单晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别
光伏板用单晶和多晶的区别是什么
光伏板用单晶和多晶的区别是什么Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】光伏板用单晶转化率比多晶高,单晶和多晶的区别是目前,市面上被用来安装居民分布式光伏发电系统的组件主要以单晶硅片和多晶硅片为主。
而单晶硅片和多晶硅片相比的话,人们对于多晶硅的选择远远的高于多晶硅。
这是为何居民分布式光伏发电系统一般选用多晶硅的原因有这几个点:1、外观上的区别外观上面看的话,单晶硅电池片的四个角呈现圆弧状,表面没有花纹;而多晶硅电池片的四个角呈现方角,表面有类似冰花一样的花纹。
2、使用上面的区别对于使用者来说,单晶硅电池和多晶硅电池没有太大的区别,它们的寿命和稳定性都很好。
虽然单晶硅电池平均转换效率要比多晶硅高1%左右,但由于单晶硅电池只能做成准正方形(四边都是圆弧状),因此当组成太阳能电池板的时候就会有一部分面积填不满;而多晶硅是正方形,所以不存在这样的一个问题。
3、制造工艺多晶硅太阳能电池制造过程中消耗的能量要比单晶硅太阳能电池少30%左右,因此多晶硅太阳能电池占全球太阳能电池总产量的份额大,制造成本也小于单晶硅电池,所以使用多晶硅太阳能电池将会更加的节能、环保!人们一般优先选择多晶硅组件的时候,是因为多晶硅太阳能电池制造过程中消耗的能量要比单晶硅太阳能电池少30%左右之外,还因为多晶硅太阳能电池占全球太阳能电池总产量的份额大,制造成本也小于单晶硅电池。
这样能在节省一定的成本之外再增加光伏的收益!近一年来,形势好像发生了逆转,好像大多数人已经接受了单晶组件比多晶组件好这个概念了。
如果市场普遍认同单晶比多晶好,那么相当于将光伏成套系统的价格推高了元。
除了让某些人多赚一些钱以外,对早日实现平价上网,毫无益处。
具体到光伏发电,每一个投资光伏发电的人都是想通过卖电赚钱的,是一种投资行为。
衡量一项投资的“好”和“坏”,有一个具体判断标准,那就是收益率。
单晶,非晶,多晶硅的区别
名称:单晶硅英文名:Monocrystalline silicon分子式:Si单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分。
硅的单晶体,具有基本完整的点阵结构的晶体。
不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。
纯度要求达到99.9999%,甚至达到99.9999999%以上。
用于制造半导体器件、太阳能电池等。
用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。
熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。
单晶硅具有准金属的物理性质,有较弱的导电性,其电导率随温度的升高而增加,有显著的半导电性。
超纯的单晶硅是本征半导体。
在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族元素,如硼可提高其导电的程度,而形成p型硅半导体;如掺入微量的ⅤA族元素,如磷或砷也可提高导电程度,形成n型硅半导体。
单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。
单晶硅主要用于制作半导体元件。
用途:是制造半导体硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。
名称:多晶硅英文名:polycrystalline silicon性质:灰色金属光泽。
密度2.32~2.34。
熔点1410℃。
沸点2355℃。
溶于氢氟酸和硝酸的混酸中,不溶于水、硝酸和盐酸。
硬度介于锗和石英之间,室温下质脆,切割时易碎裂。
加热至800℃以上即有延性,1300℃时显出明显变形。
常温下不活泼,高温下与氧、氮、硫等反应。
高温熔融状态下,具有较大的化学活泼性,能与几乎任何材料作用。
具有半导体性质,是极为重要的优良半导体材料,但微量的杂质即可大大影响其导电性。
多晶硅是单质硅的一种形态。
熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。
多晶硅可作拉制单晶硅的原料,多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。
晶体多晶体非晶体区别高中物理
晶体多晶体非晶体区别高中物理篇一:晶体、多晶体和非晶体是物理学中的重要概念,它们在物理性质、结构、形成过程等方面存在显著差异。
晶体是一类具有规则几何形态、周期性排列的固体。
晶体具有一系列良好的对称性,例如立方晶系、六方晶系、三方晶系等。
晶体的物理性质在宏观尺度上通常是稳定的,并且可以通过其结构来解释。
例如,晶体的硬度、熔点、折射率等性质都与晶体的结构密切相关。
多晶体是一类由多个晶体组成的固体。
多晶体中每个晶体的大小通常比单个晶体的小得多,并且多个晶体之间通常存在相互作用。
多晶体的物理性质通常是由多个晶体之间的相互作用决定的,因此与单个晶体的性质有所不同。
例如,多晶体的熔点、硬度、折射率等性质通常比单个晶体的要复杂得多。
非晶体是一类没有规则几何形态、无周期性排列的固体。
非晶体没有固定的熔点,因此被称为“热不稳定体”。
非晶体的结构通常是随机的,由无序的原子或分子组成。
非晶体的物理性质通常是不稳定的,会随时间的变化而变化。
例如,非晶体的折射率、硬度、弹性模量等性质与晶体和多晶体都不同。
在高中阶段,学生通常会接触到晶体、多晶体和非晶体的概念,并学习它们各自的特点。
学生还需要掌握晶体的形成过程,例如熔化、凝固、结晶等过程,以及晶体的物理性质与结构之间的关系。
篇二:晶体、多晶体和非晶体是物理学中的重要概念,它们在物质的形态、结构和性质等方面存在显著差异。
晶体是一类具有规则几何外形的物质,其分子或原子排列成一定的规则结构。
在晶体中,分子或原子按照一定的规则排列,形成固定的空间结构。
晶体具有固定的熔点、硬度、折射率等特性,可以通过人工合成或天然形成。
多晶体是一类由多个晶体组成的物质。
多晶体中,每个晶体都具有自己的几何外形和空间结构,并且它们之间可能存在一些重叠和联系。
