลตทซทงซงแลตทซทง 14 14 แบบเรยกวาแบบเรยกวา แลตทแลตทซบราซบราเวยสเวยส((BravaisBravais lattice)lattice) และสามารถและสามารถจดจาพวกไดทงหมดจดจาพวกไดทงหมด 7 7 ระบบระบบ
BravaisBravais : 1848: 1848
4343 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระบบผลกระบบผลก (Crystal system)(Crystal system)
7 7 ระบบผลกระบบผลกอธบายดวยอธบายดวยแลตทซพาแลตทซพารามเตอรรามเตอร
a, b, ca, b, cαα, , ββ, , γγ
14 14 รปแบบของรปแบบของแลตทแลตทซบราซบราเวยสเวยสพนฐานของการจดเรยงตวของอะตอมสรางจากจดพนฐานของการจดเรยงตวของอะตอมสรางจากจดแลตทซแลตทซมจานวนของอะตอมไดไมจากดในหนงหนวยเซลมจานวนของอะตอมไดไมจากดในหนงหนวยเซล
aa
bb
cc
ββ αα
γγ
4444 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
14 14 รปแบบของรปแบบของแลตทชบแลตทชบราราเวยสเวยส ((BRAVAISBRAVAIS LATTICESLATTICES ))
4545 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
Cubic systemCubic system
4646 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
การนบจานวนอะตอมในหนวยเซลการนบจานวนอะตอมในหนวยเซล
4747 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
Cubic SystemCubic System
a=b=ca=b=c αα==ββ==γγ=90=9000
3 3 BravaisBravais latticeslattices
Simple / primitive FaceSimple / primitive Face--centered Bodycentered Body--centeredcentered
4848 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
Cubic SystemCubic System
a=b=ca=b=c αα==ββ==γγ=90=9000
3 3 BravaisBravais latticeslattices
cIcIIIBodyBody--centeredcentered
cFcFFFFaceFace--centeredcentered
cPcPPPSimpleSimple
PearsonPearsonHermannHermann--MauguinMauguinSymbolSymbol
4949 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
Tetragonal SystemTetragonal System
a=a=bb≠≠cc αα==ββ==γγ=90=9000
2 2 BravaisBravais latticeslattices
SimpleSimple BodyBody--centeredcentered
5050 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
Tetragonal SystemTetragonal System
a=a=bb≠≠cc αα==ββ==γγ=90=9000
2 2 BravaisBravais latticeslattices
tItIIIBodyBody--centeredcentered
tPtPPPSimpleSimple
PearsonPearsonHermannHermann--MauguinMauguinSymbolSymbol
5151 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
Orthorhombic SystemOrthorhombic System
a a ≠≠ bb≠≠cc αα==ββ==γγ=90=9000
4 4 BravaisBravais latticeslattices
Simple Based-centered Face-centered Body-centered
5252 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
Orthorhombic SystemOrthorhombic System
a a ≠≠ bb≠≠cc αα==ββ==γγ=90=9000
4 4 BravaisBravais latticeslattices
oFoFFFFaceFace--centeredcentered
oCoCCCBasedBased--centeredcentered
oIoIIIBodyBody--centeredcentered
oPoPPPSimpleSimple
PearsonPearsonHermannHermann--MauguinMauguinSymbolSymbol
5353 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
Rhombohedra SystemRhombohedra System
a=b=ca=b=c αα==ββ==γγ ≠≠ 909000
1 1 BravaisBravais latticeslattices
hRhRRRSimpleSimple
PearsonPearsonHermannHermann--MauguinMauguinSymbolSymbol
5454 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
Hexagonal SystemHexagonal System
a a == bb≠≠cc αα==ββ=90=9000 γγ=120=12000
1 1 BravaisBravais latticeslattices
hPhPR R oror CCSimpleSimple
PearsonPearsonHermannHermann--MauguinMauguinSymbolSymbol
5555 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
Monoclinic SystemMonoclinic System
a a ≠≠ bb≠≠cc αα==γγ=90=900 0 ββ ≠≠ 12012000
2 2 BravaisBravais latticeslattices
mCmCCCBasedBased--centeredcentered
mPmPPPSimpleSimple
PearsonPearsonHermannHermann--MauguinMauguinSymbolSymbol
Simple Based-centered
5656 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
Triclinic SystemTriclinic System
a a ≠≠ bb≠≠cc αα ≠≠ γγ ≠≠ ββ ≠≠ 909000
1 1 BravaisBravais latticeslattices
aPaPPPSimpleSimple
PearsonPearsonHermannHermann--MauguinMauguinSymbolSymbol
Simple
5757 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
การจดเรยงของอนภาคในผลกการจดเรยงของอนภาคในผลก
ในธรรมชาตผลกมการจดเรยงอนภาคในในธรรมชาตผลกมการจดเรยงอนภาคในลกษณะทเปนแถวของอะตอมลกษณะทเปนแถวของอะตอม ((หรอโมเลกลหรอโมเลกล หรอไอออนหรอไอออน)) เรยงตดตอกนและทบกนเปนชนเรยงตดตอกนและทบกนเปนชน ๆๆ เกดโครงสรางไดเกดโครงสรางได 2 2 ประเภทคอประเภทคอโครงสรางแบบชดทสดโครงสรางแบบชดทสด (closest packed (closest packed structure)structure)โครงสรางแบบไมชดทสโครงสรางแบบไมชดทส (non(non-- closest packed closest packed structure)structure)
5858 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางแบบชดทสดโครงสรางแบบชดทสด
อนภาคทมการเรยงในลกษณะนจะเรยงสมผสชดกนอนภาคทมการเรยงในลกษณะนจะเรยงสมผสชดกน มมความหนาแนนมากทสดความหนาแนนมากทสดพบในบรรดาโลหะเกอบทงหมดพบในบรรดาโลหะเกอบทงหมดการเรยงโครงสรางแบบชดทสดการเรยงโครงสรางแบบชดทสด แบงออกไดแบงออกได 2 2 แบบคอแบบคอโครงสรางชดทสดแบบรปโครงสรางชดทสดแบบรปเฮกเฮกซะซะโกนอลโกนอล(hexagonal (hexagonal closestclosest--packed structure)packed structure)โครงสรางชดทสดแบบรปลกบาศกโครงสรางชดทสดแบบรปลกบาศก(cubic closest(cubic closest--packed packed structure, structure, ccpccp หรอหรอ facfac center cubic, center cubic, fccfcc))
