균열(결정)
Cleavage (crystal)
광물학과 재료과학에서 균열은 결정성 물질이 일정한 결정학적 구조면을 따라 분열하는 경향이다.상대적으로 약한 이러한 평면은 결정에서 원자와 이온의 규칙적인 위치에 의해 발생하며, 현미경과 육안으로 모두 볼 수 있는 매끄러운 반복 표면을 만듭니다.특정 방향의 결합이 다른 방향보다 약하면 결정체가 약하게 결합된 평면을 따라 분열되는 경향이 있습니다.이러한 평평한 균열은 "분열"[1]이라고 불립니다.전형적인 균열의 예는 운모인데, 운모는 기초 피나코이드를 따라 단방향으로 갈라져서 층층이 책 속의 페이지처럼 보이게 만든다.사실, 광물학자들은 종종 "운모에 관한 책"을 언급합니다.
다이아몬드와 흑연은 균열의 예를 제공한다.둘 다 탄소라는 단일 원소로만 구성되어 있습니다.그러나 다이아몬드에서는 각 탄소 원자가 짧은 공유 결합으로 4개의 다른 탄소 원자와 4개의 사면체 패턴으로 결합됩니다.다이아몬드의 약점 평면(분할 평면)은 팔면체의 면을 따라 네 방향으로 나뉩니다.
흑연에서 탄소 원자는 다이아몬드보다 공유 결합이 더 짧고 더 강한 육각형 패턴의 층에 포함되어 있습니다.그러나 각 층은 더 길고 훨씬 더 약한 반데르발스 결합으로 서로 연결되어 있습니다.이것은 흑연에 기초 피나코이드와 평행한 단방향의 균열을 준다.이 결합은 너무 약해서 거의 힘을 주지 않고 깨져서 흑연층이 갈라질 때 미끄러운 느낌을 줍니다.그 결과 흑연은 뛰어난 건조 [2]윤활제가 된다.모든 단결정들이 결정구조에서 원자면을 따라 분열하는 경향을 보이겠지만, 만약 한 방향 또는 다른 방향의 차이가 충분히 크지 않다면, 그 광물은 갈라진 틈을 보이지 않을 것이다.예를 들어, Corundum은 분할을 표시하지 않습니다.
균열의 종류
균열은 결정학적 [1]평면에 평행하게 형성됩니다.
- 기저, 피나코이드 또는 평면 균열은 절단면이 하나만 있을 때 발생합니다.흑연은 기초가 갈라져 있다.운모 또한 기초적인 갈라짐이 있습니다; 이것이 운모가 얇은 시트로 벗겨질 수 있는 이유입니다.
- 입방체 분할은 90도로 교차하는 세 개의 분할면이 있을 때 발생합니다.할로겐산염(또는 소금)은 입방체 분할을 가지고 있기 때문에 할로겐산염 결정이 깨지면 더 많은 입방체를 형성하게 됩니다.
- 팔면체 분할은 결정체에 4개의 분할면이 있을 때 발생한다.불소석은 완벽한 팔면체 분할을 보여줍니다.8면체 분할은 반도체에 공통적이다.다이아몬드는 또한 팔면체 분할을 가지고 있다.
- 마름모면분할은 90도가 아닌 각도로 교차하는 세 개의 분할면이 있을 때 발생합니다.석회암은 마름모꼴로 갈라진다.
- 프리즘 분할은 결정체에 두 개의 분할면이 있을 때 발생한다.스포두멘은 프리즘 형태의 난열을 보인다.
- 12면체 분할은 결정체에 6개의 분할면이 있을 때 발생한다.스팔레라이트는 12면체의 갈라진 틈을 가지고 있어요.
이별
결정 분할은 광물이 외부 응력으로 인한 구조적 약점 평면을 따라, 쌍둥이 구성 평면을 따라, 또는 다른 광물의 용출로 인한 약점 평면을 따라 부서질 때 발생합니다.헤어짐은 갈라짐과 겉모습은 비슷하지만 원인은 다르다.분할은 설계상의 약점으로 인해 발생하지만 분할은 성장 결함(기본 결정학적 설계로부터의 이탈)으로 인해 발생합니다.따라서 분할은 특정 광물의 모든 샘플에서 발생하는 반면 분할은 구조적 결함이 있는 샘플에서만 발견됩니다.분할의 예로는 자철광의 8면체 분할, 코룬덤의 [3]마름모꼴 및 기저 분할, 화록센의 [1]기저 분할 등이 있다.
사용하다
균열은 전통적으로 암석 및 광물 연구의 수공 표본 및 현미경 검사에서 광물 식별에 사용되는 물리적 특성입니다.예를 들어, 피록센에 대한 프리즘 분할면 사이의 각도(88~92°)그리고 양서류(56–180°)는 [1]진단용이다.
크리스털 균열은 전자 산업 및 원석 절단 시 기술적으로 중요합니다.
보석들은 일반적으로 다이아몬드 절단처럼 충격에 의해 쪼개진다.
반도체 재료의 합성 단결정은 일반적으로 절단하기 쉬운 얇은 웨이퍼로 판매된다.실리콘 웨이퍼를 부드러운 표면에 누르고 다이아몬드 스크라이브로 가장자리를 긁어내면 일반적으로 균열이 생기기 충분하지만 웨이퍼를 칩으로 다이싱할 때는 보다 나은 제어를 위해 스코어링 및 파손 절차가 종종 따릅니다.원소반도체(Si, Ge 및 다이아몬드)는 다이아몬드 입방체이며, 팔면체 분할이 관찰되는 공간군이다.즉, 웨이퍼의 일부 방향은 거의 완벽한 직사각형을 절단할 수 있습니다.대부분의 다른 상업용 반도체(GaAs, InSb 등)는 유사한 절단면을 가진 관련 아연 혼합 구조에서 제조될 수 있다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ a b c d Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis, 1985, 광물학 설명서, Wiley, 제20판 ISBN0-471-80580-7
- ^ "How can graphite and diamond be so different if they are both composed of pure carbon?". ScientificAmerican.com. Retrieved 25 November 2020.
- ^ White, John Sampson (1979). "Boehmite exsolution in corundum" (PDF). American Mineralogist. 64: 1300–1302. Retrieved 25 November 2020.