多晶体通常是由天然矿物、陶瓷和建筑材料等天然形成的。
非晶体是一类没有固定几何外形和空间结构的物质。
非晶体中的分子或原子排列不规则,没有固定的熔点和硬度。
晶多晶非晶微晶无定形准晶的区别
要理解这几个概念,首先要理解晶体概念,以及晶粒概念.我想学固体物理地或者金属材料地都会对这些概念很清楚!自然界中物质地存在状态有三种:气态、液态、固态固体又可分为两种存在形式:晶体和非晶体晶体是经过结晶过程而形成地具有规则地几何外形地固体;晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复地排列.晶体共同特点:均匀性:晶体内部各个部分地宏观性质是相同地.各向异性:晶体种不同地方向上具有不同地物理性质.固定熔点:晶体具有周期性结构,熔化时,各部分需要同样地温度.规则外形:理想环境中生长地晶体应为凸多边形.对称性:晶体地理想外形和晶体内部结构都具有特定地对称性.对晶体地研究,固体物理学家从成健角度分为:离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体显微学则从空间几何上来分,有七大晶系,十四种布拉菲点阵,种空间群,用拓扑学,群论知识去研究理解.可参考《晶体学中地对称群》一书(郭可信,王仁卉著).与晶体对应地,原子或分子无规则排列,无周期性无对称性地固体叫非晶,如玻璃,非晶碳.一般,无定型就是非晶英语叫,也有人叫(玻璃态).晶粒是另外一个概念,搞材料地人对这个最熟了.首先提出这个概念地是凝固理论.从液态转变为固态地过程首先要成核,然后生长,这个过程叫晶粒地成核长大.晶粒内分子、原子都是有规则地排列地,所以一个晶粒就是单晶.多个晶粒,每个晶粒地大小和形状不同,而且取向也是凌乱地,没有明显地外形,也不表现各向异性,是多晶.英文晶粒用表示,注意与是有区别地.有了晶粒,那么晶粒大小(晶粒度),均匀程度,各个晶粒地取向关系都是很重要地组织(组织简单说就是指固体微观形貌特征)参数.对于大多数地金属材料,晶粒越细,材料性能(力学性能)越好,好比面团,颗粒粗地面团肯定不好成型,容易断裂.所以很多冶金学家材料科学家一直在开发晶粒细化技术.科学总是喜欢极端,看得越远地镜子叫望远镜;看得越细地镜子叫显微镜.晶粒度也是这样地,很小地晶粒度我们喜欢,很大地我们也喜欢.最初,显微镜倍数还不是很高地时候,能看到微米级地时候,觉得晶粒小地微米数量是非常小地了,而且这个时候材料地力学性能特别好.人们习惯把这种小尺度晶粒叫微晶.然而科学总是发展地,有一天人们发现如果晶粒度在小呢,材料性能变得不可思议了,什么量子效应,隧道效应,超延展性等等很多小尺寸效应都出来了,这就是现在很热地,热得不得了地纳米,晶粒度在之间地晶粒我们叫纳米晶.个人收集整理勿做商业用途再说说非晶,非晶是无规则排列,无周期无对称特征,原子排列无序,没有一定地晶格常数,描叙结构特点地只有径向分布函数,这是个统计地量.我们不知道具体确定地晶格常数,我们总可以知道面间距地统计分布情况吧.非晶有很多诱人地特性,所以也有一帮子人在成天做非晶,尤其是作大块地金属非晶.因为它地应力应变曲线很特别.前面说了,从液态到到固态有个成核长大地过程,我不让他成核呢,直接到固态,得到非晶,这需要很快地冷却速度.所以各路人马一方面在拼命提高冷却速度,一方面在不断寻找新地合金配方,因为不同地合金配方有不同地非晶形成能力,通常有参数表征,叫玻璃化温度.非晶没有晶粒,也就没有晶界一说.也有人曾跟我说过非晶可以看成有晶界组成. 那么另一方面,我让他成核,不让他长大呢,不就成了纳米晶.人们都说,强扭地瓜不甜,既然都是抑制成核长大,那么从热力学上看,很多非晶,纳米晶应该不是稳态相.所以你作出非晶、纳米晶了,人们自然会问你热稳定性如何.后来,又有一个牛人叫卢柯,本来他是搞非晶地,读研究生地时候他还一直想把非晶地结构搞清楚呢(牛人就是牛人,选题这么牛,非晶地结构现在人们还不是很清楚).他想既然我把非晶做出来了,为什么我不可以把非晶直接晶化成纳米晶呢,纳米晶热啊,耶,这也是一种方法,叫非晶晶化法.既然晶界是一种缺陷,缺陷当然会影响材料性能,好坏先不管他,但是总不好控制.如果我把整个一个材料做成一个晶粒,也就是单晶,会是什么样子呢,人们发现单晶确实会有多晶非晶不同地性能,各向异性,谁都知道啊.当然还有其他地特性.所以很多人也在天天捣鼓着,弄些单晶来.现在不得不说准晶.准晶体地发现,是世纪年代晶体学研究中地一次突破.这是我们做电镜地人地功劳.年底,等人宣布,他们在急冷凝固地合金中发现了具有五重旋转对称但并无无平移周期性地合金相,在晶体学及相关地学术界引起了很大地震动.不久,这种无平移同期性但有位置序地晶体就被称为准晶体.后来,郭先生一看,哇,我们这里有很多这种东西啊,抓紧分析,马上写文章,那段金属固体原子像地多地不得了,基本上是这方面地内容.准晶因此也被称为“中国像”.个人收集整理勿做商业用途再说说孪晶,孪晶地英文叫,孪晶其实是金属塑性变形里地一个重要概念.孪生与滑移是两种基本地形变机制.从微观上看,晶体原子排列沿某一特定面镜像对称.那个面叫栾晶面.很多教科书有介绍.一般面心立方结构地金属材料,滑移系多,已发生滑移,但是特定条件下也有孪生.加上面心立方结构层错能高,不容易出现孪晶,曾经一段能够在面心立方里发现孪晶也可以发很好地文章.前两年,马恩就因为在铝里面发现了孪晶,发了篇呢.卢柯去年也因为在纳米铜里做出了很多孪晶,既提高了铜地强度,又保持了铜良好导电性(通常这是一对矛盾),也发了个.这年头很值钱啊.像一个穷山沟,出了个清华大学生一样.现在,从显微学上来看单晶,多晶,微晶,非晶,准晶,纳米晶,加上孪晶.单晶与多晶,一个晶粒就是单晶,多个晶粒就是多晶,没有晶粒就是非晶.单晶只有一套衍射斑点;多晶地话,取向不同会表现几套斑点,标定地时候,一套一套来,当然有可能有地斑点重合,通过多晶衍射地标定可以知道晶粒或者两相之间取向关系.如果晶粒太小,可能会出现多晶衍射环.非晶衍射是非晶衍射环,这个环均匀连续,与多晶衍射环有区别.纳米晶,微晶是从晶粒度大小角度来说地,在大一点地晶粒,叫粗晶地.在从衍射上看,一般很难作纳米晶地单晶衍射,因为最小物镜光栏选区还是太大.有做地么,不知道这个可不可以.孪晶在衍射上地表现是很值得我们学习研究地,也最见标定衍射谱地功力,大家可以参照郭可信,叶恒强编地那本《电子衍射在材料科学中应用》第六章.准晶,一般晶体不会有五次对称,只有,,,,次旋转对称(这个证明经常作为博士生入学考试题,呵呵).所以看到衍射斑点是五次对称地,对称地啊,其他什么地,可能就是准晶.个人收集整理勿做商业用途。
