ナノ結晶材料と多結晶材料の決定的な違いは、多結晶材料が大きな粒子で構成されているのに対して、ナノスケールの粒子材料であることである。

私たちが知っている材料は、粒子の大きさや結晶の粒の大きさで分類されます。ナノ結晶材料と多結晶材料がそれである。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. ナノ結晶とは 3. 多結晶とは 4. 横から見た比較 - ナノ結晶と多結晶の表形式 5. まとめ

ナノクリスタルは何ですか？

ナノ結晶材料は、ナノメートルサイズの粒を含む材料である。これらの材料は、非晶質材料間の空隙を埋める傾向があるため、これらの結晶粒の配列には長距離秩序が存在しない。そのため、ナノ結晶材料は従来から結晶の粗い材料であった。一般に、ナノ結晶材料の定義は微妙に異なっている。ただし、100nm以下の結晶粒を含む材料は、一般にナノ結晶材料とみなされる。また、100～500nmの粒を「超微粒子」と呼ぶ。ナノ結晶材料は、単にNCと呼ぶこともある。

図01：ナノ結晶

X線回折は、CNC材料の粒径を測定するための主要な技術である。結晶粒が非常に小さい材料は、回折ピークがブロードになります。このブロードなピークを利用して、Schellの式やWilliamson-Hall曲線を用いて粒径を決定することができる。あるいは、Warren-Affbach法や回折パターンのコンピュータシミュレーションなど、より高度な方法を用いることもできる。

CNC材料の合成を考える場合、いくつかのアプローチがある。これらの技術は、材料の相状態を利用したものである。例えば、CNCの製造技術として、固相加工、液相加工、気相加工、溶液加工などがある。

多結晶体は何ですか？

多結晶材料とは、ナノメートル以上の大きさの結晶粒を含む材料である。これらの材料は、主に冷却時に形成される。多結晶体中の結晶粒は「結晶子」と呼ばれる。材料中のこれらの結晶子の配向は、通常、特定の方向性を持たないランダムなものであり、ランダムなテクスチャーなどである。多結晶体をPCと略すことがある。

私たちが知っている有機固体のほとんどは多結晶体である。一般的な例としては、セラミックス、岩石、氷などがあります。ポリカーボネート材料の結晶化度は、その特性を決定する上で非常に重要である。例えば、硫黄は結晶性の度合いによって異なる性質を持つ異性体として存在することがあります。

微小結晶の大きさは、X線回折技術によって測定することができる。粒径は、透過型電子顕微鏡など他の方法で測定することも可能です。素材に大きな単結晶が含まれていて、簡単に扱えることもある。

ナノ結晶と多結晶性の違い

私たちが知っている材料は、粒子の大きさによって、あるいは粒子を見ることによって、さまざまなカテゴリーに分けることができます。ナノ結晶材料と多結晶材料がそれである。通常、100nm以下の結晶粒を含む材料はナノ結晶材料、100nm以上の結晶粒を含む材料は多結晶材料と呼ばれる。したがって、ナノ結晶と多結晶の決定的な違いは、ナノ結晶材料はナノスケールの粒子で構成されているのに対し、多結晶材料は大きな粒子で構成されていることである。

以下のインフォグラフィックは、ナノクリスタルと多結晶の違いをまとめたものである。

概要 - ナノ結晶 vs. 多結晶性

材料は、粒子の大きさによって、あるいは粒を見ることによって、ナノ結晶材料と多結晶材料に大別される。ナノ結晶と多結晶の大きな違いは、ナノ結晶材料はナノスケールの粒子で構成されているのに対し、多結晶材料は大きな粒子で構成されている点である。

引用

1 「ナノ結晶材料」、科学的指針。