KRİSTAL YAPI KUSURLARI-

Kristallerin mükemmelliğinin bozulduğu an kusurlar ortaya çıkar.

1-     Noktasal Kusurlar

2-     Çizgisel Kusurlar

3-     Yüzeysel Kusurlar

4-     Hacimsel Kusurlar

1-) Noktasal Kusurlar: Bir kristalin beklenen noktasında olması gerekenin olmaması sonucu ortaya çıkar

a) Yabancı atomun oluşturduğu noktasal kusurlar:

     Kristal yapı oluşurken olması gereken atomun yerinde olmaması gereken yabancı bir atomun bulunmasıdır. Eğer yabancı atom asıl atomdan büyükse kristal atomların arasına girme şansı azdır. Bu tip kusurlar maddeyi kristalleştirirken çalıştığımız ortamın kirli olması ile ortaya çıkar. Yabancı atom kristalin yüzeyinde ya da arada bir yerde bulunabilir.

b) Boşluk kusurları:

     Bir atomun olması gereken yer boş ise bu tür kusurlara boşluk kusurları denir. Bu atom araya bir yere ya da kristalin yüzeyine gitmiş olabilir. Tek bir atom boşluğu olabileceği gibi 2 ya da 3 boşluk ta olabilir.

O       tek bir boşluk var ise F merkezli boşluk kusuru

OO    2 boşluk var ise M merkezli boşluk kusuru

OOO 3 boşluk var ise R merkezli boşluk kusuru

     Atom arada bir yerde ise bu tip kusura Frenkel tipi kusur, eğer kristal yüzeyinde bir yerde ise Shatley tipi kusur denir. Bir kristalde nokta kusurları olup olmaması kristalin fiziksel özelliklerini değiştirir. Mesela katıların optik soğurma tayfları değişik olur. Elektriksel ve manyetik özellikleri değişir. Düzensiz kusurlu bir kristal yapı daha yüksek enerjidedir. Çünkü kusurun oluşması enerji gerektiren bir olaydır. Düzenli kusursuz bir kristal ise en kararlı haldedir ve enerjisi en azdır. Bir nokta kusuru oluşturmanın bedeli 1 eV’dir.

Bir kristalde  tane atomda kusurlu atom sayısı:

  dir.

ÖDEV:1 cm³ kristalde kusurlu atom sayısı ne kadardır? (oda sıcaklığında N₀=10²³ tane atom olduğunu kabul edelim.)

2-) Çizgisel Kusurlar: Aynı çizgide bulunan atomların oluşturduğu kusurlardır, iki tanedir.

a) Kenar çizgisel kusuru: Bu kusur genellikle malzemeyi işlerken ortaya çıkar. Bu tür kusurların enerji olarak değeri 13 eV civarındadır.

b) Vida Kusuru: Kristali makaslama zoruna tabi tutarsak yani yüzeyine paralel kuvvet çifti uygularsak vida kusuru ortaya çıkar. Bu kusurda kristalin cephesi kayar. Bu tip kusurun bulunduğu kristallerde cm³ başına 10 kusur bulunur.

ÖDEV: Oda sıcaklığında (T=300 °K) vida kusurunu oluşturmak için gerekli enerji kaç eV’tur.

3-) Yüzeysel Kusurlar: Bir kristal küçük kristal taneciklerinden oluşmuştur. Genellikle kristal metal malzemeler bu tip kristal taneciklerinin üst üste yığılmasıyla oluşturulmuştur. Küçük metal tanecikler düzgün olmalarına rağmen birleşme anında birbirleriyle açı yaptıklarından yüzeyde kusur oluştururlar. Bu kusurların adına “pit” denir.

4-) Hacimsel Kusurlar:

a)      Kayma Kusurları 

     Kristal yapı oluşurken şekildeki gibi her bir parça düzgün ancak biri diğerine göre öteleme (kayma) yapmış olabilir. Bu tip kusurlara kayma kusuru denir.

b)     İkizleme Kusuru

     Bu tip kusurda belli bir parça döndükten sonra aynı parçanın ikizi ile birleşmesi sonucu oluşur. Hacimsel kusurun oluşması için gerekli enerji çok büyüktür.