单晶多晶非晶微晶无定形准晶的区别
单晶多晶非晶微晶无定形准晶的区别单晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别要理解这几个概念,首先要理解晶体概念,以及晶粒概念。
我想学固体物理的或者金属材料的都会对这些概念很清楚~自然界中物质的存在状态有三种:气态、液态、固态固体又可分为两种存在形式:晶体和非晶体晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体;晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。
晶体共同特点:均匀性: 晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。
各向异性: 晶体种不同的方向上具有不同的物理性质。
固定熔点: 晶体具有周期性结构,熔化时,各部分需要同样的温度。
规则外形: 理想环境中生长的晶体应为凸多边形。
对称性: 晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。
对晶体的研究,固体物理学家从成健角度分为离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体显微学则从空间几何上来分,有七大晶系,十四种布拉维点阵,230种空间群,用拓扑学,群论知识去研究理解。
可参考《晶体学中的对称群》一书 (郭可信,王仁卉著)。
与晶体对应的,原子或分子无规则排列,无周期性无对称性的固体叫非晶,如玻璃,非晶碳。
一般,无定型就是非晶英语叫amorphous,也有人叫glass(玻璃态).晶粒是另外一个概念,搞材料的人对这个最熟了。
首先提出这个概念的是凝固理论。
从液态转变为固态的过程首先要成核,然后生长,这个过程叫晶粒的成核长大。
晶粒内分子、原子都是有规则地排列的,所以一个晶粒就是单晶。
多个晶粒,每个晶粒的大小和形状不同,而且取向也是凌乱的,没有明显的外形,也不表现各向异性,是多晶。
英文晶粒用Grain表示,注意与Particle是有区别的。
有了晶粒,那么晶粒大小(晶粒度),均匀程度,各个晶粒的取向关系都是很重要的组织(组织简单说就是指固体微观形貌特征)参数。
对于大多数的金属材料,晶粒越细,材料性能(力学性能)越好,好比面团,颗粒粗的面团肯定不好成型,容易断裂。
所以很多冶金学家材料科学家一直在开发晶粒细化技术。
晶体多晶体非晶体区别高中物理
晶体多晶体非晶体区别高中物理篇一:正文:在高中物理中,晶体、多晶体和非晶体是重要概念。
晶体是指物质在一定的条件下形成的规则的多面体结构,例如钻石、水晶等。
多晶体是指由许多微小的晶体组成的晶体,例如水泥、玻璃等。
非晶体是指没有规则的多面体结构,而是由分子或原子随机排列形成的晶体,例如冰、沥青等。
在物理中,晶体和非晶体有不同的物理性质。
晶体有固定的熔化温度和凝固温度,称为熔点和凝固点。
非晶体没有固定的熔点和凝固点,因为它的分子或原子排列没有规则的结构。
晶体有固定的折射率,非晶体的折射率不定。
晶体有固定的对称性,非晶体没有固定的对称性。
拓展:晶体和非晶体在自然界中都有广泛的应用。
晶体可以用于制造电子设备、建筑材料和化学制品等。
非晶体可以用于制造橡胶、塑料和涂料等。
晶体和非晶体都有其独特的物理性质和应用领域。
篇二:晶体、多晶体和非晶体是物理学中的重要概念,它们在物理性质、结构和形成过程等方面存在显著差异。
晶体是一类具有规则几何形状的固体,其分子或原子排列成一定的规律,形成了有序的结构。
在晶体中,分子或原子的排列是高度有序的,并且它们之间的相互作用非常强,使得晶体具有极高的硬度和强度。
晶体还具有对称性,其结构可以在空间中对称地展开。
多晶体是一类由多个晶体组成的固体。
多晶体是由不同晶体类型的原子或分子随机组合形成的。
多晶体中不同的晶体类型之间可能存在不同的结构、性能和性质。
多晶体的结构和性能受到温度、压力、化学成分等多种因素的影响。
非晶体是一类没有规则几何形状和对称性的固体。
非晶体的分子或原子排列无序,它们之间的相互作用较弱,因此非晶体具有非常灵活的结构和性能。
非晶体通常具有较低的硬度和强度,但具有很好的柔韧性和弹性。
非晶体的形成通常需要高温、高压、化学反应等特殊条件。
在高中物理中,晶体、多晶体和非晶体的区别主要体现在它们的结构和性能上。
晶体具有规则的几何形状和对称性,具有较高的硬度和强度,而多晶体则是由多个晶体组成的,具有不同的结构和性能。
单晶,多晶,微晶,非晶,准晶,纳米晶,孪晶
什么样的物质能够制造成非晶呢?从理论上说,任何物质只要它的液体冷却足够快,原子来不及整齐排列就凝固,那么原子在液态时的混乱排列被迅速冻结,就可以形成非晶(联想非晶薄膜的形成)。
但是,不同的物质形成非晶所需要的冷却速度大不相同。例如,普通的玻璃只要慢慢冷却下来,得到的玻璃就是非晶态的。而单一的金属则需要每秒高达一亿度以上的冷却速度才能形成非晶态。由于目前工艺水平的限制,实际生产中难以达到如此高的冷却速度,也就是说,普通的单一的金属难以从生产上制成非晶。
晶体共同特点:
均 匀 性: 晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。
各向异性:晶体中不同的方向上具有不同的物理性质。
固定熔点:晶体具有周期性结构,熔化时,各部分需要同样的温度。
规则外形:理想环境中生长的晶体应为凸多边形。
对 称 性: 晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。
对晶体的研究,固体物理学家从成健角度分为:
单晶衍射仪的作用主要是测单晶样品的结构,对于已知结构可以进行精修,对于未知结构可以鉴定结构。
多晶衍射用于物相鉴定的原理与单晶衍射仪不同,它主要依据的是一个称为PDF文件的物相数据库,通过查找这个库中与样品衍射谱相同的物相来鉴定某个物相是否存在,因此,鉴定的必须是已知物相。这个库的来源主要通过单晶衍射来鉴定结构,如果没有这个数据库,多晶衍射一般就不能进行物相的鉴定。当然也可以进行指标化,但困难多了。
其他问题
请教:多晶衍射仪与单晶衍射仪
