Szerkesztő:Cvbncv/Vakancia

A krisitálytanban vakanciának (ritkábban rácslyuknak) nevezik azt a pontszerű hibát, hogy a szabályos kristály egy atomja, vagy kisebb atomcsoportja hiányzik. A hibahely melletti atomok kissé elmozdulnak az üres hely felé, azonban a folytonossági hiány ettől nem tűnik el az anyagból.

A vakanciáknak több fizikai jelenség

Fizikai jellemzői

Vizsgálati módszerei

A vakanciák mérési módszereinek célja az anyagok vakanciakoncentrációjának meghatározása.

Hőkapacitásmérés

Az állandó nyomáson érvényes moláris hőkapacitás definíció szerint egyenlő az entalpia állandó nyomáson, a hőmérséklet szerint vett parciális deriváltjával:

$\mathbb {C} _{p}=\left({\frac {\partial H}{\partial T}}\right)_{p}$,

ahol H az entalpia, T pedig a hőmérséklet. Ha egy ideális, rendezett kristályba képzeletben vakanciákat helyezünk, megadható, hogy az entalpia mennyivel változik. A változás egy vakanciára eső mértékét nevezik a vakancia $\Delta H_{v}$ képződési entalpiájának. Egy vakanciákat is tartalmazó anyag entalpiáját kifejezhetjük a hibátlan kristály által képviselt $H_{0}$ entalpiával, a vakanciák képződési entalpiájával, és a mérendő $c_{v}$ vakanciakoncentrációval:

$H=H_{0}+c_{v}\Delta H_{v}$.

Ha ezt beírjuk a moláris hőkapacitás fenti képletébe, majd a szorzatszabályt is alkalmazva elvégezzük a deriválást, akkor megkapjuk a vakanciákat is tartalmazó kristály hőkapacitását:

$\mathbb {C} _{p}=\mathbb {C} _{p}^{0}+c_{v}\left({\frac {\partial \Delta H_{v}}{\partial T}}\right)_{p}+\Delta H_{v}\left({\frac {\partial \Delta c_{v}}{\partial T}}\right)_{p}$,

Források

Szakkönyvek

• Walter Bollmann. Crystal Defects and Crystalline Interfaces (angol nyelven). Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg (1970). ISBN 978-3-642-49173-3 
• Crawford, James. Point Defects in Solids : General and Ionic Crystals. Springer US (1972). ISBN 978-1-4684-2970-1 
• Callister, William. Materials Science and Engineering: An Introduction (angol nyelven). John Wiley & Sons (2007). ISBN 978-0-471-73696-7 
• Sólyom Jenő: A modern szilárdtest-fizika alapjai I: Szerkezet és dinamika. Budapest: ELTE Eötvös Kiadó. 2009. ISBN 9789632840970  
• Anthony Kelly, Kevin M. Knowles. Crystallography and crystal defects. Chichester: John Wiley & Sons (2012). ISBN 978-0-470-75014-8 

Ismeretterjesztő weblapok, tananyagok

• Gubicza Jenő; szerk. Vida Ádám: Rácshibák I. előadásjegyzet pp. 4, 6–9. (Hozzáférés: 2017. június 20.)
• Dr. Erlaky György: Kristálytani alapok. eet.bme.hu. (Hozzáférés: 2017. június 29.)
• Helmut Föll: Defects in Crystals. www.tf.uni-kiel.de. (Hozzáférés: 2017. június 30.)