Wakans

Przykłady wakansów

(c) Gabe rosser, CC-BY-SA-3.0

Defekt Frenkla w sieci NaCl (dwie luki kationowe i dwa kationy międzywęzłowe)

Defekt Schottky’ego w sieci NaCl (dwie luki – kationowa i anionowa)

Wakans, wakancja, wakansja (z łac. vacat 'jest puste', od vacare 'być wolnym, pustym') – rodzaj defektu punktowego sieci krystalicznej, węzeł sieci nieobsadzony atomem lub jonem^[1][2].

Energię tworzenia wakansu (E_v) wyraża się jako pracę potrzebną do przeniesienia atomu lub jonu z węzła na powierzchnię kryształu. Od tej wartości zależy równowagowa koncentracja wakansów, wyrażana przez stosunek liczby węzłów (n) do liczby atomów (N); zależność n/N od temperatury (T) opisuje równanie (k – stała Boltzmanna)^[1]:

${\displaystyle {\frac {n}{N}}=\exp \left(-{\frac {E_{v}}{kT}}\right)}$

Poza wakansami pojedynczymi w sieciach krystalicznych – głównie w kryształach jonowych – występują pary wakansów, czyli wakanse podwójne (biwakanse)^[1], na przykład^[3][4]:

• defekty Frenkla – występujące w bliskiej odległości nie obsadzone węzły i jony w przestrzeniach międzywęzłowych
• defekty Schottky’ego – występujące obok siebie dwa nieobsadzone węzły – kationowy i anionowy.

Obecność wakansów wpływa na właściwości materiałów, przykładowo plastyczność – sprzyja wspinaniu się dyslokacji krawędziowych (np. w czasie odkształcania), ułatwia dyfuzję (np. w czasie obróbki chemicznej stopów).

Przypisy