一般大家讲的衍射仪就是多晶衍射仪,需要的样品是多晶体。主要用于鉴定多相样品中的物相,以及定量相分析应力以及晶粒大小,有些多晶衍射仪上还配一些附件如织构仪,用于测量织构,高/低温台,用于测量样品在不同温度下的物相变化,这是一种原位测量。也有小角散射台,应力附件,微区分析等。
单晶硅,多晶硅,非晶硅的区别和性能差异
单晶硅,多晶硅,非晶硅的区别和性能差异一、单晶硅太阳能电池名称:单晶硅英文名:Monocrystalline silicon单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分。
硅的单晶体,具有基本完整的点阵结构的晶体。
不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。
纯度要求达到99.9999%,甚至达到99.9999999%以上。
用于制造半导体器件、太阳能电池等。
用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。
熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。
单晶硅具有准金属的物理性质,有较弱的导电性,其电导率随温度的升高而增加,有显著的半导电性。
超纯的单晶硅是本征半导体。
在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族元素,如硼可提高其导电的程度,而形成p型硅半导体;如掺入微量的ⅤA族元素,如磷或砷也可提高导电程度,形成n型硅半导体。
单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。
单晶硅主要用于制作半导体元件。
用途:是制造半导体硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。
二、多晶硅太阳能电池名称:多晶硅英文名:polycrystalline silicon性质:灰色金属光泽。
密度2.32~2.34。
熔点1410℃。
沸点2355℃。
溶于氢氟酸和硝酸的混酸中,不溶于水、硝酸和盐酸。
硬度介于锗和石英之间,室温下质脆,切割时易碎裂。
加热至800℃以上即有延性,1300℃时显出明显变形。
常温下不活泼,高温下与氧、氮、硫等反应。
高温熔融状态下,具有较大的化学活泼性,能与几乎任何材料作用。
具有半导体性质,是极为重要的优良半导体材料,但微量的杂质即可大大影响其导电性。
多晶硅是单质硅的一种形态。
熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。
晶体非晶准晶在结构上的异同
晶体非晶准晶在结构上的异同
晶体、非晶体和准晶体是固体材料中常见的三种结构形态。
它们在
结构上有着明显的异同,下面将分别进行介绍。
一、晶体
晶体是由原子、离子或分子按照一定的规律排列而成的固体材料。
晶
体的结构具有高度的有序性和周期性,其内部原子排列呈现出一定的
对称性。
晶体的结构可以用晶格和基元来描述,晶格是指晶体中原子、离子或分子排列的空间周期性结构,基元是指晶格中最小的重复单元。
晶体的结构可以通过X射线衍射等方法进行表征。
二、非晶体
非晶体是由原子、离子或分子无规则排列而成的固体材料。
非晶体的
结构缺乏周期性,其内部原子排列呈现出无序性。
非晶体的结构可以
用连续分布函数来描述,连续分布函数是指非晶体中原子、离子或分
子的位置分布函数。
非晶体的结构可以通过透射电镜等方法进行表征。
三、准晶体
准晶体是介于晶体和非晶体之间的一种结构形态。
准晶体的结构具有
一定的周期性,但是其周期性不如晶体那么完美,同时也存在着一定
的无序性。
准晶体的结构可以用准晶体晶格和准晶体基元来描述,准
晶体晶格是指准晶体中原子、离子或分子排列的空间周期性结构,准
晶体基元是指准晶体中最小的重复单元。
准晶体的结构可以通过透射
电镜等方法进行表征。
总的来说,晶体、非晶体和准晶体在结构上有着明显的异同。
晶体具
有高度的有序性和周期性,非晶体缺乏周期性,准晶体介于两者之间。
三者的结构可以用不同的方法进行表征,这些方法也反映了它们的结
构特点。
晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别
晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别要理解这几个概念,首先要理解晶体概念,以及晶粒概念。
我想学固体物理的或者金属材料的都会对这些概念很清楚!自然界中物质的存在状态有三种:气态、液态、固态固体又可分为两种存在形式:晶体和非晶体晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体;晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。
晶体共同特点:均匀性:晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。
各向异性:晶体种不同的方向上具有不同的物理性质。
固定熔点:晶体具有周期性结构,熔化时,各部分需要同样的温度。
规则外形:理想环境中生长的晶体应为凸多边形。
对称性:晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。
对晶体的研究,固体物理学家从成健角度分为:离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体显微学则从空间几何上来分,有七大晶系,十四种布拉菲点阵,230种空间群,用拓扑学,群论知识去研究理解。
可参考《晶体学中的对称群》一书(郭可信,王仁卉著)。
与晶体对应的,原子或分子无规则排列,无周期性无对称性的固体叫非晶,如玻璃,非晶碳。
一般,无定型就是非晶英语叫amorphous,也有人叫glass(玻璃态).晶粒是另外一个概念,搞材料的人对这个最熟了。
首先提出这个概念的是凝固理论。
从液态转变为固态的过程首先要成核,然后生长,这个过程叫晶粒的成核长大。
晶粒内分子、原子都是有规则地排列的,所以一个晶粒就是单晶。
多个晶粒,每个晶粒的大小和形状不同,而且取向也是凌乱的,没有明显的外形,也不表现各向异性,是多晶。
英文晶粒用Grain表示,注意与Particle是有区别的。
