רמות מבנה של חומר

נכתב ע"י alexL בג', 12/04/2018 - 06:09

המראה והמבנה שח כל חומר תלויים בקנה המידה של הצפייה. אותו החומר נראה שונה לחלוטין אם נשנה את ההגדלה. להלן שתי דוגמאות של השינויים הנצפים: כף יד של אדם ומטבע של שקל.

1. המראה של המטבע ושל היד ללא הגדלה

כף יד ללא הגדלהשקל ללא הגדלה

המבנה הנראה בלי הגדלה או בהגדלה מתונה (פי כ-10 לכל היותר), נקרא מאקרו-מבנה

2. המראה של המטבע ושל היד בהגדלה פי 10

כף יד בהגדלה פי 10שקל בהגדלה פי 10

במאקרו-מבנה נוכל לראות את "המרקם" של העצמים: שריטות, שקעים וכד'. החומר עדיין נראה אחיד (עם אנחנו לא מדברים על תערובת, כגון, תערובת חול-מלח שבה בפירוש נוכל לראות גרגרים של שני סוגים שונים).

בהגדלה יותר חזקה (פי כ-100 - 1000), נראה את המיקרו-מבנה של העצמים:

במיקרו-מבנה נוכל להבחין באי-אחידות החומר הלא נראית ברמת המאקרו (כלומר ללא הגדלה):

עור היד בהגדלה פי 50שקל בהגדלה פי 750

ברמת המיקרו-מבנה רואים, כי החומר שהיה נראה אחיד, אינו אחיד בכלל. יש בו חלקים בעלי צורות שונות וצבעים שונים.

במדע החומרים מדברים, בדרך כלל, על שלוש רמות מבנה:

 

1. מאקרו-מבנה הוא מבנה החומר הנצפה ללא מיקרוסקופ. מאקרו-מבנה מאפשר לראות, האם מדובר בתערובת של מספר חומרים על בחומר אחד. מאקרו-מבנה מאפשר גם לראות מרקם, צבע וברק של החומר.

 

2. מיקרו-מבנה הוא המבנה הנפה במיקרוסקופ אור או מיקרוסקופ אלקטרוני בהגדלות פי 100 - פי 1000. במיקרו-מבנה ניתן לראות את האי-אחידות של כמעט כל חומר ולאפיין את הצורה ואת הגודל היחסי של כל מרכיביו.

 

3. מבנה אטומי (ומולקולארי) הוא המבנה שלפעמים ניתן לראות במיקרוסקופים אלקטרוניים מסוג TEM ו-STM בהגדלות של פי כ-1,000,000. בנוסף לצפייה ישירה, ניתן לקבוע את המבנה האטומי בעקיפין תוך שימוש בשיטות אנליטיות רבות. מבנה אטומי מראה את הסידור של אטומים מהם מורכב החומר.