5959 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
การเรยงลกทรงกลมแบบชดทสดการเรยงลกทรงกลมแบบชดทสด
a a a a
a a a a a
a a a a
c c c c
c c c
b b b
b b b bb c
ลกทรงกลมจะมจดศนยกลางอยบนระนาบเดยวกนลกทรงกลมจะมจดศนยกลางอยบนระนาบเดยวกน ทรงทรงกลมหนงลกถกลอมดวยทรงกลมอนกลมหนงลกถกลอมดวยทรงกลมอน 6 6 ลกลก เรยกเรยกตาแหนงททรงกลมเหลานนอยวาตาแหนงททรงกลมเหลานนอยวา ““aa””
6060 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
การเรยงลกทรงกลมแบบชดทสดการเรยงลกทรงกลมแบบชดทสด
a a a a
a a a a a
a a a a
c c c c
c c c
b b b
b b b bb c
ระนาบนจดเปนชนทระนาบนจดเปนชนท 1 1 ระหวางทรงกลมระหวางทรงกลม 3 3 ลกทลกทชดกนทสดจะพบวามชองวางชดกนทสดจะพบวามชองวาง 2 2 ลกษณะคอลกษณะคอ b b และและ cc
6161 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
a a a a
a a a a a
a a a a
c c c c
c c c
b b b
b b b b
การเรยงลกทรงกลมแบบชดทสดการเรยงลกทรงกลมแบบชดทสด
b c
ในการวางชนท 2 พบวาถาวางในตาแหนงขางบน b กไมสามารถวางบนตาแหนง c ทอยตดได และถาวางท c กไมสามารถวางท b ไดการวางชนท 2 จะตองวางทตาแหนง b หรอ c อยางใดอยางหนงถาหากวางชนท 3 ตองเลอกวาจะวางใหตรงกบตาแหนง a หรอ c อยางใดอยางหนง
6262 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
การเรยงลกทรงกลมแบบชดทสดการเรยงลกทรงกลมแบบชดทสด
แบบทแบบท 11 ถาวางทรงกลมในชนถาวางทรงกลมในชนทท 3 3 ใหตรงกบใหตรงกบ a a ((ชนทชนท 2 2 วางวางทท bb)) โดยในชนตอโดยในชนตอ ๆๆ กจะตรงกจะตรงกบตาแหนงกบตาแหนง b a b b a b …… ลาดบลาดบของการเรยงทรงกลมจงเปนของการเรยงทรงกลมจงเปนแบบแบบ ABAB ABABAB AB…… ซงเรยกวาซงเรยกวาเปนการจดเรยงอนภาคแบบชดเปนการจดเรยงอนภาคแบบชดทสดรปทสดรปเฮกเฮกซะซะโกนอลโกนอล
6363 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
การเรยงลกทรงกลมแบบชดทสดการเรยงลกทรงกลมแบบชดทสด
แบบทแบบท 22 ถาวางทรงกลมในชนถาวางทรงกลมในชนทท 3 3 ใหตรงกบใหตรงกบ c c ((ชนทชนท 2 2 วางวางทท bb)) โดยในชนตอโดยในชนตอ ๆๆ กจะตรงกจะตรงกบตาแหนงกบตาแหนง abcabc abcabc…… ลาดบลาดบของการเรยงทรงกลมจงเปนของการเรยงทรงกลมจงเปนแบบแบบ ABC ABC ABCABC…… ซงเรยกวาซงเรยกวาเปนการจดเรยงอนภาคแบบชดเปนการจดเรยงอนภาคแบบชดทสดรปลกบาศกทสดรปลกบาศก
6464 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางแบบชดทสดโครงสรางแบบชดทสด
6565 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกโครงสรางผลก (Crystal structure)(Crystal structure)
โครงสรางผลกโครงสรางผลก ::โครงสรางผลกแบบโครงสรางผลกแบบ FCCFCCโครงสรางผลกแบบโครงสรางผลกแบบ BCCBCCโครงสรางผลกแบบโครงสรางผลกแบบ HCPHCP
6666 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกแบบโครงสรางผลกแบบ FCC (Face Center Cubic)FCC (Face Center Cubic)
โครงสรางผลกแบบโครงสรางผลกแบบ FCC FCC Al, Ca, Ni, Cu, Sr, Rh, Pd, Al, Ca, Ni, Cu, Sr, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt, Au, Pb, Ce, Ag, Ir, Pt, Au, Pb, Ce, YtYt
6767 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกแบบโครงสรางผลกแบบ FCC (Face Center Cubic)FCC (Face Center Cubic)
a= 2Ra= 2R√√22RR
aa
aa
aa4R4Raa
aa
6868 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกแบบโครงสรางผลกแบบ FCC (Face Center Cubic)FCC (Face Center Cubic)
ระนาบทชดทสดระนาบทชดทสด((CloseClose--packedpacked planesplanes)) == (1(1 11 1)1)ทศทางทชดทสดทศทางทชดทสด((CloseClose--packedpacked directiondirection)) == [1[1 11 1]1]ลาดบการซอนทบลาดบการซอนทบ((StackingStacking sequencesequence)) == AABBCCAABBCCAABBCC ......ลกบาศกลกบาศก((CubicCubic):): aa == bb ==cc,, αα == ββ == γγ == 9090°°44 อะตอมตออะตอมตอ 1 1 unitunit cellcell:: (0,(0, 0,0, 0)0) (0,(0, 1/2,1/2, 1/2)1/2) (1/2,(1/2, 0,0, 1/2)1/2)
(1/2,(1/2, 1/2,1/2, 0)0)
6969 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกแบบโครงสรางผลกแบบ FCC (Face Center Cubic)FCC (Face Center Cubic)
7070 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกแบบโครงสรางผลกแบบ FCC (Face Center Cubic)FCC (Face Center Cubic)
จานวนพกดจานวนพกด((coordination number, CN) coordination number, CN) = = จานวนของอะตอมจานวนของอะตอมทอยใกลซงกคออะตอมทมพนธะทอยใกลซงกคออะตอมทมพนธะ== จานวนของอะตอมทสมผสจานวนของอะตอมทสมผสกนกน,, CN = 12CN = 12จานวนอะตอมตอจานวนอะตอมตอ unit cell, n = 4unit cell, n = 4. . ((สาหรบอะตอมทแบงบนสาหรบอะตอมทแบงบนใหกบใหกบ unit cells unit cells อนทใกลกนอนทใกลกน เราสามารถหาไดจากเราสามารถหาไดจาก 1 1//ปรมาตรปรมาตร))ในใน FCC unit cell FCC unit cell จะไดวาจะไดวา::
6 6 อะตอมทผวหนาแชรใหอะตอมทผวหนาแชรให 2 Unit cells2 Unit cells : 6 x 1/2 = 3: 6 x 1/2 = 38 8 อะตอมทมมแชรใหอะตอมทมมแชรให 8 Unit cells8 Unit cells : 8 x 1/8 = 1: 8 x 1/8 = 1
คาการอดตวของอะตอมคาการอดตวของอะตอม((Atomic packing factor, APF)Atomic packing factor, APF) = = สวนยอยของปรมาตรทเกดขนดวยทรงกลมสวนยอยของปรมาตรทเกดขนดวยทรงกลม== ((ผลรวมของผลรวมของปรมาตรของอะตอมปรมาตรของอะตอม)/()/(ปรมาตรของปรมาตรของ Unit cellUnit cell)) = 0.74= 0.74 ((คาสงสดคาสงสดทเปนไปไดทเปนไปได))
APFR
R= =
4 4 3
4 20 74
3
3
[ / ]
[ / ].