有了晶粒,那么晶粒大小(晶粒度),均匀程度,各个晶粒的取向关系都是很重要的组织(组织简单说就是指固体微观形貌特征)参数。
对于大多数的金属材料,晶粒越细,材料性能(力学性能)越好,好比面团,颗粒粗的面团肯定不好成型,容易断裂。
所以很多冶金学家材料科学家一直在开发晶粒细化技术。
科学总是喜欢极端,看得越远的镜子叫望远镜;看得越细的镜子叫显微镜。
单晶硅_多晶硅_非晶硅的区别和性能差异
单晶硅_多晶硅_非晶硅的区别和性能差异单晶硅,多晶硅,非晶硅的区别和性能差异一、单晶硅太阳能电池名称:单晶硅英文名: Monocrystalline silicon单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分。
硅的单晶体,具有基本完整的点阵结构的晶体。
不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。
纯度要求达到99.9999,,甚至达到99.9999999,以上。
用于制造半导体器件、太阳能电池等。
用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。
熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。
单晶硅具有准金属的物理性质,有较弱的导电性,其电导率随温度的升高而增加,有显著的半导电性。
超纯的单晶硅是本征半导体。
在超纯单晶硅中掺入微量的?A族元素,如硼可提高其导电的程度,而形成p型硅半导体;如掺入微量的?A族元素,如磷或砷也可提高导电程度,形成n型硅半导体。
单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。
单晶硅主要用于制作半导体元件。
用途:是制造半导体硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。
二、多晶硅太阳能电池名称:多晶硅英文名:polycrystalline silicon性质:灰色金属光泽。
密度2.32~2.34。
熔点1410?。
沸点2355?。
溶于氢氟酸和硝酸的混酸中,不溶于水、硝酸和盐酸。
硬度介于锗和石英之间,室温下质脆,切割时易碎裂。
加热至800?以上即有延性,1300?时显出明显变形。
常温下不活泼,高温下与氧、氮、硫等反应。
高温熔融状态下,具有较大的化学活泼性,能与几乎任何材料作用。
具有半导体性质,是极为重要的优良半导体材料,但微量的杂质即可大大影响其导电性。
多晶硅是单质硅的一种形态。
熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。
单晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别
单晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别要理解这几个概念,首先要理解晶体概念,以及晶粒概念。
我想学固体物理的或者金属材料的都会对这些概念很清楚!自然界中物质的存在状态有三种:气态、液态、固态固体又可分为两种存在形式:晶体和非晶体晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体;晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。
晶体共同特点:均匀性:晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。
各向异性:晶体种不同的方向上具有不同的物理性质。
固定熔点:晶体具有周期性结构,熔化时,各部分需要同样的温度。
规则外形:理想环境中生长的晶体应为凸多边形。
对称性:晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。
对晶体的研究,固体物理学家从成健角度分为:离子晶体, 原子晶体, 分子晶体, 金属晶体。
显微学则从空间几何上来分,有七大晶系,十四种布拉菲点阵,230种空间群。
与晶体对应的,原子或分子无规则排列,无周期性无对称性的固体叫非晶,如玻璃,非晶碳。
一般,无定型就是非晶英语叫amorphous,也有人叫glass(玻璃态)。
晶粒是另外一个概念,搞材料的人对这个最熟了。
首先提出这个概念的是凝固理论。
从液态转变为固态的过程首先要成核,然后生长,这个过程叫晶粒的成核长大。
晶粒内分子、原子都是有规则地排列的,所以一个晶粒就是单晶。
多个晶粒,每个晶粒的大小和形状不同,而且取向也是凌乱的,没有明显的外形,也不表现各向异性,是多晶。
英文晶粒用Grain表示,注意与Particle是有区别的。
有了晶粒,那么晶粒大小(晶粒度),均匀程度,各个晶粒的取向关系都是很重要的组织(组织简单说就是指固体微观形貌特征)参数。
对于大多数的金属材料,晶粒越细,材料性能(力学性能)越好,好比面团,颗粒粗的面团肯定不好成型,容易断裂。
所以很多冶金学家材料科学家一直在开发晶粒细化技术。
科学总是喜欢极端,看得越远的镜子叫望远镜;看得越细的镜子叫显微镜。
晶粒度也是这样的,很小的晶粒度我们喜欢,很大的我们也喜欢。
单晶、多晶、非晶以及多晶硅非晶硅电池的区别
晶体,非晶体,单晶,多晶的区别1.区别晶体非晶体?答:日常所见到的固体分为非晶体和晶体两大类,非晶体物质的内部原子排列没有一定的规律,当断裂时断口也是随机的,如塑料和玻璃等,而称之为晶体的物质,外形呈现天然的有规则的多面体,具有明显的棱角与平面,其内部的原子是按照一定的规律整齐的排列起来,所以破裂时也按照一定的平面断开,如食盐、水晶等。
2.区别单晶体和多晶体?答:有的晶体是由许许多多的小晶粒组成,若晶粒之间的排列没有规则,这种晶体称之为多晶体,如金属铜和铁。
但也有晶体本身就是一个完整的大晶粒,这种晶体称之为单晶体,如水晶和晶刚石。
3.单晶硅与多晶硅光伏电池的比较?答:单晶硅电池具有电池转换效率高,稳定性好,但是成本较高。
多晶硅电池成本低,转换效率略低于直拉单晶硅太阳能电池,材料中的各种缺陷,如晶界、位错、微缺陷,和材料中的杂质碳和氧,以及工艺过程中玷污的过渡族金属单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池的区别太阳能电池最早问世的是单晶硅太阳能电池。
