Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Katı hâl kimyası, bazen malzeme kimyası olarak da adlandırılır, katı faz malzemelerinin, özellikle, ancak sadece moleküler olmayan katıların sentezi, yapısı ve özelliklerinin incelenmesidir. Bu nedenle, katı hal fiziği, mineraloji, kristalografi, seramik, metalurji, termodinamik, malzeme bilimi ve elektronik ile yeni malzemelerin sentezine ve karakterizasyonuna odaklanan güçlü bir örtüşmeye sahiptir. Katılar, ana partiküllerinin düzenlenmesinde mevcut olan düzenin doğasına göre kristal veya amorf olarak sınıflandırmak mümkündür.
Geçmişi
Ticari ürünler ile doğrudan ilgisi nedeniyle, katı hal kimyası büyük ölçüde teknoloji tarafından yönlendirilmektedir. Alandaki ilerleme, bazen akademi ile işbirliği içinde olmak üzere, genellikle endüstrinin talepleriyle sağlanmaktadır. 20. yüzyılda keşfedilen uygulamalar arasında 1950'lerde petrol işleme için zeolit ve platin bazlı katalizörler, 1960'larda mikroelektronik cihazların temel bileşeni olarak yüksek saflıkta silikon ve 1980'lerde "yüksek sıcaklık" süper iletkenliği bulunmaktadır. William Lawrence Bragg tarafından 1900'lerin başında X-ışını kristalografisinin icadı, kolaylaştırıcı bir yenilikti. Katı haldeki reaksiyonların atomik seviyede nasıl ilerlediğine dair anlayışımız, Carl Wagner'in oksidasyon hızı teorisi, iyonların karşı difüzyonu ve kusurlu kimya üzerine çalışmasıyla önemli ölçüde ilerlemiştir. Katkılarından dolayı, bazen katı hal kimyasının babası olarak anılır.
Sentetik yöntemler
Katı hal bileşiklerinin çeşitliliği göz önüne alındığında, bunların hazırlanmasında çeşitli yöntemler kullanılır.
Fırınlama teknikleri
Termal olarak dayanıklı malzemeler için, genellikle yüksek sıcaklık yöntemleri kullanılır. Örneğin dökme katı maddeler boru fırınlar kullanılarak hazırlanır. Bunun sebebi fırınların reaksiyonların 1100 santigrat dereceye kadar yüksek sıcaklıklarda yapılabilmesine imkan tanımasıdır. Özel ekipman, örneğin içinden elektrik akımının geçtiği tantal tüpten oluşan fırınlar 2000 dereceye kadar daha yüksek sıcaklıklar için kullanılabilir. Bu tür yüksek sıcaklıklar zaman zaman reaktanların difüzyonunu indüklemek için gereklidir.
Eritme yöntemleri
Sıklıkla kullanılan bir yöntem, reaksiyona giren maddeleri birlikte eritmek ve daha sonra katılaşmış eriyiği tavlamaktır. Uçucu reaktanlar söz konusuysa, reaktanlar genellikle karışımdan boşaltılan bir ampule konur.
Çözüm yöntemleri
Katıları çökeltme veya buharlaştırma yoluyla hazırlamak için çözücüler kullanmak mümkündür. Bazen çözücü, normal kaynama noktasından daha yüksek sıcaklıklarda basınç altında olan bir hidrotermal olarak kullanılır. Bu konudaki bir varyasyon, istenen reaksiyonun gerçekleşebileceği yüksek sıcaklıkta bir çözücü olarak görev yapmak için karışıma nispeten düşük erime noktalı bir tuzun eklendiği akı yöntemlerinin kullanılmasıdır.
Gaz reaksiyonları
Birçok katı, klor, iyot, oksijen gibi reaktif gaz türleriyle şiddetli bir şekilde reaksiyona girer. Diğerleri diğer gazlarla eklenti oluşturur, örn. CO veya etilen. Bu tür reaksiyonlar genellikle her iki tarafı da açık uçlu olan ve içinden gazın geçtiği bir tüp içinde gerçekleştirilir. Bunun bir varyasyonu, reaksiyonun TGA gibi bir ölçüm cihazında gerçekleşmesine izin vermektir. Bu durumda, ürünlerin tanımlanmasına yardımcı olan stokiyometrik bilgiler reaksiyon sırasında elde edilebilir.
Kimyasal taşıma reaksiyonları, malzemelerin kristallerini saflaştırmak ve büyütmek için kullanılır. İşlem genellikle kapalı bir ampul içinde gerçekleştirilir. Taşıma işlemi, göç eden (taşıma) uçucu bir ara tür oluşturan, örneğin iyot gibi bir taşıma ajanının az miktarda eklenmesini gerektirir. Ampul daha sonra iki sıcaklık bölgesi olan bir fırına yerleştirilir.
