Polykristallijn versus monokristallijn
Kristallijn is een kristal, samengesteld uit kristal of lijkt op een kristal. Kristallijne vaste stoffen of kristallen hebben geordende structuren en symmetrie. De atomen, moleculen of ionen in kristallen zijn op een bepaalde manier gerangschikt en hebben dus een langeafstandsvolgorde. In kristallijne vaste stoffen is er een regelmatig, herhalend patroon; dus kunnen we een herhalende eenheid identificeren. Per definitie is een kristal een homogene chemische verbinding met een regelmatige en periodieke rangschikking van atomen. Voorbeelden zijn haliet, zout (NaCl) en kwarts (SiO2). Kristallen zijn echter niet beperkt tot mineralen: ze bevatten de meeste vaste stoffen zoals suiker, cellulose, metalen, botten en zelfs DNA. Kristallen komen van nature voor op aarde als grote kristallijne rotsen, zoals kwarts, graniet. Kristallen worden ook gevormd door levende organismen. Zo wordt calciet geproduceerd door weekdieren. Er zijn kristallen op waterbasis in de vorm van sneeuw, ijs of gletsjers. Kristallen kunnen worden ingedeeld op basis van hun fysische en chemische eigenschappen. Het zijn covalente kristallen (bijv. diamant), metaalkristallen (bijv. pyriet), ionische kristallen (bijv. natriumchloride) en moleculaire kristallen (bijv. suiker). Kristallen kunnen verschillende vormen en kleuren hebben. Kristallen hebben een esthetische waarde en er wordt aangenomen dat ze helende eigenschappen hebben; dus gebruiken mensen ze om sieraden te maken.
Polykristallijn
In de natuur lijken kristallen meestal hun langeafstandsorde te hebben verstoord. Polykristallijn zijn vaste stoffen die zijn samengesteld uit een groot aantal kleine kristallen. Deze zijn gerangschikt in verschillende oriëntaties en zijn begrensd door zeer gebrekkige grenzen. De kristallen in een polykristallijne vaste stof zijn microscopisch klein en staan bekend als kristallieten. Deze worden ook wel granen genoemd. Er zijn vaste stoffen, die zijn samengesteld uit een enkel kristal zoals edelstenen en silicium eenkristallen, maar deze komen in de natuur zeer zelden voor. Meestal zijn vaste stoffen polykristallijn. In een structuur als deze wordt het aantal eenkristallen bij elkaar gehouden door een laag amorfe vaste stoffen. Amorfe vaste stof is een vaste stof, die een kristallijne structuur mist. Dat wil zeggen, het heeft geen geordende rangschikking op lange afstand van atomen, moleculen of ionen in de structuur. Daarom is in een polykristallijne structuur de orde op lange termijn verstoord. Alle metalen en keramiek zijn bijvoorbeeld polykristallijn. In deze zijn de volgorde en de oriëntatie erg willekeurig. Het kan worden bepaald aan de hand van de manier waarop de polykristallijne vaste stof is gegroeid of door de verwerkingsomstandigheden.
Monokristallijn
Het woord "mono" betekent één. Dus het woord monokristallijn betekent een enkel kristal. Monokristallijne vaste stoffen zijn samengesteld uit een enkel kristalrooster en hebben daarom een langeafstandsvolgorde. Er zijn dus geen korrelgrenzen. Deze uniformiteit geeft ze unieke mechanische, optische en elektrische eigenschappen. Enkele siliciumkristallen worden gebruikt in halfgeleiders. Omdat monokristallijne vaste stoffen een hogere elektrische geleidbaarheid hebben, worden ze gebruikt in hoogwaardige elektrische toepassingen. Verder is hun sterkte erg hoog, dus gebruikt voor het produceren van materiaal met hoge sterkte.
Wat is het verschil tussen monokristallijn en polykristallijn?
• Polykristallijne vaste stoffen zijn samengesteld uit vele aantallen kristallijne vaste stoffen, terwijl monokristallijne vaste stoffen een enkel rooster hebben.
• Monokristallijne vaste stoffen hebben geordende structuren en symmetrie, maar in een polykristallijne structuur is de langeafstandsorde verstoord.
• Monokristallijne structuur is uniform en kent geen grenzen, maar polykristallijne structuur verschilt hiervan. Het heeft geen doorlopende structuur en het heeft grenzen tussen korrels.
