تفاوت اندازه دانه و اندازه بلورک

آیا اندازه دانه با اندازه بلورک متفاوت است؟ این سوالیست که برای خیلی از دانشجویان و پژوهشگران پیش می آید و خیلی مواقع اشتباها از این عناوین بجای یک دیگر استفاده می شود. در این مقاله از یونیکا می خواهیم به تفاوت اندازه دانه و اندازه بلورک اشاره کنیم. در ابتدا با مترادف های سه عبارت آشنا می شویم چون خیلی وقت ها از لغات مترادف آن ها استفاده می شود.

• اندازه دانه: Grain Size
• اندازه بلورک: کریستالایت سایز، اندازه کریستالایت، Crystallite Size
• اندازه ذره: اندازه پارتیکل، Particle Size

اندازه دانه چیست؟

در مهندسی مواد اندازه دانه بیانگر قطر یک دانه ی تنها از یک ماده جامد است. حالا سوال این است که دانه ها را چگونه شناسایی کنیم؟ جدا کننده دانه ها، مرزدانه ها هستند. یکی از روش های مشاهده دانه استفاده از میکروسکوپ های نوری و الکترونی است. در تصویر زیر می توانید دانه ها و مرز جدا کننده آن ها را مشاهده کنید. تصویر سمت راست عکس واقعی از میکروسکوپ های الکترونی SEM و TEM است و تصویر سمت چپ شماتیک این تصاویر است.

برای محاسبه اندازه دانه باید از نرم افزارهای آنالیز تصویر استفاده کرد. برای اینکار می توانید از نرم افزارهایی مانند آنیکس استفاده کنید.

آیا امکان محاسبه اندازه دانه به کمک XRD است؟

برای محاسبه اندازه دانه باید از نرم افزارهای آنالیز تصویر استفاده کرد ولی با استفاده از رابطه شرر می توان میانگین اندازه بلورک را محاسبه کرد و با استفاده از تخمین هایی اندازه دانه را بدست آورد. برای آشنایی با محاسبه اندازه بلورک با استفاده از رابطه شرر اینجا کلیک کنید.

اندازه بلورک چیست؟

بلورک یا کریستالایت (Crystallite) یک حوزه (Domain) از یک ماده جامد است که ساختار آن همانند یک تک کریستال (Single Crystal) است. اندازه بلورک می تواند برابر با اندازه ی یک دانه باشد و یا اینکه از مجموع قرارگیری چند بلورک در کنار هم، یک دانه تشکیل شود که در این حالت ماده پلی کریستال است. اگر دانه های ما در ابعاد بسیار ریز (چند نانومتر) باشد احتمال برابری اندازه بلورک با اندازه ی دانه وجود دارد. معمولا تفاوت جهت گیری بلورک های موجود در یک دانه به قدری کم است که با تصویر برداری های HRTEM هم مرز آنها قابل شناسایی نیست ولی پهن شدگی پیک های XRD دلیلی بر وجود بلورکها هستند.

برای محاسبه اندازه بلورک می توان از الگوی پراش اشعه ایکس استفاده کرد به عبارت دیگر با تحلیل XRD می توان میانگین اندازه بلورک ها را محاسبه کرد. این کار با استفاده از رابطه شرر قابل انجام است.