Amorf (materie): verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
k Volgorde: Zie artikel alleen helemaal bovenaan de pagina |
Geen bewerkingssamenvatting |
||
| Regel 1: | Regel 1: | ||
[[ |
[[Afbeelding:Nev opal09.jpg|thumb|Opaal is een voorbeeld van een amorf mineraal]] |
||
[[ |
[[Afbeelding:Crystalline polycrystalline amorphous2.svg|thumb|Overzicht van de ordening van atomen in kristallijne, polykristallijne en amorfe materie]] |
||
| ⚫ | '''Amorf''' is een |
||
{{Zie ook|Zie [[kristalliniteit]] voor het hoofdartikel over dit onderwerp.}} |
|||
| ⚫ | '''Amorf''' is een begrip uit de [[natuurwetenschap]]pen. '''Amorf materiaal''' of een '''amorfe stof''' is een [[vaste stof]] zonder een [[Kristalliniteit|kristallijne]] structuur: de [[Atoom|atomen]], [[Ion (deeltje)|ionen]] of [[Molecuul|moleculen]] zijn in amorfe [[Materiaal|materialen]] volledig willekeurig gerangschikt. Deze vaste stof-[[fase (stof)|fase]] leidt meestal tot [[Brosheid|brosse]] en (semi)[[Transparantie (optiek)|transparante]] materie, zoals [[glas]]. Men beschrijft amorfe materie ook wel met de termen glas, glasachtig en glazig.<ref name=":0">{{Citeer boek|titel=Materials : engineering, science, processing and design |auteur=M. F. Ashby |medeauteurs=Hugh Shercliff, David Cebon |url=https://www.worldcat.org/oclc/1097951622 |plaats=Kidlington, Oxford, United Kingdom|datum=2019 |ISBN=978-0-08-102376-1}}</ref> |
||
==Etymologie== |
|||
Amorf komt van het [[Oudgrieks]]e ἄμορφος, ''amorphos'' wat letterlijk 'zonder vorm' betekent, namelijk ἀ-: 'zonder' en μορφή: 'uiterlijk, gedaante, vorm'. |
|||
== Voorbeelden == |
== Voorbeelden == |
||
Voorbeelden van amorfe materialen en [[ |
Voorbeelden van amorfe materialen en [[Stof (scheikunde)|stoffen]] zijn: |
||
* [[Glas]], zoals gewoon vensterglas. Een van de wél [[ |
* [[Glas]], zoals gewoon vensterglas. Een van de wél [[Kristalstructuur|kristallijne]] vormen van glas ([[siliciumdioxide]] of silica) is [[kwarts]]. |
||
* [[Kunststof]]fen zijn amorf, met eventueel enigszins [[semikristallijn]]e delen. Veel [[ |
* [[Kunststof]]fen zijn amorf, met eventueel enigszins [[semikristallijn]]e delen. Veel [[Chemische synthese|synthetische]] [[Polymeer|polymeren]], zoals [[polystyreen]], hebben een amorfe structuur.<ref name=":0" /> |
||
| ⚫ | |||
* |
* Metallische glazen: vanaf 1974 commercieel op de markt gebracht, in eerste instantie onder de merknaam metglass. |
||
* [[Mineraloïde]]n zijn amorfe, glasachtige [[Mineraal (geologie)|mineralen]] die in de natuur worden aangetroffen, zoals [[obsidiaan]] en [[opaal]]. |
* [[Mineraloïde]]n zijn amorfe, glasachtige [[Mineraal (geologie)|mineralen]] die in de natuur worden aangetroffen, zoals [[obsidiaan]] en [[opaal]]. |
||
* [[organische verbinding|Organische]] vaste stoffen zoals [[bijenwas]] en [[paraffine]], maar bijvoorbeeld ook [[barnsteen]]. |
* [[organische verbinding|Organische]] vaste stoffen zoals [[bijenwas]] en [[paraffine]], maar bijvoorbeeld ook [[barnsteen]]. |
||
* [[suikerspin (snoepgoed)|Suikerspin]] wordt gemaakt door gesmolten [[tafelsuiker|suiker]] heel dun weg te spuiten, waardoor deze, als gevolg van het grote contactoppervlak aan de [[lucht]], heel snel afkoelt. |
* [[suikerspin (snoepgoed)|Suikerspin]] wordt gemaakt door gesmolten [[tafelsuiker|suiker]] heel dun weg te spuiten, waardoor deze, als gevolg van het grote contactoppervlak aan de [[lucht]], heel snel afkoelt. |
||
==Vorming van amorfe vaste stof== |
== Vorming van amorfe vaste stof == |
||
Een amorfe fase van materie wordt verkregen door materiaal vanuit de vloeibare [[aggregatietoestand]] heel snel af te koelen. Voor [[metaal|metalen]] moet dat met een snelheid van meer dan 1.000 [[Kelvin (eenheid)|K]] per seconde, een productieproces dat [[afschrikken]] wordt genoemd. De atomen of moleculen hebben bij het [[Stolling|stollen]] dan niet voldoende tijd om zich te rangschikken naar een kristalrooster, ook al is de kristallijne fase [[Gibbs vrije energie|energetisch]] gunstiger. De [[lijst van materiaaleigenschappen|materiaaleigenschappen]] van amorfe materialen zijn beduidend anders dan die van de kristallijne varianten.<ref name=":0" /> |