π
7171 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกแบบโครงสรางผลกแบบ BCC (Body Center Cubic)BCC (Body Center Cubic)
a= 4R/a= 4R/√√33Na, K, V, Cr, Fe, Rb, Nb, Mo, Na, K, V, Cr, Fe, Rb, Nb, Mo, Cs, Ba, Eu, Ta, W Cs, Ba, Eu, Ta, W
a
a
a
RR
7272 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกแบบโครงสรางผลกแบบ BCC (Body Center Cubic)BCC (Body Center Cubic)
NONNON--CLOSECLOSE--PACKEDPACKED
7373 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกแบบโครงสรางผลกแบบ BCC (Body Center Cubic)BCC (Body Center Cubic)
จานวนพกดจานวนพกด((coordination number, CN) = 8coordination number, CN) = 8จานวนอะตอมตอจานวนอะตอมตอ unit cell, n = 2unit cell, n = 2อะตอมตรงกลางอะตอมตรงกลาง ( (1) 1) ไมไดแชรกบไมไดแชรกบUnit cells Unit cells อนอน :: 1 x 1 = 11 x 1 = 18 8 อะตอมทมมโดยแชรกบอกอะตอมทมมโดยแชรกบอก 8 Unit cells: 8 x 1/8 = 18 Unit cells: 8 x 1/8 = 1
คาการอดตวของอะตอมคาการอดตวของอะตอม,, APFAPF = 0.68= 0.68
อะตอมตรงกลางและมมจะเทยบเทากนอะตอมตรงกลางและมมจะเทยบเทากน((equivalent)equivalent)
68.0]3/4[
]3/4[23
3
==R
RAPF
π
7474 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกโครงสรางผลก HCP (Hexagonal CloseHCP (Hexagonal Close--Packed)Packed)
HCP HCP หนงในระบบผลกหนงในระบบผลกของวสดกลมโลหะของวสดกลมโลหะมหกอะตอมทมมหกมหกอะตอมทมมหกเหลยมและมอกหนงเหลยมและมอกหนงอะตอมตรงกลางอะตอมตรงกลางBe, Mg, Ti, Co, Zn, Y, Be, Mg, Ti, Co, Zn, Y, ZrZr, , TcTc, , RuRu, , CdCd, , GdGd, , Tb, Tb, DyDy, Ho, , Ho, ErEr, Tm, , Tm, Lu, Lu, HfHf, Re, Os, , Re, Os, ThThhave this crystal have this crystal structurestructure
7575 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกโครงสรางผลก HCP (Hexagonal CloseHCP (Hexagonal Close--Packed)Packed)
ระนาบทฐานระนาบทฐาน (0001)(0001) คอคอ ระนาบทชดทสดระนาบทชดทสด((closeclose packedpacked))ทศทางทชดทสดคอทศทางทชดทสดคอ [0001][0001]ลาดบการซอนทบลาดบการซอนทบ((StackingStacking sequencesequence)) == AABBAABBAABB ......รปทรงหกเหลยมรปทรงหกเหลยม((HexagonalHexagonal):): aa == bb,, cc == 1.631.63aa,,
αα==ββ = = 9090°°,, γγ == 120120°°22 อะตอมตออะตอมตอ Unit cell Unit cell ทตาแหนงทตาแหนง:: (0,(0, 0,0, 0)0) (2/3,(2/3, 1/3,1/3, 1/2)1/2)
7676 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกโครงสรางผลก HCP (Hexagonal CloseHCP (Hexagonal Close--Packed)Packed)
ลกษณะของการเรยงตวของลกษณะของการเรยงตวของ HCP HCP ในแตละชนในแตละชน (layer)(layer)ชนทชนท 11 เปนชนของการเรยงตวของอะตอมในลกษณะหกเปนชนของการเรยงตวของอะตอมในลกษณะหกเหลยมเหลยม
7777 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกโครงสรางผลก HCP (Hexagonal CloseHCP (Hexagonal Close--Packed)Packed)
ชนทชนท 2 :2 :
ชองวางทเปนหลมระหวางชนเตมชองวางทเปนหลมระหวางชนเตมดวยทรงกลมไมไดดวยทรงกลมไมไดทาใหเกดชองวางทาใหเกดชองวาง ( (holes) holes) ททแตกตางกนเรยกวาแตกตางกนเรยกวา ตาแหนงการตาแหนงการแทรกตวแทรกตว(interstitial site)(interstitial site)ชองวางแบบออกชองวางแบบออกตะฮดรอลตะฮดรอล((OOctahedralctahedral; ; OO)) จะมอะตอมจะมอะตอมจานวนจานวน 6 6 อะตอมทประชดโพรงนอะตอมทประชดโพรงน ชองวางแบบเตชองวางแบบเตตระฮดรอลตระฮดรอล((TTetrahedraletrahedral; ; TT±±)) จะมอะตอมจะมอะตอมจานวนจานวน 4 4 อะตอมทประชดโพรงนอะตอมทประชดโพรงน
((PP = = spheresphere,, O O == octahedraloctahedral holehole,, TT++ // TT-- == tetrahedraltetrahedral holesholes) )
7878 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ชองวางในผลกชองวางในผลก HCPHCP
7979 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ชองวางในผลกชองวางในผลก HCPHCP
ชองวางเตชองวางเตตระฮดรอลตระฮดรอลมขนาดทเลกกวาออกมขนาดทเลกกวาออกตะฮดรอลตะฮดรอล แตจานวนแตจานวนมากกวาเปนมากกวาเปน 2 2 เทาเทา โดยทรงโดยทรงกลมลหหกลมลหหนงจะลอมรอบดวยนงจะลอมรอบดวยชองวางเตชองวางเตตะฮดรอลตะฮดรอล 8 8 ชองชองเนองจากชองวางเตตระอเนองจากชองวางเตตระอดรอลดรอลมทรงกลมลอมรอบมทรงกลมลอมรอบ 4 4 ลกลก นนคอนนคอจะเกดชองวางเตจะเกดชองวางเตตระฮดรอลตระฮดรอล 2 2 ชองตอทรงกลมชองตอทรงกลม 1 1 ลกลกขณะเดยวกนทรงกลมแตละลกลอมรอบดวยชองวางออกขณะเดยวกนทรงกลมแตละลกลอมรอบดวยชองวางออกตะฮตะฮดรอลดรอล 6 6 ชองชอง แตละชองวางออกแตละชองวางออกตะฮดรอลตะฮดรอลมทรงกลมมทรงกลม 6 6 ลกลก ดงนนจะเกดชองวางออกดงนนจะเกดชองวางออกตะฮดรอลตะฮดรอล 1 1 ชองชอง ตอทรงกลมตอทรงกลม 1 1 ลกลก
