Klyvning (kristall) - Cleavage (crystal)
Klyvning , i mineralogi , är kristallina materialens tendens att splittras längs bestämda kristallografiska strukturplan. Dessa plan för relativ svaghet är ett resultat av de regelbundna platserna för atomer och joner i kristallen, som skapar släta upprepade ytor som är synliga både i mikroskopet och med blotta ögat. Om bindningar i vissa riktningar är svagare än andra tenderar kristallen att dela sig längs de svagt bundna planen. Dessa platta raster kallas "klyvning". Det klassiska exemplet på klyvning är glimmer , som klyver i en enda riktning längs basal pinacoid , vilket gör att lagren verkar som sidor i en bok. Faktum är att mineraloger ofta hänvisar till "glimmerböcker".
Diamant och grafit ger exempel på klyvning. Båda består enbart av ett enda element , kol . Men i diamant är varje kolatom bunden till fyra andra i ett tetraedralt mönster med korta kovalenta bindningar . Svaghetsplanen (klyvningsplan) i en diamant är i fyra riktningar, efter oktaederns ansikten .
I grafit finns kolatomer i lager i ett sexkantigt mönster där de kovalenta bindningarna är kortare (och därmed ännu starkare) än diamantens. Varje lager är dock anslutet till det andra med en längre och mycket svagare van der Waals -bindning . Detta ger grafit en enda klyvningsriktning, parallell med den basala pinakoid. Så svagt är denna bindning att den bryts med liten kraft, vilket ger grafit en halkänsla när skikten skär isär. Som ett resultat gör grafit ett utmärkt torrt smörjmedel . Medan alla enstaka kristaller kommer att visa en viss tendens att dela sig längs atomplan i sin kristallstruktur , om skillnaderna mellan en eller annan riktning inte är tillräckligt stora, kommer mineralet inte att visa klyvning. Corundum visar till exempel ingen klyvning.
Typer av klyvning
Klyvning bildar parallellt med kristallografiska plan:
- Basal eller pinakoidal klyvning uppstår när det bara finns ett klyvningsplan. Grafit har basal klyvning. Glimmer (som muskovit eller biotit) har också basal klyvning; det är därför glimmer kan skalas till tunna ark.
- Kubisk klyvning uppstår när det finns tre klyvningsplan som skär varandra i 90 grader. Halit (eller salt) har kubisk klyvning, och därför, när halitkristaller bryts, kommer de att bilda fler kuber.
- Oktaedrisk klyvning uppstår när det finns fyra klyvningsplan i en kristall. Fluorit uppvisar perfekt oktaedrisk klyvning. Oktaedrisk klyvning är vanlig för halvledare . Diamond har också oktaedrisk klyvning.
- Rhombohedral klyvning uppstår när det finns tre klyvningsplan som skär varandra i vinklar som inte är 90 grader. Kalcit har rombohedral klyvning.
- Prismatisk klyvning uppstår när det finns två klyvningsplan i en kristall. Spodumen uppvisar prismatisk klyvning.
- Dodecahedral klyvning uppstår när det finns sex klyvningsplan i en kristall. Sphalerite har klyvning av dodeka -katedralen.
Avsked
Kristall parting uppstår när mineraler brytas längs plan av strukturell svaghet på grund av yttre stress, längs tvillingkompositionsplan, eller längs svaghetsplan på grund av exsolution av en annan mineral. Avbrottspauser är mycket likna klyvning i utseende, men orsaken är en annan. Klyvning uppstår på grund av svaghet i konstruktionen medan avskiljningen beror på tillväxtdefekter (avvikelser från den grundläggande kristallografiska designen). Således kommer klyvning att inträffa i alla prover av ett visst mineral, medan avskiljning endast finns i prover med strukturella defekter. Exempel på avskiljning inkluderar den oktaedriska avskiljningen av magnetit , rombohedral och basal avskiljning i korund , och basal avskiljning i pyroxener .
Användningsområden
Klyvning är en fysisk egenskap som traditionellt används vid mineralidentifiering, både i handprov och mikroskopisk undersökning av berg- och mineralstudier. Som ett exempel är vinklarna mellan de prismatiska klyvningsplanen för pyroxenerna (88–92 °) och amfibolerna (56–124 °) diagnostiska.
Kristallklyvning är av teknisk betydelse inom elektronikindustrin och vid skärning av ädelstenar .
Ädelstenar klyvs i allmänhet av stötar, som vid diamantskärning .
Syntetiska enkristaller av halvledarmaterial säljs i allmänhet som tunna skivor som är mycket lättare att klyva. Att helt enkelt trycka en kiselskiva mot en mjuk yta och skrapa kanten med en diamantpinne räcker vanligtvis för att orsaka klyvning; men när man tärnar en skiva för att bilda chips, följs ofta ett förfarande för poängsättning och brytning för större kontroll. Elementära halvledare (Si, Ge och diamant) är diamantkubik , en rymdgrupp för vilken oktaedrisk klyvning observeras. Detta innebär att vissa orienteringar av skivan gör att nästan perfekta rektanglar kan klyvas. De flesta andra kommersiella halvledare ( GaAs , InSb , etc.) kan tillverkas i den relaterade zinkblandningsstrukturen , med liknande klyvningsplan.