Kimyasal buhar biriktirme, kaplamaların ve yarı iletkenlerin moleküler öncülerden hazırlanmasında yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir.
Karakterizasyon
Yeni fazlar, faz diyagramları, yapılar
Sentetik metodoloji ve karakterizasyon genellikle bir değil bir dizi reaksiyon karışımının hazırlanması ve ısıl işleme tabi tutulması anlamında el ele gider. Stokiyometri, tipik olarak, hangi stokiyometrilerin yeni katı bileşiklere veya bilinenler arasında katı çözeltilere yol açacağını bulmak için sistematik bir şekilde çeşitlendirilir. Reaksiyon ürünlerini karakterize etmenin başlıca bir yöntemi toz kırınımıdır, çünkü birçok katı hal reaksiyonu polikristalin külçeler veya tozlar üretecektir. Toz kırınımı, karışımdaki bilinen fazların tanımlanmasını kolaylaştırır. Kırınım veri kitaplıklarında bilinmeyen bir model bulunursa, modeli indekslemek, yani simetriyi ve birim hücrenin boyutunu belirlemek için bir girişimde bulunulabilir. Eğer ürün kristal değilse karakterizasyon tipik olarak çok daha zor olacaktır.
Yeni bir fazın birim hücresi bilindiğinde, bir sonraki adım, fazın stokiyometrisini oluşturmaktır. Bu, birkaç yolla yapılabilir. Bazen orijinal karışımın bileşimi bir ipucu verir.
Alıntılar
- ^ a b Solid State Chemistry and Its Applications. 2004. ISBN .
- ^ Kanatzidis (2018). "Report from the third workshop on future directions of solid-state chemistry: The status of solid-state chemistry and its impact in the physical sciences". Progress in Solid State Chemistry. 36 (1–2): 1-133. doi:10.1016/j.progsolidstchem.2007.02.002 – Elsevier Science Direct vasıtasıyla.
- ^ Martin (Aralık 2002). "Life and achievements of Carl Wagner, 100th birthday". Solid State Ionics. 152-153: 15-17. doi:10.1016/S0167-2738(02)00318-1.
- ^ Solid State Chemistry: Techniques. 1988. ISBN .
- ^ (PDF). 6 Kasım 2015 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Ağustos 2020.
- ^ Handbook of Deposition Technologies for Films and Coatings. Third. William Andrew. 2010. ISBN .
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Kati hal kimyasi bazen malzeme kimyasi olarak da adlandirilir kati faz malzemelerinin ozellikle ancak sadece molekuler olmayan katilarin sentezi yapisi ve ozelliklerinin incelenmesidir Bu nedenle kati hal fizigi mineraloji kristalografi seramik metalurji termodinamik malzeme bilimi ve elektronik ile yeni malzemelerin sentezine ve karakterizasyonuna odaklanan guclu bir ortusmeye sahiptir Katilar ana partikullerinin duzenlenmesinde mevcut olan duzenin dogasina gore kristal veya amorf olarak siniflandirmak mumkundur GecmisiElektronik cihazlarda kullanim icin silikon katman Ticari urunler ile dogrudan ilgisi nedeniyle kati hal kimyasi buyuk olcude teknoloji tarafindan yonlendirilmektedir Alandaki ilerleme bazen akademi ile isbirligi icinde olmak uzere genellikle endustrinin talepleriyle saglanmaktadir 20 yuzyilda kesfedilen uygulamalar arasinda 1950 lerde petrol isleme icin zeolit ve platin bazli katalizorler 1960 larda mikroelektronik cihazlarin temel bileseni olarak yuksek saflikta silikon ve 1980 lerde yuksek sicaklik super iletkenligi bulunmaktadir William Lawrence Bragg tarafindan 1900 lerin basinda X isini kristalografisinin icadi kolaylastirici bir yenilikti Kati haldeki reaksiyonlarin atomik seviyede nasil ilerledigine dair anlayisimiz Carl Wagner in oksidasyon hizi teorisi iyonlarin karsi difuzyonu ve kusurlu kimya uzerine calismasiyla onemli olcude ilerlemistir Katkilarindan dolayi bazen kati hal kimyasinin babasi olarak anilir Sentetik yontemlerKati hal bilesiklerinin cesitliligi goz onune alindiginda bunlarin hazirlanmasinda cesitli yontemler kullanilir Firinlama teknikleri Termal olarak dayanikli malzemeler icin genellikle yuksek sicaklik yontemleri kullanilir Ornegin dokme kati maddeler boru firinlar kullanilarak hazirlanir Bunun sebebi firinlarin reaksiyonlarin 1100 santigrat dereceye kadar yuksek