8080 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกโครงสรางผลก HCPHCPHexagonal CloseHexagonal Close--PackedPacked
ชนทชนท 3 :3 :ในชนทในชนท 3 3 สามารถเรยงลาดบไดสามารถเรยงลาดบได 2 2 แบบแบบคอคอ
ลาดบชนการเรยงแบบลาดบชนการเรยงแบบ AABBAAลาดบชนการเรยงแบบลาดบชนการเรยงแบบ AABBCC
HCP FCC
8181 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกโครงสรางผลก HCP (Hexagonal CloseHCP (Hexagonal Close--Packed)Packed)
8282 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โครงสรางผลกโครงสรางผลก HCP (Hexagonal CloseHCP (Hexagonal Close--Packed)Packed)
Unit cell Unit cell มม 2 2 แลตแลตทชพารามเตอรคอทชพารามเตอรคอ a a และและ c c. . อตราสวนอดมคตอตราสวนอดมคต((Ideal ratio) c/a = 1.633Ideal ratio) c/a = 1.633
จานวนพกดจานวนพกด((coordination number, CN) =coordination number, CN) = 12 12 ((เหมอนกบเหมอนกบ FCC FCC))จานวนอะตอมตอจานวนอะตอมตอ 1 unit cell, n = 61 unit cell, n = 6. . 3 3 อะตอมทระนาบตรงกลางไมไดแชรกบอะตอมทระนาบตรงกลางไมไดแชรกบ unit cells unit cells อนอน:: 3 x 1 = 33 x 1 = 312 12 อะตอมทมมและแชรกบอะตอมทมมและแชรกบ 6 unit cells 6 unit cells อนอน :: 12 x 1/6 = 212 x 1/6 = 22 2 อะตอมดานบนอะตอมดานบน//ดานลางและแชรกบดานลางและแชรกบ 2 unit cells : 2 x 1/2 = 12 unit cells : 2 x 1/2 = 1
คาการอดตวของอะตอมคาการอดตวของอะตอม,, APFAPF = 0.74= 0.74 ((เหมอนกบเหมอนกบ FCC FCC))ทกทก ๆๆ อะตอมคอคาเทยบเทากนอะตอมคอคาเทยบเทากน
8383 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โพลโพลมอรฟซมมอรฟซม((Polymorphism) Polymorphism) และและอลโลอลโลโทรปโทรป((Allotropic)Allotropic)
PolymorphismPolymorphism: : วสดทเหมอนกนแตมหลายรปแบบของผลกทวสดทเหมอนกนแตมหลายรปแบบของผลกทแตกตางกนแตกตางกน หรอปรากฏการณทสสารสามารถเปลยนแปลงระบบหรอปรากฏการณทสสารสามารถเปลยนแปลงระบบผลกไดเมออณหภมเปลยนผลกไดเมออณหภมเปลยนAllotropicAllotropic: : วสดเชนวสดเชนธาตบธาตบรรสทธสทธ หรอวสดทางวศวกรรมจะมกลายหรอวสดทางวศวกรรมจะมกลายปรบเปลยนรปแบบของโครงสรางผลกจากรปแบบผลกหนงไปสปรบเปลยนรปแบบของโครงสรางผลกจากรปแบบผลกหนงไปสอกรปแบบผลกหนงเมอสภาวะอานวยอกรปแบบผลกหนงเมอสภาวะอานวย
ตวอยางเชนตวอยางเชน คารบอนทมการเปลยนแปลงรปแบบโครงสรางผลกจากเพชรคารบอนทมการเปลยนแปลงรปแบบโครงสรางผลกจากเพชร((diamond) diamond) ไปสกไปสกราราไฟตไฟต((graphite) graphite) เมออยภายใตสภาวะความดนตาและเมออยภายใตสภาวะความดนตาและความรอนสงความรอนสง
การเปลยนโครงสรางผลกของเหลกจากการเปลยนโครงสรางผลกของเหลกจาก BCC BCC ทอณหภมหองไปเปนทอณหภมหองไปเปน FCC FCC ทอณหภมทอณหภม 912 912ooC C
การเปลยนแปลงนจะรวมถงการเปลยนแปลงเชงปรมาตรดวยการเปลยนแปลงนจะรวมถงการเปลยนแปลงเชงปรมาตรดวย
8484 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
โพลโพลมอรฟซมมอรฟซม((Polymorphism) Polymorphism) และและอลโลอลโลโทรปโทรป((Allotropic)Allotropic)
การเปลยนแปลงผลกของเหลกการเปลยนแปลงผลกของเหลก การเปลยนแปลงผลกของเพชรการเปลยนแปลงผลกของเพชร
8585 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ตาแหนงอะตอมในหนวยเซลตาแหนงอะตอมในหนวยเซล
อธบายจากมตของแกนของหนวยเซลอธบายจากมตของแกนของหนวยเซลคาตาสดเทากบคาตาสดเทากบ 0 0 และคาสงสดเทากบและคาสงสดเทากบ 11
ZZ
xx
yy00 11
8686 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ตาแหนงอะตอมในหนวยเซลของตาแหนงอะตอมในหนวยเซลของ cPcP
Simple cubic (sc) Simple cubic (sc) cPcPAtomic position at Atomic position at 0,0,00,0,0
ZZ
xx
yy00 11
ZZ
xx
yy
8787 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ตาแหนงอะตอมในหนวยเซลของตาแหนงอะตอมในหนวยเซลของ cIcI
BodyBody--centered cubic (bcc) centered cubic (bcc) cIcIAtomic position at Atomic position at 0,0,00,0,0 and and ½½, , ½½, , ½½
ZZ
xx
yy00 11
ZZ
xx
yy
8888 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