硅是地球上极丰富的一种元素,几乎遍地都有硅的存在,可说是取之不尽,用硅来制造太阳能电池,原料可谓不缺。
但是提炼它却不容易,所以人们在生产单晶硅太阳能电池的同时,又研究了多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池,至今商业规模生产的太阳能电池,还没有跳出硅的系列。
其实可供制造太阳能电池的半导体材料很多,随着材料工业的发展、太阳能电池的品种将越来越多。
目前已进行研究和试制的太阳能电池,除硅系列外,还有硫化镉、砷化镓、铜铟硒等许多类型的太阳能电池,举不胜举,以下介绍几种较常见的太阳能电池。
单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池是当前开发得最快的一种太阳能电池,它的构成和生产工艺已定型,产品已广泛用于宇宙空间和地面设施。
这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料,纯度要求99.999%。
为了降低生产成本,现在地面应用的太阳能电池等采用太阳能级的单晶硅棒,材料性能指标有所放宽。
有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料,经过复拉制成太阳能电池专用的单晶硅棒。
单晶硅、多晶硅、非晶硅简介及区别
单晶硅、多晶硅、非晶硅简介及区别名称:单晶硅英文名: Monocrystalline silicon分子式: Si单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分。
硅的单晶体,具有基本完整的点阵结构的晶体。
不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。
纯度要求达到99.9999%,甚至达到99.9999999%以上。
用于制造半导体器件、太阳能电池等。
用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。
熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。
单晶硅具有准金属的物理性质,有较弱的导电性,其电导率随温度的升高而增加,有显著的半导电性。
超纯的单晶硅是本征半导体。
在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族元素,如硼可提高其导电的程度,而形成p型硅半导体;如掺入微量的ⅤA族元素,如磷或砷也可提高导电程度,形成n型硅半导体。
单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。
单晶硅主要用于制作半导体元件。
用途:是制造半导体硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。
名称:多晶硅英文名:polycrystalline silicon性质:灰色金属光泽。
密度2.32~2.34。
熔点1410℃。
沸点2355℃。
溶于氢氟酸和硝酸的混酸中,不溶于水、硝酸和盐酸。
硬度介于锗和石英之间,室温下质脆,切割时易碎裂。
加热至800℃以上即有延性,1300℃时显出明显变形。
常温下不活泼,高温下与氧、氮、硫等反应。
高温熔融状态下,具有较大的化学活泼性,能与几乎任何材料作用。
具有半导体性质,是极为重要的优良半导体材料,但微量的杂质即可大大影响其导电性。
多晶硅是单质硅的一种形态。
熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。
单晶硅多晶硅非晶硅
单晶硅多晶硅非晶硅单晶硅、多晶硅和非晶硅是常见的硅材料,它们在电子行业和太阳能领域中得到广泛应用。
本文将分别介绍这三种硅材料的特点和应用。
单晶硅是一种具有高纯度和完全结晶的硅材料。
它的晶体结构非常有序,没有晶界和杂质存在。
由于这种结构的特殊性,单晶硅具有优异的电子特性,包括高电子迁移率和低电阻率。
这使得单晶硅成为制造高性能集成电路的理想材料。
在集成电路制造过程中,单晶硅通常被用作衬底材料,通过控制晶体生长方向和掺杂技术,可以制备出各种不同的器件结构。
此外,单晶硅还被广泛应用于光伏领域,用于制造高效的太阳能电池。
多晶硅是由许多小晶体组成的硅材料。
与单晶硅相比,多晶硅的晶体结构不太有序,其中存在许多晶界和杂质。
这些晶界和杂质对电子迁移和电阻产生一定的影响,使得多晶硅的电子特性略逊于单晶硅。
然而,多晶硅具有较低的制备成本和较高的材料利用率,因此在一些应用中具有一定的优势。
多晶硅广泛应用于太阳能电池制造中,通过将多晶硅材料切割成薄片,并进行光伏电池的制造流程,可以制备出高效的太阳能电池。
非晶硅是一种无定形的硅材料,它的晶体结构没有明显的长程有序性。
非晶硅的制备方法包括物理气相沉积和化学气相沉积等。
非晶硅具有较高的氢含量和较低的晶体质量,导致其电子迁移率和电阻率较低。
然而,非晶硅具有优异的光学特性,包括宽光谱吸收和较短的载流子扩散长度。
这使得非晶硅在光伏领域中具有重要的应用,被广泛用于制备薄膜太阳能电池和柔性太阳能电池。
总结起来,单晶硅、多晶硅和非晶硅是三种常见的硅材料。
单晶硅具有优异的电子特性,适用于高性能集成电路和高效太阳能电池的制造。
多晶硅具有较低的制备成本和较高的材料利用率,广泛应用于太阳能电池制造。
非晶硅具有特殊的光学特性,被用于制备薄膜太阳能电池和柔性太阳能电池。
这三种硅材料各有特点,在电子行业和太阳能领域中发挥着重要的作用。
多晶硅,单晶硅,非晶硅区别
单晶硅,多晶硅,非晶硅简介及区别名称:单晶硅英文名:Monocrystalline silicon分子式:Si单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分。
硅的单晶体,具有基本完整的点阵结构的晶体。
不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。
纯度要求达到99.9999%,甚至达到99.9999999%以上。
用于制造半导体器件、太阳能电池等。
用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。
熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。
