Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe worden kristallen gemaakt?

Kristallen zijn vaste materialen met een zeer geordende microscopische structuur. Ze kunnen in de natuur worden gevonden of kunstmatig worden gemaakt. Natuurlijke kristallen worden gevormd door geologische processen waarbij mineralen uit oplossingen worden neergeslagen. Kunstmatige kristallen worden in laboratoria gekweekt met behulp van verschillende methoden, zoals verdamping, sublimatie en neerslag.

Hier zijn enkele van de gebruikelijke methoden die worden gebruikt om kristallen te maken:

1. Verdamping:Bij deze methode wordt een oplossing die het gewenste kristalliserende materiaal bevat, verwarmd totdat deze verdampt. Naarmate het oplosmiddel verdampt, neemt de concentratie van de opgeloste stof toe, wat uiteindelijk leidt tot de vorming van kristallen. Deze methode wordt vaak gebruikt om zoutkristallen, suikerkristallen en andere anorganische en organische kristallen te laten groeien.

2. Sublimatie:bij deze methode wordt een vast materiaal verwarmd totdat het direct in een gas verandert, zonder de vloeibare fase te passeren. De gasfase condenseert vervolgens terug tot een vaste stof en vormt kristallen. Sublimatie wordt vaak gebruikt om kristallen van materialen met hoge smeltpunten, zoals silicium, koolstof en bepaalde metalen, te zuiveren en te laten groeien.

3. Neerslag:Bij neerslag wordt door middel van een chemische reactie een vast product gecreëerd dat als neerslag uit de oplossing komt. Als het neerslag een kristallijne structuur heeft, zal het kristallen vormen. Deze methode wordt veel gebruikt in de chemie en metallurgie om verschillende kristallijne materialen te synthetiseren en te zuiveren.

4. Hydrothermische synthese:bij deze methode worden kristallen in een oplossing gekweekt onder hoge druk en temperatuuromstandigheden. Het wordt vaak gebruikt om verschillende soorten anorganische kristallen te synthetiseren, waaronder kwarts, edelstenen en andere mineralen.

5. Czochralski-methode:Deze techniek wordt specifiek gebruikt voor het kweken van enkele kristallen van halfgeleidermaterialen, zoals silicium en galliumarsenide. Bij de Czochralski-methode wordt een zaadkristal in gesmolten materiaal gedompeld, en terwijl het langzaam wordt teruggetrokken, stolt het gesmolten materiaal op het zaad en vormt een enkel kristal.

Dit zijn enkele van de belangrijkste methoden die worden gebruikt om kristallen te maken. Elke methode kent zijn eigen specifieke omstandigheden en toepassingen, afhankelijk van het gewenste kristallijne materiaal.