Atomic position in Atomic position in cFcF
FaceFace--centered cubic (centered cubic (fccfcc) ) cFcFAtomic position at Atomic position at 0,0,00,0,0 and and ½½, , ½½,0 ,0 ½½,0,0,,½½andand 0,0,½½,,½½
ZZ
xx
yy00 11
ZZ
xx
yy
8989 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
Atomic position in Atomic position in mCmC
BodyBody--centered monoclinic centered monoclinic mCmCAtomic position at Atomic position at 0,0,00,0,0 and and ½½, , ½½,0,0
ZZ
xx
yy00 11
ZZ
yy
xx
9090 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ทศทางของทศทางของ LatticeLattice
ทศทางในทศทางใน LatticeLattice ::การระบทศทางในการระบทศทางใน lattice lattice จะเขยนแทนดวยสญลกษณจะเขยนแทนดวยสญลกษณ [u v [u v w] w] หรอเรยกวาหรอเรยกวา ดชนดชนมลเลอรมลเลอร (miller indices) (miller indices) โดยจะใชโดยจะใชเครองหมายเครองหมาย ““[[……]]”” แตจะไมมเครองหมายแตจะไมมเครองหมาย ““,,”” คนคนการระบทศทางจะเรมตนจากจกกาเนดคอการระบทศทางจะเรมตนจากจกกาเนดคอ 0,0,0 0,0,0 การระบทศทางของการระบทศทางของ lattice lattice นนจะใชหลกการของเวกเตอรนนจะใชหลกการของเวกเตอร
R R coscosφφ
RR
φφ
R cos(90R cos(90--φφ))
9191 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ทศทางของทศทางของ LatticeLatticeตวอยางการระบทศทางตวอยางการระบทศทางComponent :Component :X = a X = a coscos 90 = 090 = 0Y = a Y = a coscos 90 = 090 = 0Z = a Z = a coscos 0 = a0 = aMiller index : [001]Miller index : [001]
Component :Component :X = a X = a coscos 90 = 090 = 0Y = a Y = a coscos 0 = a0 = aZ = a Z = a coscos 90 = 090 = 0Miller index : [010]Miller index : [010]
Component :Component :X = a X = a coscos 0 = a0 = aY = a Y = a coscos 90 = 090 = 0Z = a Z = a coscos 90 = 090 = 0Miller index : [100]Miller index : [100]
XX
YY
ZZ
Family : <100> <010> <001>Family : <100> <010> <001>
9292 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ทศทางของทศทางของ LatticeLattice
ตวอยางการระบทศทางตวอยางการระบทศทางComponent :Component :X = aX = aY = 0Y = 0Z = aZ = aMiller index : [101]Miller index : [101]
Component :Component :X = 0X = 0Y = aY = aZ = aZ = aMiller index : [011]Miller index : [011]
Component :Component :X = aX = aY = aY = aZ = 0Z = 0Miller index : [110]Miller index : [110]
XX
YY
ZZ
9393 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ทศทางของทศทางของ Lattice Lattice -- ตอตอ
ตวอยางการระบตวอยางการระบทศทางทศทาง
Component :Component :X = 0X = 0Y = Y = --aaZ = Z = --aaMiller index :Miller index : ]110[
XX
YY
ZZ
Component :Component :X = X = --aaY = 0Y = 0Z = Z = --aaMiller index : Miller index :
]101[
Component :Component :X = aX = aY = aY = aZ = 0Z = 0Miller index : Miller index : ]011[
Family : <110> <011> <101>Family : <110> <011> <101>
9494 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ทศทางของทศทางของ Lattice Lattice -- ตอตอ
ตวอยางการระบทศทางตวอยางการระบทศทาง
Component :Component :X = X = --aaY = Y = --aaZ = Z = --aaMiller index :Miller index : ]111[
XX
YY
ZZ
Component :Component :X = aX = aY = aY = aZ = aZ = aMiller index : Miller index : ]111[
Family : <111>Family : <111>
9595 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ทศทางของทศทางของ LatticeLattice
การกาหนดกลมของทศทางการกาหนดกลมของทศทาง (family of direction) :(family of direction) :จะใชสญลกษณจะใชสญลกษณ <<u v w> u v w> เปนตวกาหนดเปนตวกาหนด<1 1 1> <1 1 1> ประกอบดวยทศทางดงนคอประกอบดวยทศทางดงนคอ
ทศทางอนทศทางอน ๆๆ เชนเชน [3 2 4] [3 2 4] จะไดวาตาแหนงจะไดวาตาแหนง X=3/4, Y=2/4, Z=4/4 X=3/4, Y=2/4, Z=4/4 หรอหรอ ( (3/4, 1/2, 1)3/4, 1/2, 1)
]111][111][111][111][111][111][111][111[
X=3/4X=3/4
Y=1/2Y=1/2
Z=1Z=1
[3 2 4][3 2 4]
9696 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ทศทางทสมมลกนทศทางทสมมลกน((Family of directionFamily of direction))
Note : in cubic system only![111] is normal to (111) ; [100] is normal to (100), etc.
