Chaque matériau est composé de blocs de construction connus sous le nom d'atomes, qui peuvent être disposés dans un certain nombre de configurations différentes. Les propriétés physiques d'un matériau solide sont en grande partie déterminées par son arrangement atomique, ce qui à son tour est influencé par les conditions de croissance ou de synthèse. Les matériaux solides peuvent être identifiés comme cristallins ou amorphes, en fonction de leur configuration atomique. matériaux cristallins peuvent être divisés en monocristal, microcristalline et catégories nanocristallins.
Matériaux cristal unique
Un cristal est un matériau solide ayant un motif régulier d'atomes ou de molécules qui se répète toutes les dimensions. Le motif en treillis répétant dans certains matériaux est continu tout au long d'un solide ensemble; ceux-ci sont connus comme matériaux monocristallins. De nombreux éléments et les composés peuvent exister sous un certain nombre de formes différentes, en fonction de leurs conditions de croissance. Silicium, qui est utilisé dans toute l'industrie de l'électronique, peut exister dans un monocristal, ainsi que d'autres formes.
microcristalline Matériaux
matériaux microcristallines sont constitués de millions de minuscules cristaux qui ont des dimensions dans la gamme micro (un millionième de mètre). Les cristaux peuvent pointer dans des directions aléatoires, ce qui donne le matériau des propriétés très différentes par rapport à des monocristaux. Les zones entre les micro-cristaux-lites sont connus comme des joints de grains et ceux-ci sont souvent visibles au microscope. Des exemples de matières microcristallines comprennent le quartz et le silicium.
nanocristallins Matériaux
Les matériaux nanocristallins sont constitués de plusieurs milliards de petits cristaux qui ont des échelles de longueur inférieure à 100 nanomètres (une dizaine millionième de mètre). Comme la taille des cristallites se rapproche de l'échelle du nanomètre, une plus grande proportion du matériau est constituée de joints de grains conduisant à des propriétés distinctes. Par exemple, les matériaux de nanocristallites ayant des tailles crytallite dans la gamme de 10 à 20 nanometres sont souvent révélés avoir une dureté considérablement augmenté. Dans certaines applications, une dureté accrue peut être utile. Par exemple, les matériaux nanocristallins sont exploités dans la production d'aciers super-dur.
Les matériaux amorphes
Les matières amorphes ne possèdent aucune structure cristalline définie et place les atomes sont disposés de manière aléatoire dans le solide. Les matières amorphes sont présents naturellement et peuvent être synthétisés en laboratoire. Quoi qu'il en soit, ils sont généralement formés lorsque des liquides sont refroidis rapidement en dessous de la température de fusion. Lorsque cela se produit les atomes ou les molécules ne possèdent pas suffisamment de temps pour se disposer dans une structure cristalline. Des exemples de matériaux amorphes comprennent le sable, les colloïdes, la mousse et le verre.