[공학]결정계

목차

* 결정계와 Bravais 격자
* 이온 결정구조
- 암염(Rocksalt) 구조
- 섬아연광(Zincblende) 구조
- 페로브스카이트(Perovskite) 구조
- 스피넬(Spinel) / 역스피넬 구조
- 역형석(Antifluorite)과 형석(Fluorite) 구조
- 루타일(금홍석, Rutile) 구조
- 부르짜이트(Wurtzite) 구조
- 코런덤(강옥, Corundum) 구조
- 일메나이트와 니오븀산리튬 (Ilmenite and Lithium Niobate)

본문내용

암염(Rocksalt) 구조
FCC 음이온 격자의 모든 8면체 자리가 양이온에 의하여 채워져 있는 구조
화학양론조성 : MX
FCC의 경우 최밀 충전면은 (111)면이다. 그런데 8면체 자리나 4면체 자리 모두 이 최밀 충전 평면상에 위치하지 않고, 최밀 충전면 사이에 위치한다. 최밀 충전 음이온 평면에 평행하게, 8면체 자리를 완전하게 채운 양이온의 충전면이 교대로 적층되게 된다. 따라서, 암염 구조에서는 어떤 두 개의 음이온 최밀 충전면 사이에서 이 양이온 충전면이 관찰된다. 이 충전면에서 양이온은 윳각형 배열을 한다.


섬아연광(Zincblende) 구조
광물인 섬아연광을 따서 명명되었다.
8면체 자리가 채워져 있는 암염 구조와는 반대로, 여기서는 MX화학양론조성ㅇ르 만족시키기 위해 2가 양이온이 4면체 자리의 반만을 채우게 된다. 양이온간의 거리를 최대로 하기 위하여 입방정 반대편 꼭지점 위치에 그들을 채움으로써 반을 채울 수 있다.
SiC 형태의 한 구조인데, 이는 4면체 방향성과 sp3 혼성 궤도의 방향성이 일치하여 발생하는 Si과 C간의 공유결합의 결과이다.
공유결합성 2성분계 화합물에서 섬아연과 구조는 더 단순한 다이아몬드 입방정 구조의 파생구조로 간주할 수도 있다.

페로브스카이트(Perovskite) 구조
A와 B 음이온들의 크기가 상당히 다른 ABO3식의 많은 3성분계 화합물들은 페로브스카이트 구조로 결정화한다. 실제로 어느 부격자도 최밀 충전되어 있지 않으나, 큰 A 양이온과 산소이온이 하나의 FCC 격자를 형성한다는 점에서 FCC-파생구조로 생각할 수 있다. 작은 B 양이온은 이 FCC 배열 내의 8면체 자리를 점유하며, 산소를 가장 최인접 이온으로 갖는다.
페로브스카이트를 기본으로 하는 화합물들은 현존하는 전자, 전기-광학적, 그리고 전기기계적 세라믹 부품의 많은 부분을 차지한다. 이들의 모든 적용 예에서 이용하고 있는 특성은 비입방정 형태의 자발적이거나 전기장에 의하여 형성되는 전기적 분극 현상이다. 영구 전기쌍극자의 존재로 인해 인가된 전기장과 결정의 유전적, 기계적 또는 광학적 성질간의 연계가 가능해진다. 콘덴서에 응용할 때, 부과된 분극의 배향시 현저하게 높은 유효 유전상수를 얻을 수 있다. 또한 상변태와 수반하여 결정 크기의 변화가 생긴다. 결정크기와 인가된 전기장 사이의 결합은 압전 효과의 원천으로서, 전기적 에너지가 기계적 에너지로 변환하는 또는 그 역으로 변환하는 전기기계적 응용에 유용하다.

참고자료

· 없음