9797 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระนาบในระนาบใน Unit cellUnit cell
การระบระนาบของการระบระนาบของ lattice :lattice :จะระบโดยการใชสญลกษณจะระบโดยการใชสญลกษณ (h k l) (h k l) คอคอ ดชนดชนมลเลอรมลเลอรจดทระนาบใดจดทระนาบใด ตดแกนผลกจะไดมาจากคาสวนกลบของดชนตดแกนผลกจะไดมาจากคาสวนกลบของดชนมลเลอรมลเลอร เชนเชนระนาบระนาบ (0 1 0) (0 1 0) จะตดแกนจะตดแกน x y z x y z ทจดทจดหรอจดหรอจด ∞∞,, 1, 1, ∞∞โดยโดย ∞∞ คอระยะอนนตซงจะไมตดกบแกนนนคอระยะอนนตซงจะไมตดกบแกนนน ๆๆ
ถาหากจดตดใดตดลบกจะใสเครองหมายถาหากจดตดใดตดลบกจะใสเครองหมาย ““--”” หรอบารไวบนหรอบารไวบนตวเลขนนตวเลขนน ๆๆในกลมระนาบทสมมลกนในกลมระนาบทสมมลกน (family of planes) (family of planes) กจะใชกจะใชสญลกษณสญลกษณ {h k l} {h k l} เชนเชน
0
1,
1
1,
0
1
{ } )100(),010(),001(),001(),010(),100(100 =
9898 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระนาบในระนาบใน Unit cellUnit cell
(312)(312)3/1 1/1 2/13/1 1/1 2/13. X=1/3 y=1 Z=1/23. X=1/3 y=1 Z=1/2
(321)(321)3/1 2/1 1/13/1 2/1 1/12. X=1/3 y=1/2 Z=12. X=1/3 y=1/2 Z=1
(111)(111)1/1 1/1 1/11/1 1/11/11. X=1 y=1 Z=11. X=1 y=1 Z=1
PlanePlaneReciprocalReciprocalInterceptIntercept
1 2 3
000
9999 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระนาบในระนาบใน Unit cellUnit cell
(020)(020)1/ 1/ ∞∞ 2/1 1/ 2/1 1/ ∞∞3. X= 3. X= ∞∞ y=1/2 Z= y=1/2 Z= ∞∞
(100)(100)1/1 1/ 1/1 1/ ∞∞ 1/ 1/ ∞∞2. X=1 y= 2. X=1 y= ∞∞ Z= Z= ∞∞
(010)(010)1/ 1/ ∞∞ 1/1 1/ 1/1 1/ ∞∞1. X=1. X=∞∞ y=1 Z= y=1 Z= ∞∞
PlanePlaneReciprocalReciprocalInterceptIntercept
1 2 3
000 000
100100 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระนาบทสมมลกนระนาบทสมมลกน((Family of planesFamily of planes))
A family of planescontains all thoseplanes that arecrystallographicallyequivalent, in otherwords having thesame atomicpacking
101101 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระนาบในระนาบใน Unit cellUnit cell
ตวอยางระนาบในตวอยางระนาบใน latticelattice ::
XX
ZZ
YY
XX
ZZ
YY
∞==∞= ZYX ,1,;0
1,
1
1,
0
1:)010(
1,1,1;1
1,
1
1,
1
1:)111( === ZYX
∞=∞== ZYX ,,1;0
1,
0
1,
1
1:)100(
102102 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระนาบในระนาบใน lattice (lattice planes)lattice (lattice planes)
ตวอยางระนาบในตวอยางระนาบใน latticelattice ::
ZZ
YY
XX
ZZ
YY
XX2/32/3
1/41/4
11
1/21/21,3
2,
4
1
2
1,
3
1,
8
1:)832( or
1
1,
2
1,
1
1:)112(
−
103103 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระนาบและทศทางของระนาบและทศทางของ Hexagonal Unit CellsHexagonal Unit Cells
สมบตของสมบตของ Hexagonal UnitHexagonal UnitCellsCellsดชนดชนมลเลอรมลเลอรของของ HCP HCP นนจะแทนดวยตวอกษรนนจะแทนดวยตวอกษร h h k i k i และและ l l เปนเปน (h k i l)(h k i l) โดยเปนพกดของแกนโดยเปนพกดของแกน 44 แกนแกนHCP HCP จะมแกนทฐานจะมแกนทฐาน 3 3 แกนคอแกนคอ aa11, a, a22, a, a33 ทามมทามมกนกน 120 120 องศาองศา และมแกนและมแกนแนวตงแนวตง 1 1 แกนแกน คอคอ แกนแกน cc
+C+C
-- CC
+a+a22
--aa22
--aa11
+a+a11
+a+a33
-- aa33
aa
104104 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ทศทางของทศทางของ Hexagonal Unit CellsHexagonal Unit Cells
การระบทศทางของการระบทศทางของ HCPHCP ::MillerMiller--BravisBravis indices (indices (hkilhkil) ) คาคา i = i = --((h+kh+k))การระบทศทางจะใชหลกการการระบทศทางจะใชหลกการเดยวกนกบเดยวกนกบ Cubic Cubic แตจะมแตจะมจดตดในแกนจดตดในแกน 4 4 แกนแกน
+C+C
-- CC
+a+a22
--aa22
--aa11
+a+a11
+a+a33
-- aa33
105105 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ทศทางของทศทางของ Hexagonal Unit CellsHexagonal Unit Cells
การระบทศทางการระบทศทางแบงฐานหกเหลยมแบงฐานหกเหลยมออกเปนสวนโดยแบงดานออกเปนสวนโดยแบงดานละละ 3 3 ชองชองกาหนดแกนทฐานกาหนดแกนทฐาน 3 3 แกนแกน aa11, a, a22, a, a33
Ex. [1 1 0 0]Ex. [1 1 0 0]aa11= 1, a= 1, a22= 1, a= 1, a33= 0, c = 0= 0, c = 0
