Studiul Defectelor în Cristale cu Ajutorul Microscopului Optic

1. INTRODUCERE

Studiul suprafetelor probelor, efectuat cu ajutorul microscopului optic, poate da informatii

despre defectele pe care le prezinta atât monocristalele, cât si policristalele, precum si despre

dimensiunile cristalitelor care intra în alcatuirea lor. Principalele operatii care trebuiesc efectuate

pentru studiul suprafetelor probelor sunt:

A) taierea unor plachete din materialul de studiat,

B) slefuirea (necesara probelor metalice),

C) polisarea,

D) corodarea chimica.

2. DEFECTE ÎN STRUCTURILE CRISTALINE

Într–o structura cristalina pozitiile particulelor constituente sunt considerate fixe. Structurile

reale nu sunt perfecte pentru ca intervin diferiti factori care pot perturba ordinea: vibratiile retelei,

defectele punctiforme sau defectele extinse. Datorita vibratiilor, particulele ocupa doar în medie

pozitiile lor de echilibru, fiind astfel o sursa de imperfectiuni dinamice.

Defecte punctiforme afecteaza un numar mic de particule. Ele sunt: impuritati

substitutionale, interstitiale, vacante, centri de culoare, etc.

Defectele extinse cuprind un numar mare de atomi, sute sau chiar mii (defecte de

împachetare, rupturi ale retelei cristaline, colonii de vacante sau interstitiali, dislocatii).

Dislocatiile sunt cele mai importante defecte extinse. Studiul lor este deosebit de util pentru

întelegerea deformarilor plastice si a unor aspecte legate de procesele de crestere a monocristalelor.

Exista doua tipuri de dislocatii: liniara (a) si spiralica (b), fig.1.

Scopul lucrarii de fata îl constituie obtinerea unor probe cu suprafetele foarte bine slefuite si

studiul defectelor pe care le prezinta aceste suprafete cu ajutorul microscopului optic, recunoasterea

tipului de cristale sau aliaje dupa forma figurilor de atac chimic, a dimensiunilor grauntilor

cristalini, a defectelor extinse etc.

CICERON BERBECARU, HORIA ALEXANDRU

80

Fig.1 Dislocatie spiralica.

3. PREGATIREA ESANTIOANELOR

A) Taierea plachetelor si pregatirea lor pentru slefuire.

a) Esantioanele au fost taiate si rectificate cu doua suprafete plan paralele, cu grosimea sub

1,5 cm. Prelucrarile mecanice se fac prin procedee care nu modifica structura materialului (se va

evita încalzirea sau deformarea la rece, taierea cu foarfeca sau dalta, taierea cu flacara

oxiacetilenica, etc.). În cazul nostru s–a folosit prelucrarea pe piatra abraziva si rectificarea pe o

masina speciala.

b) Pentru taierea cristalelor obtinute din solutii (ADP, KDP, TGS etc.) s-a folosit metoda

firului de ata umed, care dizolva local cristalul si transporta materialul dizolvat (masina de taiat

cristale obtinute din solutii se afla în laborator). Dupa taiere, plachetele de cristal plan paralele, cu

grosimea de câtiva milimetri se pot prelucra mecanic prin slefuire pe coli de smirghel de diferite

granulatii urmata de polisare.

c) Pentru unele cristale, crescute din topitura prin metoda Czochralski (NaCl, KBr, KCl,

etc.), plachete se obtin prin clivare (se obtin practic fete plane cristalografice netede la scara

atomica pe portiuni). Cristalul TGS crescut din solutii cliveaza pe un plan perpendicular pe axa

polara (feroelectrica) “b”, respectiv directia [010].

B) Slefuirea.

a) Slefuirea este operatia prin care se pregateste suprafata plana pentru lustruire, în asa fel

încât sa se elimine zgârieturile si golurile accentuate. Slefuirea se poate efectua cu ajutorul unei

masini de slefuit sau manual. Masina de slefuit are un disc metalic orizontal rotit cu un motor

electric sau prin intermediul unui reductor.

Lucrare de laborator ce contine detaliat principalele tipuri de defecte ce pot aprea in materialele create si modul in care putem pune in evidenta aceste defecte.