Ključna razlika med nanokristalnimi in polikristalnimi je, da so nanokristalni materiali narejeni iz delcev v nanometrskem merilu, medtem ko so polikristalni materiali narejeni iz velikih delcev.
Materiale, ki jih poznamo, lahko razdelimo v različne razrede glede na velikost delcev ali glede na njihova kristalna zrna. Nanokristalni material in polikristalni material sta takšna dva razreda.
Kaj je nanokristalni?
Nanokristalni materiali so tisti, ki vsebujejo kristalna zrna z dimenzijami v nanometrskem merilu. Ti materiali ponavadi zapolnijo vrzel med amorfnimi materiali, zato so ta kristalna zrna razporejena brez velikega vrstnega reda. Zato so nanokristalni materiali običajni grobozrnati materiali. Na splošno obstajajo nekoliko drugačne definicije nanokristalnih materialov. Vendar se material, ki vsebuje kristalna zrna z dimenzijami pod 100 nm, običajno obravnava kot nanokristalni material. Poleg tega se kristalna zrna z dimenzijami med 100 in 500 nm imenujejo "ultrafina" zrna. Nanokristalne materiale lahko skrajšamo kot NC.
Slika 01: Nanokristalni
Rentgenska difrakcija je glavna tehnika, ki jo uporabljamo za merjenje velikosti kristalnih zrn NC materiala. Materiali z zelo majhnimi kristalnimi zrni kažejo razširjene uklonske vrhove. Te široke vrhove je mogoče uporabiti za določitev velikosti zrn z uporabo Scherrerjeve enačbe in Williamson-Hallovega grafa. Lahko pa uporabimo bolj sofisticirane metode, kot je metoda Warren-Averbach ali računalniško modeliranje uklonskega vzorca.
Ko razmišljamo o sintezi NC materiala, obstaja več načinov. Te tehnike temeljijo na fazi snovi. Obstaja na primer nekaj tehnik za proizvodnjo NC, kot so obdelava v trdnem stanju, obdelava v tekočini, obdelava v parni fazi in obdelava v raztopini.
Kaj je polikristalni?
Polikristalni materiali so tisti, ki vsebujejo kristalna zrna z dimenzijami nad nanometrsko lestvico. Ti materiali nastajajo predvsem pri ohlajanju. Kristalna zrna v polikristalnih materialih se imenujejo "kristaliti". Usmerjenost teh kristalitov v materialu je običajno naključna brez posebne smeri, naključne teksture itd. Polikristalne materiale lahko skrajšamo kot PC.
Večina organskih trdnih snovi, ki jih poznamo, je polikristalnih materialov. Nekaj pogostih primerov vključuje keramiko, kamen, led itd. Stopnja kristalizacije v PC materialu je pomembna pri določanju lastnosti teh materialov. Na primer, žveplo lahko najdemo v različnih alotropnih oblikah, kjer imajo ti alotropi različne lastnosti glede na stopnjo kristaliničnosti.
Velikost kristalita je mogoče izmeriti s tehniko rentgenske difrakcije. Velikost zrn je mogoče določiti tudi z drugimi metodami, kot je transmisijska elektronska mikroskopija. Včasih materiali vsebujejo velik posamezen kristalit, s katerim je mogoče enostavno ravnati.
Kakšna je razlika med nanokristalnim in polikristalnim?
Materiale, ki jih poznamo, lahko razdelimo v različne razrede glede na velikost delcev ali glede na kristalna zrna. Nanokristalni material in polikristalni material sta takšna dva razreda. Materiali, ki vsebujejo kristalna zrna z dimenzijami pod 100 nm, se običajno obravnavajo kot nanokristalni materiali, medtem ko se materiali, ki vsebujejo kristalna zrna z dimenzijami nad 100 nm, običajno obravnavajo kot polikristalni materiali. Zato je ključna razlika med nanokristalnimi in polikristalnimi materiali ta, da so nanokristalni materiali narejeni iz delcev v nanometrskem merilu, medtem ko so polikristalni materiali narejeni iz velikih delcev.
Spodnja infografika povzema razliko med nanokristalnim in polikristalnim.
Povzetek – nanokristalni proti polikristalnemu
Materiale lahko razdelimo v dva različna razreda kot nanokristalne materiale in polikristalne materiale, odvisno od velikosti delcev ali glede na kristalna zrna. Ključna razlika med nanokristalnimi in polikristalnimi je v tem, da so nanokristalni materiali narejeni iz delcev v nanometrskem merilu, medtem ko so polikristalni materiali narejeni iz velikih delcev.