aa11
aa22
aa33 --aa11
--aa33
--aa22
11 22
33
[1 1 0 0][1 1 0 0]
-- ลากแกนลากแกน aa11= 1= 1 ชองจากจดกาเนดชองจากจดกาเนด-- ลากแกนลากแกน aa22= 1= 1 ชองจากหวชองจากหว aa11-- ลากจากจดกาเนดไปจนถงสดทายลากจากจดกาเนดไปจนถงสดทาย
106106 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
1. 1. ลากเสนลากเสน aa11 ไปไป 1 1 ชองทางบวกจากจดกาเนดชองทางบวกจากจดกาเนด2. 2. ลากเสนลากเสน aa22 ไปไป 11 ชองทางบวกจากชองทางบวกจาก aa113. 3. ลากเสนลากเสน aa33 ไปไป 2 2 ชองทางลบจากชองทางลบจาก aa224. 4. ลากเสนตรงจากจดกาเนดไปลากเสนตรงจากจดกาเนดไปยงจดสดทายสงในแกนยงจดสดทายสงในแกน c c ไปไป 1 1 หนวยหนวย
ทศทางของทศทางของ Hexagonal Unit CellsHexagonal Unit Cells
]1211[
aa11
--aa11
aa22--aa22
aa33
--aa33
ตวอยางตวอยาง:: ทศทางทศทาง aa11 = 1, a= 1, a22 = 1, a= 1, a33 = = --2, c = 12, c = 1
]1211[
107107 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
1. 1. ลากเสนลากเสน aa11 ไปไป 1 1 ชองทางบวกจากจดกาเนดชองทางบวกจากจดกาเนด2. 2. ลากเสนลากเสน aa22 ไปไป 11 ชองทางลบจากชองทางลบจาก aa113. 3. ลากเสนลากเสน aa33 ไปไป 2 2 ชองทางบวกจากชองทางบวกจาก aa224. 4. ลากเสนตรงจากจดกาเนดไปลากเสนตรงจากจดกาเนดไปยงจดสดทายสงในแกนยงจดสดทายสงในแกน c c ไปไป 1 1 หนวยหนวยทางลบทางลบ
ทศทางของทศทางของ Hexagonal Unit CellsHexagonal Unit Cells
]1211[
aa11
--aa11
aa22--aa22
aa33
--aa33
ตวอยางตวอยาง:: ทศทางทศทาง
aa11 = 1, a= 1, a22 = = --1, a1, a33 = 2, c = = 2, c = --11
]1211[
108108 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
การระบระนาบของการระบระนาบของ HCPHCP•• การพจารณานนจะทาเชนเดยวกนกบการพจารณานนจะทาเชนเดยวกนกบแบบแบบ cubic cubic ทกอยางทกอยาง
Ex. Ex.
ระนาบของระนาบของ Hexagonal Unit Cells Hexagonal Unit Cells
)1112(
aa11
--aa11
aa22--aa22
aa33
--aa33--cc
+c+c
1
1,
1
1,
1
1,
2
1321 =
−=
−== caaa
109109 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระนาบของระนาบของ Hexagonal Unit CellsHexagonal Unit Cells
Where Plane (Where Plane (hkilhkil) ; i=) ; i=--((h+kh+k))
(1010) or (10(1010) or (10⋅⋅0)0)1/1 1/ 1/1 1/ ∞∞ --1/1 1/ 1/1 1/ ∞∞aa11=1 a=1 a22==∞∞ aa33==--1 c= 1 c= ∞∞
PlanePlaneReciprocalReciprocalInterceptIntercept
aa11
aa22
aa33
cc
110110 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระนาบของระนาบของ Hexagonal Unit CellsHexagonal Unit Cells
Where Plane (Where Plane (hkilhkil) ; i=) ; i=--((h+kh+k))
(1120) or (11(1120) or (11⋅⋅0)0)1/1 1/ 1 1/1 1/ 1 --2/1 1/ 2/1 1/ ∞∞aa11=1 a=1 a22=1 a=1 a33==--1/2 c= 1/2 c= ∞∞
PlanePlaneReciprocalReciprocalInterceptIntercept
aa11
aa22
aa33
cc
111111 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระนาบของระนาบของ Hexagonal Unit CellsHexagonal Unit Cells
Where Plane (Where Plane (hkilhkil) ; i=) ; i=--((h+kh+k))
(1011) or (10(1011) or (10⋅⋅1)1)1/1 1/ 1/1 1/ ∞∞ --1/1 1/ 11/1 1/ 1aa11=1 a=1 a22= = ∞∞ aa33==--1 c= 11 c= 1
PlanePlaneReciprocalReciprocalInterceptIntercept
aa11
aa22
aa33
cc
112112 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
aa11
--aa11
aa22--aa22
aa33
--aa33--cc
+c+c
IntersectionsIntersections1, 1, 1, 1, --1/2, 1/21/2, 1/2InverseInverse1 1 1 1 --2 22 2
(1 1 2 2)(1 1 2 2)
IntersectionsIntersections1, 1, --1, 1, ∞∞, , ∞∞InverseInverse1 1 --1 0 01 0 0
(1 1 0 0)(1 1 0 0)
IntersectionsIntersections∞∞, , ∞∞, , ∞∞, 1, 1InverseInverse0 0 0 10 0 0 1
(0 0 0 1)(0 0 0 1)
IntersectionsIntersections∞∞, , ∞∞, , ∞∞, 1/2, 1/2InverseInverse0 0 0 20 0 0 2
(0 0 0 2)(0 0 0 2)
IntersectionsIntersections1, 1, 1, 1, --1/2, 11/2, 1InverseInverse1 1 1 1 --2 12 1
(1 1 2 1)(1 1 2 1)
ระนาบของระนาบของ Hexagonal Unit CellsHexagonal Unit Cells
113113 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระยะหางระหวางระนาบระยะหางระหวางระนาบ
