Kľúčový rozdiel medzi nanokryštalickými a polykryštalickými je v tom, že nanokryštalické materiály sú vyrobené z častíc v nanometrovej mierke, zatiaľ čo polykryštalické materiály sú vyrobené z veľkých častíc.
Materiály, ktoré poznáme, možno rozdeliť do rôznych tried v závislosti od veľkosti častíc alebo podľa ich kryštálových zŕn. Nanokryštalický materiál a polykryštalický materiál sú také dve triedy.
Čo je nanokryštalický?
Nanokryštalické materiály sú tie, ktoré obsahujú kryštálové zrná s rozmermi v nanometrovej stupnici. Tieto materiály majú tendenciu vyplniť medzeru medzi amorfnými materiálmi, takže tieto kryštálové zrná sú usporiadané bez poradia s dlhým dosahom. Preto sú nanokryštalické materiály konvenčnými hrubozrnnými materiálmi. Vo všeobecnosti existujú mierne odlišné definície nanokryštalických materiálov. Avšak materiál obsahujúci kryštálové zrná s rozmermi pod 100 nm sa zvyčajne považuje za nanokryštalické materiály. Okrem toho sa kryštálové zrná s rozmermi medzi 100 až 500 nm nazývajú „ultrajemné“zrná. Nanokryštalické materiály môžeme skrátiť ako NC.
Obrázok 01: Nanokryštalické
Röntgenová difrakcia je hlavná technika, ktorú používame na meranie veľkosti kryštálových zŕn NC materiálu. Materiály s veľmi malými kryštálovými zrnami vykazujú rozšírené difrakčné píky. Tieto široké píky možno použiť na určenie veľkosti zŕn pomocou Scherrerovej rovnice a Williamson-Hallovho grafu. Alebo môžeme použiť sofistikovanejšie metódy, ako je Warren-Averbachova metóda alebo počítačové modelovanie difrakčného obrazca.
Pri zvažovaní syntézy NC materiálu existuje niekoľko spôsobov. Tieto techniky sú založené na fáze hmoty. Napríklad existujú niektoré techniky na výrobu NC, ako je spracovanie v tuhom stave, spracovanie v kvapaline, spracovanie v plynnej fáze a spracovanie v roztoku.
Čo je polykryštalický?
Polykryštalické materiály sú tie, ktoré obsahujú kryštálové zrná s rozmermi nad nanometrovou mierkou. Tieto materiály vznikajú hlavne pri ochladzovaní. Kryštálové zrná v polykryštalických materiáloch sa nazývajú „kryštality“. Orientácia týchto kryštalitov v materiáli je zvyčajne náhodná bez konkrétneho smeru, náhodnej textúry atď. Polykryštalické materiály môžeme skrátiť ako PC.
Väčšina organických pevných látok, ktoré poznáme, sú polykryštalické materiály. Niektoré bežné príklady zahŕňajú keramiku, kameň, ľad atď. Stupeň kryštalizácie v materiáli PC je dôležitý pri určovaní vlastností týchto materiálov. Napríklad síru možno nájsť v rôznych alotropných formách, kde tieto alotropy majú rôzne vlastnosti podľa stupňa kryštalinity.
Veľkosť kryštalitu možno merať pomocou techniky röntgenovej difrakcie. Veľkosť zrna je možné určiť aj pomocou iných metód, ako je transmisná elektrónová mikroskopia. Niekedy materiály obsahujú veľký monokryštalit, s ktorým sa dá ľahko manipulovať.
Aký je rozdiel medzi nanokryštalickými a polykryštalickými?
Materiály, ktoré poznáme, možno rozdeliť do rôznych tried v závislosti od veľkosti častíc alebo podľa kryštálových zŕn. Nanokryštalický materiál a polykryštalický materiál sú takéto dve triedy. Materiály obsahujúce kryštálové zrná s rozmermi pod 100 nm sa zvyčajne považujú za nanokryštalické materiály, zatiaľ čo materiály obsahujúce kryštálové zrná s rozmermi nad 100 nm sa zvyčajne považujú za polykryštalické materiály. Preto je kľúčový rozdiel medzi nanokryštalickými a polykryštalickými materiálmi v tom, že nanokryštalické materiály sú vyrobené z častíc v nanometrovej mierke, zatiaľ čo polykryštalické materiály sú vyrobené z veľkých častíc.
Infografika nižšie sumarizuje rozdiel medzi nanokryštalickými a polykryštalickými.
Zhrnutie – nanokryštalické vs polykryštalické
Materiály možno rozdeliť do dvoch rôznych tried ako nanokryštalický materiál a polykryštalický materiál, v závislosti od veľkosti častíc alebo podľa kryštálových zŕn. Kľúčový rozdiel medzi nanokryštalickými a polykryštalickými je v tom, že nanokryštalické materiály sú vyrobené z častíc v nanometrovej mierke, zatiaľ čo polykryštalické materiály sú vyrobené z veľkých častíc.