单晶硅具有准金属的物理性质,有较弱的导电性,其电导率随温度的升高而增加,有显著的半导电性。
超纯的单晶硅是本征半导体。
在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族元素,如硼可提高其导电的程度,而形成p型硅半导体;如掺入微量的ⅤA族元素,如磷或砷也可提高导电程度,形成n型硅半导体。
单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。
单晶硅主要用于制作半导体元件。
用途:是制造半导体硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。
名称:多晶硅英文名:polycrystalline silicon性质:灰色金属光泽。
密度2.32~2.34。
熔点1410℃。
沸点2355℃。
溶于氢氟酸和硝酸的混酸中,不溶于水、硝酸和盐酸。
硬度介于锗和石英之间,室温下质脆,切割时易碎裂。
加热至800℃以上即有延性, 1300℃时显出明显变形。
常温下不活泼,高温下与氧、氮、硫等反应。
高温熔融状态下,具有较大的化学活泼性,能与几乎任何材料作用。
具有半导体性质,是极为重要的优良半导体材料,但微量的杂质即可大大影响其导电性。
多晶硅是单质硅的一种形态。
熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。
单晶体和多晶体的区别
单晶体和多晶体的区别
整块物质都由原子或分子按一定规律作周期性重复排列的晶体称为单晶体;整个道物体是由许多杂乱无章的排列着的小晶体组成的,这样的物体叫多晶体。
一般来说多晶体是各向同性的,但单个小晶体仍是各向异性。
固态物质分为晶体和非晶体。
晶体分为单晶体,多晶体。
晶体有三个特征:
⑴晶体有一定的几何外形;
⑵晶体有固定的熔点;
⑶晶体有各向异性的特点。
单晶体是原子排列规律相同,晶格位相一致的晶体。
例如:单晶硅。
单晶体:整块晶体由一颗晶粒组成,或是能用一个空间点阵图形贯穿整个晶体。
多晶体是由很多排列方式相同但位向不一致的小晶粒组成。
例如:常用的金属。
多晶体:整块晶体由大量晶粒组成,或是不能用一个空间点阵图形贯穿整个晶体。
单晶体具有晶体的三个特征。
多晶体具有前两项特征,但具有各向同性的特点。
单晶,多晶,非晶等的区别
从空间几何上来分
有七大晶系,十四种布拉 菲点阵,230种空间群
非晶
与晶体对应的,原子或分子无规则排列,无周期性无对称 性的固体叫非晶,如玻璃,非晶碳。一般,无定型就是非 晶,英语叫amorphous,也有人叫glass(玻璃态) 非晶是无规则排列,无周期无对称特征,原子排列无序, 没有一定的晶格常数,描叙结构特点的只有径向分布函数, 这是个统计的量。 玻璃化温度Tg参数表征非晶
从成键角度分为离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体从空间几何上来分有七大晶系十四种布拉菲点阵230种空间群与晶体对应的原子或分子无规则排列无周期性无对称性的固体叫非晶如玻璃非晶碳
晶体与非晶的概念
理解晶体和非晶概念。
自然界中物质的存在状态有三种:气态、液态、 固态。 固体又可分为两种存在形式:晶体和非晶体 晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何 外形的固体;晶体中原子或分子在空间按一定 规律周期性重复的排列。
晶体共同特点
均 匀 性: 晶体内部各个部分的宏观性质是相同 的。 各向异性: 晶体种不同的方向上具有不同的物理 性质。 固定熔点: 晶体具有周期性结构,熔化时,各部 分需要同样的温度。 规则外形: 理想环境中生长的晶体应为凸多边形。 对 称 性: 晶体的理想外形和晶体内部结构都具 有特定的对称性。
如何正确区分单晶硅、多晶硅、非晶硅电池 分别有哪些优缺点?
如何正确区分单晶硅、多晶硅、非晶硅电池分别有哪些优缺点?“如何区分单晶硅电池和多晶硅电池”?对于此问题,想必大家都有了一个比较深层次的了解,但对于刚加入光伏行业的人来说,我觉得还是有必要再给大家说一下单晶硅电池、多晶硅电池和非晶硅电池之间的区别。
如果有说的不妥当的地方,也还请大家见谅。
太阳电池最早问世的是单晶硅太阳电池。
硅是地球上极丰富的一种元素,几乎遍地都有硅的存在,可以说是取之不尽的,用硅来制造太阳电池,原料可谓不缺。
但是提炼它却不容易,因此人们在生产单晶硅太阳电池的同时,又研究了多晶硅太阳电池,至今商业规模生产的太阳电池,还没有跳出硅的系列。
那么该如何正确区分单晶硅、多晶硅与非晶硅电池呢?第一:外观上的区别从外观上面看的话,单晶硅电池的四个角呈现圆弧状,表面没有花纹;而多晶硅电池的四个角呈现方角,表面有类似冰花一样的花纹;而非晶硅电池也就是我们平时说的薄膜组件,它不像晶硅电池可以看出来栅线,表面就如同镜子一般清晰、光滑。
单晶硅电池多晶硅电池非晶硅电池第二:使用上面的区别对于使用者来说,单晶硅电池和多晶硅电池没有太大的区别,它们的寿命和稳定性都很好。
虽然单晶硅电池平均转换效率要比多晶硅高1%左右,但由于单晶硅电池只能做成准正方形(四边都是圆弧状),因此当组成太阳能电池板的时候就会有一部分面积填不满;而多晶硅是正方形,所以不存在这样的一个问题,它们的优缺点具体如下:晶硅组件:单块组件功率相对较高。
同样占地面积下,装机容量要比薄膜组件高。
但组件厚重易碎,高温性能较差,弱光性差,年度衰减率高。
薄膜组件:单块组件功率相对略低。
但发电性能高,高温性能佳,弱光性能好,阴影遮挡功率损失较小,年度衰减率低。
应用环境广泛,美观,环保。
第三:制造工艺多晶硅太阳能电池制造过程中消耗的能量要比单晶硅太阳能电池少30%左右,因此多晶硅太阳能电池占全球太阳能电池总产量的份额大,制造成本也小于单晶硅电池,所以使用多晶硅太阳能电池将会更加的节能、环保!其实可供制造太阳电池的半导体材料很多,随着材料工业的发展、太阳电池的品种将越来越多。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
单晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别
要理解这几个概念,首先要理解晶体概念,以及晶粒概念。
我想学固体物理的或者金属材料的都会对这些概念很清楚!
