Crystalline Defect, Crystalline Imperfection   결정 결함

(2018-11-08)

Vacancy, 공공 (空孔), Dislocation, 전위 (轉位), 전위, Flaw, 점 결함, 선 결함, 면 결함

1. 결정 결함 (불완전성)결정 대칭성은 아름답게 보이지만, 현실에서는 완벽하게 나타나지 않음
     - 완벽한 결정은 정확한 결정 격자 위치에 원자가 놓여 있는 형태로써,
     - 완벽한 결정이란 이론상이며, 절대온도 0 K에서 만 가능

  ㅇ 통상, 결정을 묘사할 때, 완벽한 결정 형태로 보고, 이로부터 결함을 취급함

  ㅇ 결정(結晶)원자,이온이 어느 정도 불완전한 배열을 갖는 결정학결함
     - 한편, 장범위 규칙에 걸쳐 결정질적 질서가 없는 결정 물질비결정성 고체 라고 함


2. 결정 결함의 연구 이유

  ㅇ 결정 결함재료 성질에 큰 영향을 줌
     - 재료 특성(기계적 강도, 내 부식성, 전기 전도 등) 개선을 위해,
     - 불순물을 의도적으로 첨가하는 등 결점을 조작하는 경우가 많이 있어 중요함


3. (원자 수준의) 결정 결함 분류

  ㅇ 점 결함 (Point Defect)     : 0 차원 결함
     - 결정 격자 자리에 빈 공간 또는 다른 원자의 침입 등
       

        . 원자누락(공공)(Vacancy) / 빈격자점(Vacant Lattice Site) 
           .. 원자 확산을 유발시킴
        . 침입(Interstitial)
           .. 외부 침입형(Interstitial)
           .. 자기 침입형(Self-interstitial)
        . 치환,대체 불순물(Substitutional)

  ㅇ 선 결함 (Line Defect)      : 1 차원 결함  또는, Dislocation(轉位) 라고도 함
     * 여기서, Dislocation(轉位)는 뼈의 탈구(脫臼) 처럼 정상 위치에서 벗어남을 의미
     - 완전 결정 형태로부터 원자의 줄이 도중에 사라지거나,삐뚤어지는 등 원자들이 비정상적
       으로 배열되는 결함 (금속의 변형/가소성과 관련됨)
        . 칼날/쐐기형 전위 (Edge Dislocation)
          
        . 나사/나선형 전위 (Screw Dislocation)
        . 혼합 전위 (Mixed Dislocation)

     - 발생 : 소성 변형이나 고형화 시에 많이 발생

  ㅇ 표면 결함 (Surface Defect) : 2 차원 결함
     - 외부 표면, 결정립계, 쌍정, 저각 경계, 고각 경계, 비틀림, 적층 결함 등

  ㅇ 체적 결함 (Volume Defect) : 3 차원 결함


4. (원자 수준의) 이온 결정 결함 분류이온 결정 결함 특징
     - 전기적 중성조건을 만족시키기 위해 결함이 쌍(pair)으로 나타남

  ㅇ 이온 결정 결함 구분
     - 쇼트키 결함 (Schottky Defect) : 빈자리 결함
        . 음이온양이온이 함께 쌍으로 이동하여 그 자리에 공공을 남기며 결함 형성
           .. 例) 할로겐 화합물 등
     - 프랜켈 결함 (Frenkel Defect)  : 틈새 결함
        . 원래 이온이 침입형 위치로 이동하고, 그 위치에 공공을 남김
           .. 例) AgCl 결정 등


5. (거시적) 결정 결함

  ㅇ 결정 고체 내에 작은 기공(pores,구멍),개재물(inclusions),미세 균열(microcrack)과 같은
     형상을 갖는 결함을 지칭함


[결정 결함] 1. 결정 결함
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