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].

Przykłady wakansów
Defekt Frenkla w sieci NaCl (dwie luki kationowe i dwa kationy międzywęzłowe)
Defekt Schottky’ego w sieci NaCl (dwie luki – kationowa i anionowa)

Energię tworzenia wakansu (Ev) 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]:

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).

PrzypisyEdytuj

  1. a b c Encyklopedia techniki; Metalurgia. Katowice: Wydawnictwo "Śląsk", 1978, s. 799.
  2. Encyklopedia techniki; Chemia. Warszawa: Wydawnictwo WNT, 1993, s. 167–168.
  3. Defekty struktury krystalicznej. W: Materiały dydaktyczne PG (inżynieria materiałowa) [on-line]. www.im.mif.pg.gda.pl. [dostęp 2012-07-20]. [zarchiwizowane z tego adresu (2011-03-04)].
  4. Rogalski: Sieć krystaliczna ciał stałych. W: Materiały dydaktyczne WAT [on-line]. www.wtc.wat.edu.pl. [dostęp 2012-07-20].