自然界中物质的存在状态有三种:气态、液态、固态
固体又可分为两种存在形式:晶体和非晶体
晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体;晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。
晶体共同特点:
均匀性:晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。
各向异性:晶体种不同的方向上具有不同的物理性质。
固定熔点:晶体具有周期性结构,熔化时,各部分需要同样的温度。
规则外形:理想环境中生长的晶体应为凸多边形。
对称性:晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。
对晶体的研究,固体物理学家从成健角度分为:离子晶体, 原子晶体, 分子晶体, 金属晶体。
显微学则从空间几何上来分,有七大晶系,十四种布拉菲点阵,230种空间群。
与晶体对应的,原子或分子无规则排列,无周期性无对称性的固体叫非晶,如玻璃,非晶碳。
一般,无定型就是非晶英语叫amorphous,也有人叫glass(玻璃态)。
晶粒是另外一个概念,搞材料的人对这个最熟了。
首先提出这个概念的是凝固理论。
从液态转变为固态的过程首先要成核,然后生长,这个过程叫晶粒的成核长大。
晶粒内分子、原子都是有规则地排列的,所以一个晶粒就是单晶。
多个晶粒,每个晶粒的大小和形状不同,而且取向也是凌乱的,没有明显的外形,也不表现各向异性,是多晶。
英文晶粒用Grain表示,注意与Particle是有区别的。
有了晶粒,那么晶粒大小(晶粒度),均匀程度,各个晶粒的取向关系都是很重要的组织(组织简单说就是指固体微观形貌特征)参数。
对于大多数的金属材料,晶粒越细,材料性能(力学性能)越好,好比面团,颗粒粗的面团肯定不好成型,容易断裂。
所以很多冶金学家材料科学家一直在开发晶粒细化技术。
科学总是喜欢极端,看得越远的镜子叫望远镜;看得越细的镜子叫显微镜。
晶粒度也是这样的,很小的晶粒度我们喜欢,很大的我们也喜欢。
最初,显微镜倍数还不是很高的时候,能看到微米级的时候,觉得晶粒小的微米数量是非常小的了,而且这个时候材料的力学性能特别好。
人们习惯把这种小尺度晶粒较微晶。
然而科学总是发展的,有一天人们发现如果晶粒度在小呢,材料性能变得不可思议了,什么量子效应,隧道效应,超延展性等等很多小尺寸效应都出来了,这就是现在很热的,热得不得了的纳米,晶粒度在1nm-100nm之间的晶粒我们叫纳米晶。
再说说非晶,非晶是无规则排列,无周期无对称特征,原子排列无序,没有一定的晶格常数,描叙结构特点的只有径向分布函数,这是个统计的量。
我们不知道具体确定的晶格常数,我们总可以知道面间距的统计分布情况吧。
非晶有很多诱人的特性,所以也有一帮子人在成天做非晶,尤其是作大块的金属非晶。
因为它的应力应变曲线很特别。
前面说了,从液态到到固态有个成核长大的过程,我不让他成核呢,直接到固态,得到非晶,这需要很快的冷却速度。
所以各路人马一方面在拼命提高冷却速度,一方面在不断寻找新的合金配方,因为不同的合金配方有不同的非晶形成能力,通常有Tg参数征,叫玻璃化温度。
非晶没有晶粒,也就没有晶界一说。
也有人说过非晶可以看成有晶界组成。
那么另一方面,我让他成核,不让他长大呢,不就成了纳米晶。
人们都说,强扭的瓜不甜,既然都是抑制成核长大,那么从热力学上看,很多非晶,纳米晶应该不是稳态相。
所以你作出非晶、纳米晶了,人们自然会问你热稳定性如何。
后来,卢柯是搞非晶的,读研究生的时候他还一直想把非晶的结构搞清楚。
他想既然我把非晶做出来了,为什么我不可以把非晶直接晶化成纳米晶呢,纳米晶热啊,这也是一种方法,叫非晶晶化法。
既然晶界是一种缺陷,缺陷当然会影响材料性能,好坏先不管他,但是总不好控制。
如果我把整个一个材料做成一个晶粒,也就是单晶,会是什么样子呢,人们发现单晶确实会有多晶非晶不同的性能,各向异性,谁都知道啊。
当然还有其他的特性。
所以很多人也在天天捣鼓着,弄些单晶来。
现在不得不说准晶。
准晶体的发现,是20世纪80年代晶体学研究中的一次突破。
这是我们做电镜的人的功劳。
1984年底,D.Shechtman等人宣布,他们在急冷凝固的Al Mn合金中发现了具有五重旋转对称但并无无平移周期性的合金相,在晶体学及相关的学术界引起了很大的震动。
不久,这种无平移同期性但有位置序的晶体就被称为准晶。
孪晶,英文叫twinning,孪晶其实是金属塑性变形里的一个重要概念。
孪生与滑移是两种基本的形变机制。
从微观上看,晶体原子排列沿某一特定面镜像对称。
那个面叫栾晶面。
很多教科书有介绍。
一般面心立方结构的金属材料,滑移系多,已发生滑移,但是特定条件下也有孪生。
加上面心立方结构层错能高,不容易出现孪晶,曾经一段能够在面心立方里发现孪晶也可以发很好的文章。
前两年,马恩就因为在铝里面发现了孪晶,发了篇Science。
卢柯去年也因为在纳米铜里做出了很多孪晶,既提高了铜的强度,又保持了铜良好导电性(通常这是一对矛盾),也发了个Science。
现在,从显微学上来看单晶,多晶,微晶,非晶,准晶,纳米晶,加上孪晶。
单晶与多晶,一个晶粒就是单晶,多个晶粒就是多晶,没有晶粒就是非晶。
单晶只有一套衍射斑点;多晶的话,取向不同会表现几套斑点,标定的时候,一套一套来,当然有可能有的斑点重合,通过多晶衍射的标定可以知道晶粒或者两相之间取向关系。
如果晶粒太小,可能会出现多晶衍射环。
非晶衍射是非晶衍射环,这个环均匀连续,与多晶衍射环有区别。
纳米晶,微晶是从晶粒度大小角度来说的,在大一点的晶粒,叫粗晶的。
在从衍射上看,一般很难作纳米晶的单晶衍射,因为最小物镜光栏选区还是太大。