ระยะทางระหวางระยะทางระหวาง 2 2 ระนาบทขนานกบดวยดชนระนาบทขนานกบดวยดชนของของมลเลอรมลเลอรทเหมอนกนทเหมอนกนสาหรบระบบลกบาศกสาหรบระบบลกบาศก
dd100100
dd111111
( )lkh
adhkl
++=
22
dd100100 = a= add111111 = 0.58a= 0.58a
114114 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
ระยะหางระหวางระนาบระยะหางระหวางระนาบ
For some crystal systems,For some crystal systems,CubicCubic
TetragonalTetragonal
OrthorhombicOrthorhombic
HexagonalHexagonal
2
222
2
1
a
lkh
d
++=
2
2
2
22
2
1
c
l
a
kh
d+
+=
2
2
2
2
2
2
2
1
c
l
b
k
a
h
d++=
2
2
2
22
2 3
41
c
l
a
khkh
d+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ ++=
115115 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
วสดผลกเดยวและหลายผลกวสดผลกเดยวและหลายผลก(Single Crystals and Polycrystalline Materials)(Single Crystals and Polycrystalline Materials)
วสดผลกเดยววสดผลกเดยว:: อะตอมจะมการเรยงตวซาอะตอมจะมการเรยงตวซา ๆๆ หรอเปนชวงหรอเปนชวง ๆๆ กวางกวาง ๆๆ ในขอบเขตของวสดในขอบเขตของวสดวสดหลายผลกวสดหลายผลก:: เปนการรวมผลกขนาดเลกเปนการรวมผลกขนาดเลก หรอเกรนหรอเกรน (grain) (grain) โดยเกรนคอโดยเกรนคอ ความแตกตางความแตกตางของการจดเรยงตวของผลกของการจดเรยงตวของผลก ซงรอยตอของซงรอยตอของความแตกตางนเรยกวาความแตกตางนเรยกวา ขอบเกรนขอบเกรน grain grain boundariesboundaries
116116 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
วสดผลกเดยวและหลายผลกวสดผลกเดยวและหลายผลก(Single Crystals and Polycrystalline Materials)(Single Crystals and Polycrystalline Materials)
117117 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
วสดผลกเดยวและหลายผลกวสดผลกเดยวและหลายผลก(Single Crystals and Polycrystalline Materials)(Single Crystals and Polycrystalline Materials)
Grain Boundary
118118 / 118/ 118Copyright© by Santirat Nansaarng_PTE 351_SEM 1/2006
วสดผลกเดยวและหลายผลกวสดผลกเดยวและหลายผลก(Single Crystals and Polycrystalline Materials)(Single Crystals and Polycrystalline Materials)
หนงสออเลกทรอนกส
ฟสกส 1(ภาคกลศาสตร( ฟสกส 1 (ความรอน)
ฟสกส 2 กลศาสตรเวกเตอร
โลหะวทยาฟสกส เอกสารคาสอนฟสกส 1ฟสกส 2 (บรรยาย( แกปญหาฟสกสดวยภาษา c ฟสกสพศวง สอนฟสกสผานทางอนเตอรเนต
ทดสอบออนไลน วดโอการเรยนการสอน หนาแรกในอดต แผนใสการเรยนการสอน
เอกสารการสอน PDF กจกรรมการทดลองทางวทยาศาสตร
แบบฝกหดออนไลน สดยอดสงประดษฐ
การทดลองเสมอน
บทความพเศษ ตารางธาต)ไทย1) 2 (Eng)
พจนานกรมฟสกส ลบสมองกบปญหาฟสกส
ธรรมชาตมหศจรรย สตรพนฐานฟสกส
การทดลองมหศจรรย ดาราศาสตรราชมงคล
แบบฝกหดกลาง
แบบฝกหดโลหะวทยา แบบทดสอบ
ความรรอบตวทวไป อะไรเอย ?
ทดสอบ)เกมเศรษฐ( คดปรศนา
ขอสอบเอนทรานซ เฉลยกลศาสตรเวกเตอร
คาศพทประจาสปดาห ความรรอบตว
การประดษฐแของโลก ผไดรบโนเบลสาขาฟสกส
นกวทยาศาสตรเทศ นกวทยาศาสตรไทย
ดาราศาสตรพศวง การทางานของอปกรณทางฟสกส
การทางานของอปกรณตางๆ
การเรยนการสอนฟสกส 1 ผานทางอนเตอรเนต
1. การวด 2. เวกเตอร3. การเคลอนทแบบหนงมต 4. การเคลอนทบนระนาบ5. กฎการเคลอนทของนวตน 6. การประยกตกฎการเคลอนทของนวตน7. งานและพลงงาน 8. การดลและโมเมนตม9. การหมน 10. สมดลของวตถแขงเกรง11. การเคลอนทแบบคาบ 12. ความยดหยน13. กลศาสตรของไหล 14. ปรมาณความรอน และ กลไกการถายโอนความรอน15. กฎขอทหนงและสองของเทอรโมไดนามก 16. คณสมบตเชงโมเลกลของสสาร
17. คลน 18.การสน และคลนเสยง การเรยนการสอนฟสกส 2 ผานทางอนเตอรเนต
1. ไฟฟาสถต 2. สนามไฟฟา3. ความกวางของสายฟา 4. ตวเกบประจและการตอตวตานทาน 5. ศกยไฟฟา 6. กระแสไฟฟา 7. สนามแมเหลก 8.การเหนยวนา9. ไฟฟากระแสสลบ 10. ทรานซสเตอร 11. สนามแมเหลกไฟฟาและเสาอากาศ 12. แสงและการมองเหน13. ทฤษฎสมพทธภาพ 14. กลศาสตรควอนตม 15. โครงสรางของอะตอม 16. นวเคลยร
การเรยนการสอนฟสกสทวไป ผานทางอนเตอรเนต
1. จลศาสตร )kinematic) 2. จลพลศาสตร (kinetics) 3. งานและโมเมนตม 4. ซมเปลฮารโมนก คลน และเสยง
5. ของไหลกบความรอน 6.ไฟฟาสถตกบกระแสไฟฟา 7. แมเหลกไฟฟา 8. คลนแมเหลกไฟฟากบแสง9. ทฤษฎสมพทธภาพ อะตอม และนวเคลยร
ฟสกสราชมงคล