Oldukça ilginç ve detaylı bir konu bu. Maddeler mikroyapı anlamında iki şekilde katılaşabilir. Kristalleşerek veya amorflaşarak katılaşabilirler. Kristalleşerek katılaşmak demek, moleküller belirli bir düzene göre birbirleriyle ilişki kuruyor demek(Kübik, Ortorombik yapı gibi). Burada moleküller arasında kimyasal olarak bir bağ kurulması söz konusudur. Moleküller soğurken azalan enerjilerini en verimli şekilde kullanabilecekleri yapıya doğru evrilirler, bu durumun sonucu olarakta molekküller arasında kimyasal bağlar kurulur(Metallerde metalik bağ, hidrojenli maddelerde hidrojen bağı gibi). Kristalleşerek katılaşan maddelere örnek olarak metalleri verebiliriz. Bu tip maddeler belirli bir kuvvete kadar elastik(yay gibi) davranırlar ve uygulanan kuvveti kaldırırsanız eski haline geri dönerler. Belirli bir kuvvet eşiğinden sonra ise maddenin mikro boyutlardaki yapısında, moleküller dislokasyon ismi verilen boşluklara doğru akmaya başlarlar ve malzeme artık plastik yani geri dönülemez olarak şekil değiştirmiş olur. Bu kuvvet eşiğine akma noktası(yield point) deniyor.
Amorflaşarak katılaşan maddelerde ise moleküller düzensiz bir şekilde dizilirler. Amorf katılarda moleküller arasında tam olarak bir kimyasal bağ yoktur. Moleküllerin camsılaşma sıcaklığına düşmesiyle, kinetik enerjileri de azalır ve kütle halinde katı gibi davranırlar. Bu tip maddelere camlar örnek verilebilir. Bu maddelerin katılaşmasına vitrifikasyon, sıvılaşmasına ise camsılaşma denir. Bu malzemelere viskoelastik malzeme de denir. Bunun sebebi malzeme aynı sıcaklıktayken farklı kuvvetlere maruz kaldığında hem katı hem sıvı gibi davranabiliyor olmasındandır. Sonuçta amorf malzemelerin molekülleri arasında kimyasal bir bağ yoktur. Eğer yeteri kadar kuvveti kısa bir süre içerisinde uygulayabilirsen bu malzemeler anlık olarak akışkan gibi davranırlar(Bingham Plastiği oda sıcaklığında bu özelliğe sahip olduğundan iyi bir örnektir).
Günümüz malzeme biliminde aslında amorf olarak katılaşan maddeleri kristalleştirerek katılaştırma veya aslında kristal olarak katılaşan maddeleri amorf olarak katılaştırma gibi deneyler yapılıyor. Örneğin plastikleri kristalleştirerek katılaştırma çabaları veya seramikleri amorflaştırarak katılaştırma çalışmaları meşhur bir alandır. Bununla birlikte kristalli katıların mikro boyuttaki tanecik yapıları katılaşma sırasında oluşur, madde ne kadar hızlı soğarsa tanecik boyutu o kadar küçük olur. Günümüzde örneğin 1m3 hacme sahip bir metalin tamamı tek bir kristal yapı yani tanecikten oluşabilir mi gibi sorular çalışılmakta.
[1][2][3]
Kaynaklar
- Encyclopedia Britannica. Crystal - Types Of Bonds. Alındığı Tarih: 2 Kasım 2022. Alındığı Yer: Encyclopedia Britannica | Arşiv Bağlantısı
- J. H. Snoeijer, et al. (2020). The Relationship Between Viscoelasticity And Elasticity. Proceedings of the Royal Society A. doi: 10.1098/rspa.2020.0419. | Arşiv Bağlantısı
- omnexus. Glass Transition Temperature (Tg) Of Plastics - Definition & Values. Alındığı Tarih: 2 Kasım 2022. Alındığı Yer: omnexus specialchem | Arşiv Bağlantısı