Een amorfe fase van materie wordt verkregen door materiaal vanuit de vloeibare [[aggregatietoestand]] heel snel af te koelen. Voor [[metaal|metalen]] moet dat met een snelheid van meer dan 1.000 [[Kelvin (eenheid)|K]] per seconde, een productieproces dat [[afschrikken]] wordt genoemd. De atomen of moleculen hebben bij het [[Stolling|stollen]] dan niet voldoende tijd om zich te rangschikken naar een kristalrooster, ook al is de kristallijne fase [[Gibbs vrije energie|energetisch]] gunstiger. De [[lijst van materiaaleigenschappen|materiaaleigenschappen]] van amorfe materialen zijn beduidend anders dan die van de kristallijne varianten.<ref name=":0" /> |
||
| Regel 22: | Regel 22: | ||
Omdat er nog veel onduidelijk is over het hoe en waarom van de eigenschappen van amorfe stoffen, wordt er veel onderzoek naar gedaan. |
Omdat er nog veel onduidelijk is over het hoe en waarom van de eigenschappen van amorfe stoffen, wordt er veel onderzoek naar gedaan. |
||
De temperatuur waarbij een amorfe stof smelt wordt de [[glastemperatuur]] (T<sub>g</sub>) genoemd. De stof is boven de glastemperatuur zeer [[Viscositeit|viskeus]]. Soms is de glastemperatuur niet goed te bepalen, omdat de [[faseovergang|overgang]] |
De temperatuur waarbij een amorfe stof smelt wordt de [[glastemperatuur]] (T<sub>g</sub>) genoemd. De stof is boven de glastemperatuur zeer [[Viscositeit|viskeus]]. Soms is de glastemperatuur niet goed te bepalen, omdat de [[faseovergang|overgang]], het [[smelttraject]], van vaste stof naar [[vloeistof]] geleidelijk verloopt. |
||
Soms is het moeilijk een amorfe vorm van een stof te maken. Het afkoelen moet zeer snel gebeuren. Sommige materialen raken makkelijk in de toestand van [[Superkoeling|onderkoelde]] vloeistof, die vervolgens zeer snel kan kristalliseren. |
Soms is het moeilijk een amorfe vorm van een stof te maken. Het afkoelen moet zeer snel gebeuren. Sommige materialen raken makkelijk in de toestand van [[Superkoeling|onderkoelde]] vloeistof, die vervolgens zeer snel kan kristalliseren. |
||
Amorfe structuren ontstaan vaak door het toevoegen van een andere stof. Zo ontstaat glas uit [[siliciumdioxide]] |
Amorfe structuren ontstaan vaak door het toevoegen van een andere stof. Zo ontstaat glas uit [[siliciumdioxide]] SiO<sub>2</sub> door toevoegen van [[Natriumcarbonaat|soda]]. Deze techniek wordt al duizenden jaren toegepast. Van het amorfe glas kunnen, juist door de amorfe structuur, gemakkelijk allerlei vormen gemaakt worden. Met kristallijne stoffen gaat dat veel minder goed, vooral als ze [[Hardheid (materiaalkunde)|hard]] zijn, zoals siliciumdioxide. Een [[Ductiliteit|ductiel]] (zachter) kristallijn materiaal, zoals [[metaal]], kan wel gevormd worden in allerlei vormen, bijvoorbeeld door de stof te verhitten ([[smeden]]).<ref name=":0" /> |
||
Amorfe materialen hebben, door de grotere afstand tussen de atomen, een lagere [[ |
Amorfe materialen hebben, door de grotere afstand tussen de atomen, een lagere [[Dichtheid (natuurkunde)|dichtheid]] dan een kristallijne vorm van een materiaal .<ref name=":0" /> Bovendien zijn de stoffen minder hard, en [[Brosheid|brosser]]. |
||
<gallery |
<gallery caption="Vergelijking van amorfe en kristallijne siliciumdioxide" widths="300px" heights="200px" perrow="2"> |
||
Silica.svg|Amorfe siliciumdioxide SiO<sub>2</sub> |
|||
Bestand:Silica.svg|alt=|De amorfe structuur van [[kwartsglas]] laat zien dat de [[Siliciumdioxide|SiO<sub>2</sub>]]-moleculen volledig willekeurig zijn gerangschikt |
|||
SiO² Quartz.svg|Kristallijne SiO<sub>2</sub> |
|||
</gallery> |
</gallery> |
||
== Zie ook == |
|||
{{Zusterproject klein|commonscat=Amorphous matter|commonscat titel=Amorf|wiktionary=Amorf}} |
{{Zusterproject klein|commonscat=Amorphous matter|commonscat titel=Amorf|wiktionary=Amorf}} |
||
| ⚫ | |||
{{Appendix}} |
{{Appendix|Voetnoten}} |
||
| ⚫ | |||
[[Categorie:Aggregatietoestand]] |
[[Categorie:Aggregatietoestand]] |
||
| ⚫ | |||
[[Categorie:Vastestoffysica]] |
[[Categorie:Vastestoffysica]] |
||
Versie van 24 mei 2024 17:07
Amorf is een begrip uit de natuurwetenschappen. Amorf materiaal of een amorfe stof is een vaste stof zonder een kristallijne structuur: de atomen, ionen of moleculen zijn in amorfe materialen volledig willekeurig gerangschikt. Deze vaste stof-fase leidt meestal tot brosse en (semi)transparante materie, zoals glas. Men beschrijft amorfe materie ook wel met de termen glas, glasachtig en glazig.[1]
Amorf komt van het Oudgriekse ἄμορφος, amorphos wat letterlijk 'zonder vorm' betekent, namelijk ἀ-: 'zonder' en μορφή: 'uiterlijk, gedaante, vorm'.