sicakliklarda yapilabilmesine imkan tanimasidir Ozel ekipman ornegin icinden elektrik akiminin gectigi tantal tupten olusan firinlar 2000 dereceye kadar daha yuksek sicakliklar icin kullanilabilir Bu tur yuksek sicakliklar zaman zaman reaktanlarin difuzyonunu induklemek icin gereklidir Aluminyum klorur sentezi sirasinda kullanilan tup firinEritme yontemleri Siklikla kullanilan bir yontem reaksiyona giren maddeleri birlikte eritmek ve daha sonra katilasmis eriyigi tavlamaktir Ucucu reaktanlar soz konusuysa reaktanlar genellikle karisimdan bosaltilan bir ampule konur Cozum yontemleri Katilari cokeltme veya buharlastirma yoluyla hazirlamak icin cozuculer kullanmak mumkundur Bazen cozucu normal kaynama noktasindan daha yuksek sicakliklarda basinc altinda olan bir hidrotermal olarak kullanilir Bu konudaki bir varyasyon istenen reaksiyonun gerceklesebilecegi yuksek sicaklikta bir cozucu olarak gorev yapmak icin karisima nispeten dusuk erime noktali bir tuzun eklendigi aki yontemlerinin kullanilmasidir Gaz reaksiyonlari Kimyasal buhar biriktirme reaksiyon odasi Bircok kati klor iyot oksijen gibi reaktif gaz turleriyle siddetli bir sekilde reaksiyona girer Digerleri diger gazlarla eklenti olusturur orn CO veya etilen Bu tur reaksiyonlar genellikle her iki tarafi da acik uclu olan ve icinden gazin gectigi bir tup icinde gerceklestirilir Bunun bir varyasyonu reaksiyonun TGA gibi bir olcum cihazinda gerceklesmesine izin vermektir Bu durumda urunlerin tanimlanmasina yardimci olan stokiyometrik bilgiler reaksiyon sirasinda elde edilebilir Kimyasal tasima reaksiyonlari malzemelerin kristallerini saflastirmak ve buyutmek icin kullanilir Islem genellikle kapali bir ampul icinde gerceklestirilir Tasima islemi goc eden tasima ucucu bir ara tur olusturan ornegin iyot gibi bir tasima ajaninin az miktarda eklenmesini gerektirir Ampul daha sonra iki sicaklik bolgesi olan bir firina yerlestirilir Kimyasal buhar biriktirme kaplamalarin ve yari iletkenlerin molekuler onculerden hazirlanmasinda yaygin olarak kullanilan bir yontemdir KarakterizasyonYeni fazlar faz diyagramlari yapilar Sentetik metodoloji ve karakterizasyon genellikle bir degil bir dizi reaksiyon karisiminin hazirlanmasi ve isil isleme tabi tutulmasi anlaminda el ele gider Stokiyometri tipik olarak hangi stokiyometrilerin yeni kati bilesiklere veya bilinenler arasinda kati cozeltilere yol acacagini bulmak icin sistematik bir sekilde cesitlendirilir Reaksiyon urunlerini karakterize etmenin baslica bir yontemi toz kirinimidir cunku bircok kati hal reaksiyonu polikristalin kulceler veya tozlar uretecektir Toz kirinimi karisimdaki bilinen fazlarin tanimlanmasini kolaylastirir Kirinim veri kitapliklarinda bilinmeyen bir model bulunursa modeli indekslemek yani simetriyi ve birim hucrenin boyutunu belirlemek icin bir girisimde bulunulabilir Eger urun kristal degilse karakterizasyon tipik olarak cok daha zor olacaktir Taramali Elektron Mikroskobu SEM Yeni bir fazin birim hucresi bilindiginde bir sonraki adim fazin stokiyometrisini olusturmaktir Bu birkac yolla yapilabilir Bazen orijinal karisimin bilesimi bir ipucu verir X isini difraktometresi XRD Alintilar a b Solid State Chemistry and Its Applications 2004 ISBN 981 253 003 7 Kanatzidis 2018 Report from the third workshop on future directions of solid state chemistry The status of solid state chemistry and its impact in the physical sciences Progress in Solid State Chemistry 36 1 2 1 133 doi 10 1016 j progsolidstchem 2007 02 002 Elsevier Science Direct vasitasiyla Martin Aralik 2002 Life and achievements of Carl Wagner 100th birthday Solid State Ionics 152 153 15 17 doi 10 1016 S0167 2738 02 00318 1 Solid State Chemistry Techniques 1988 ISBN 0198552866 PDF 6 Kasim 2015 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 29 Agustos 2020 Handbook of Deposition Technologies for Films and Coatings Third William Andrew 2010 ISBN 978 0 8155 2031 3