Ključna razlika između nanokristalnih i polikristalnih je u tome što su nanokristalni materijali napravljeni od čestica u nanometarskoj skali, dok su polikristalni materijali napravljeni od velikih čestica.
Materijali koje poznajemo mogu se podijeliti u različite klase ovisno o veličini čestica ili gledajući njihova kristalna zrna. Nanokristalni materijal i polikristalni materijal su takve dvije klase.
Što je nanokristalno?
Nanokristalni materijali su oni koji sadrže kristalna zrnca dimenzija u nanometarskoj skali. Ovi materijali nastoje popuniti prazninu između amorfnih materijala, tako da su ta kristalna zrnca raspoređena bez dugog reda. Stoga su nanokristalni materijali konvencionalni krupnozrnati materijali. Općenito, postoje malo drugačije definicije nanokristalnih materijala. Međutim, materijal koji sadrži kristalna zrna s dimenzijama ispod 100 nm obično se smatra nanokristalnim materijalima. Štoviše, kristalna zrnca koja imaju dimenzije između 100 do 500 nm nazivaju se "ultrafinim" zrncima. Nanokristalne materijale možemo skratiti kao NC.
Slika 01: Nanokristalni
X-zraka difrakcija je glavna tehnika koju koristimo za mjerenje veličine kristalnog zrna NC materijala. Materijali s vrlo malim kristalnim zrncima pokazuju proširene difrakcijske vrhove. Ovi široki vrhovi mogu se koristiti za određivanje veličine zrna pomoću Scherrerove jednadžbe i Williamson-Hall dijagrama. Inače, možemo koristiti sofisticiranije metode kao što je Warren-Averbachova metoda ili računalno modeliranje difrakcijskog uzorka.
Kada se razmatra sinteza NC materijala, postoji nekoliko načina. Ove tehnike se temelje na fazi materije. Na primjer, postoje neke tehnike za NC proizvodnju kao što su obrada u čvrstom stanju, obrada u tekućini, obrada u parnoj fazi i obrada u otopini.
Što je polikristalni?
Polikristalni materijali su oni koji sadrže kristalna zrnca dimenzija iznad nanometarske skale. Ovi materijali nastaju uglavnom nakon hlađenja. Kristalna zrna u polikristalnim materijalima nazivaju se "kristaliti". Orijentacija tih kristalita u materijalu obično je nasumična, bez određenog smjera, nasumične teksture itd. Polikristalne materijale možemo skratiti kao PC.
Većina organskih krutina koje poznajemo su polikristalni materijali. Neki uobičajeni primjeri uključuju keramiku, kamen, led itd. Stupanj kristalizacije PC materijala važan je za određivanje svojstava tih materijala. Na primjer, sumpor se može naći u različitim alotropskim oblicima gdje ti alotropi imaju različita svojstva prema stupnju kristalnosti.
Veličina kristalita može se izmjeriti tehnikom difrakcije X-zraka. Veličina zrna također se može odrediti drugim metodama kao što je transmisijska elektronska mikroskopija. Ponekad materijali sadrže veliki pojedinačni kristalit s kojim se lako može rukovati.
Koja je razlika između nanokristalnog i polikristalnog?
Materijali koje poznajemo mogu se podijeliti u različite klase ovisno o veličini čestica ili gledajući kristalna zrnca. Nanokristalni materijal i polikristalni materijal su takve dvije klase. Materijali koji sadrže kristalna zrna s dimenzijama ispod 100 nm obično se smatraju nanokristalnim materijalima, dok se materijali koji sadrže kristalna zrna s dimenzijama iznad 100 nm obično smatraju polikristalnim materijalima. Stoga je ključna razlika između nanokristalnih i polikristalnih u tome što su nanokristalni materijali napravljeni od čestica u nanometarskoj skali, dok su polikristalni materijali napravljeni od velikih čestica.
U nastavku infografika sažima razliku između nanokristalnog i polikristalnog.
Sažetak – Nanokristalno naspram polikristalno
Materijali se mogu podijeliti u dvije različite klase kao nanokristalni materijal i polikristalni materijal, ovisno o veličini čestica ili gledajući kristalna zrna. Ključna razlika između nanokristalnih i polikristalnih je u tome što su nanokristalni materijali napravljeni od čestica u nanometarskoj skali, dok su polikristalni materijali napravljeni od velikih čestica.