Voorbeelden
Voorbeelden van amorfe materialen en stoffen zijn:
- Glas, zoals gewoon vensterglas. Een van de wél kristallijne vormen van glas (siliciumdioxide of silica) is kwarts.
- Kunststoffen zijn amorf, met eventueel enigszins semikristallijne delen. Veel synthetische polymeren, zoals polystyreen, hebben een amorfe structuur.[1]
- Amorf silicium
- Metallische glazen: vanaf 1974 commercieel op de markt gebracht, in eerste instantie onder de merknaam metglass.
- Mineraloïden zijn amorfe, glasachtige mineralen die in de natuur worden aangetroffen, zoals obsidiaan en opaal.
- Organische vaste stoffen zoals bijenwas en paraffine, maar bijvoorbeeld ook barnsteen.
- Suikerspin wordt gemaakt door gesmolten suiker heel dun weg te spuiten, waardoor deze, als gevolg van het grote contactoppervlak aan de lucht, heel snel afkoelt.
Vorming van amorfe vaste stof
Een amorfe fase van materie wordt verkregen door materiaal vanuit de vloeibare aggregatietoestand heel snel af te koelen. Voor metalen moet dat met een snelheid van meer dan 1.000 K per seconde, een productieproces dat afschrikken wordt genoemd. De atomen of moleculen hebben bij het stollen dan niet voldoende tijd om zich te rangschikken naar een kristalrooster, ook al is de kristallijne fase energetisch gunstiger. De materiaaleigenschappen van amorfe materialen zijn beduidend anders dan die van de kristallijne varianten.[1]
Materiaaleigenschappen
Omdat er nog veel onduidelijk is over het hoe en waarom van de eigenschappen van amorfe stoffen, wordt er veel onderzoek naar gedaan.
De temperatuur waarbij een amorfe stof smelt wordt de glastemperatuur (Tg) genoemd. De stof is boven de glastemperatuur zeer viskeus. Soms is de glastemperatuur niet goed te bepalen, omdat de overgang, het smelttraject, van vaste stof naar vloeistof geleidelijk verloopt.
Soms is het moeilijk een amorfe vorm van een stof te maken. Het afkoelen moet zeer snel gebeuren. Sommige materialen raken makkelijk in de toestand van onderkoelde vloeistof, die vervolgens zeer snel kan kristalliseren.
Amorfe structuren ontstaan vaak door het toevoegen van een andere stof. Zo ontstaat glas uit siliciumdioxide SiO2 door toevoegen van soda. Deze techniek wordt al duizenden jaren toegepast. Van het amorfe glas kunnen, juist door de amorfe structuur, gemakkelijk allerlei vormen gemaakt worden. Met kristallijne stoffen gaat dat veel minder goed, vooral als ze hard zijn, zoals siliciumdioxide. Een ductiel (zachter) kristallijn materiaal, zoals metaal, kan wel gevormd worden in allerlei vormen, bijvoorbeeld door de stof te verhitten (smeden).[1]
Amorfe materialen hebben, door de grotere afstand tussen de atomen, een lagere dichtheid dan een kristallijne vorm van een materiaal .[1] Bovendien zijn de stoffen minder hard, en brosser.
- Vergelijking van amorfe en kristallijne siliciumdioxide
-
Amorfe siliciumdioxide SiO2 -
Kristallijne SiO2
Voetnoten
- ↑ a b c d e M. F. Ashby, Hugh Shercliff, David Cebon (2019). Materials : engineering, science, processing and design, Kidlington, Oxford, United Kingdom. ISBN 978-0-08-102376-1.