主な違い – 等方性と異方性
等方性と異方性は、材料科学の材料特性と基本的な結晶学の結晶形態を説明するために広く使用されている 2 つの重要な用語です。結晶のような特定の材料では、原子の向きが物理的および機械的特性に影響を与えるため、非常に重要です。原子の向きに基づいて、材料は等方性材料と異方性材料の 2 つのクラスに大別されます。等方性と異方性の主な違いは、等方性材料の特性はすべての方向で同じであるということです。 一方、異方性材料では、特性は方向に依存します。
この記事では、
1.等方性とは
– 定義、プロパティ、例
2.異方性とは
– 定義、プロパティ、例
3.等方性と異方性の違いは何ですか 
等方性とは
材料の特性 (機械的、物理的、熱的、および電気的特性) が異なる結晶方位で変化しない場合、つまり、特性が方向に依存しない場合、その材料は等方性と呼ばれます。等方性結晶は、すべての方向で 1 つの屈折率を持ちます。立方対称性を持つ結晶やガラスなどのアモルファス材料は等方性材料と見なされます。立方晶の例としては、岩塩や塩化ナトリウムなどがあります。ただし、立方晶のすべての特性が等方性であるとは限りません。通常、立方晶は、電気伝導度と焦電効果に関して等方性です。ただし、立方晶は、剛性、せん断、体積弾性率などの弾性特性に関して、方向に依存しません。等方性結晶は、窓やレンズによく使用されます。植物の細胞壁はどこでもほぼ同じであるため、等方性であると見なされます。
図 01:ガラスは等方性材料の例です。
異方性とは
異方性という用語は、方向に依存する原子配列を持つ材料を指すために使用されます。言い換えれば、物理的特性は、材料内のさまざまな方向に沿って変化します。通常、異方性材料は、原子の配向が大きく異なるため、等方性材料よりも本質的に非常に一般的です。立方晶を除くほとんどすべての結晶は異方性と見なされます。異方性結晶には多くの屈折率があります。そのため、異方性結晶は結晶の複屈折、光学活性、二色性、分散に影響を与えます。複屈折は、結晶の光透過率の違いとして知られています。水晶などの特定の結晶は、偏光が通過すると回転します。このような結晶は光学活性結晶と呼ばれます。 2 つの異なる振動軸に沿って電磁放射を吸収する能力は、二色性と呼ばれます .同じ結晶が異なる波長の光の屈折差を持つ場合、それは分散と呼ばれます。異方性結晶は、偏光子、光学波長板、ウェッジなど、多くの光学用途に使用されます。異方性材料の一般的な例は、木材や複合材料です。植物細胞では、細胞内オルガネラが存在するため、内部または細胞質は異方性と見なされます。
図 02:木は異方性材料の例です。
等方性と異方性の違い
定義
等方性材料: 物質の特定の特性は、その原子配列に沿って変化しません
異方性材料: 物質の性質は、その原子配列によって異なります。
プロパティ
等方性材料: 等方性材料の特性は方向に依存しません。
異方性材料: 異方性材料の特性は方向に依存します。
例
等方性材料: 立方対称の結晶や、ガラスなどのアモルファス材料がその例です。
異方性マテリアル: 立方晶、木材、および複合材料を除くすべての結晶は、異方性材料の例です。
RI インデックス
等方性材料: 等方性材料は単一の屈折率を持ちます。
異方性材料: 異方性材料には複数の屈折率があります。
特徴
等方性材料: 等方性結晶は、屈折率が異なるため、複屈折、光学活性、二色性、分散などの特性を示しません。
異方性マテリアル: 異方性結晶は、異なる屈折率による複屈折、光学活性、二色性、および分散を示します。
光学分野での応用
等方性材料: 窓とレンズには等方性結晶が使用されています。
異方性材料: 異方性結晶は、偏光子、光学波長板、ウェッジに使用されます。
まとめ
等方性と異方性は、材料の原子配向、構造、および形態を説明するために材料科学と結晶学で広く使用されている 2 つの用語です。立方晶や非晶質材料 (例:ガラス) などの等方性材料では、特性は材料の方向に沿って変化しません。木材や複合材料などの異方性材料では、特性は材料の方向に沿って変化します。これが等方性と異方性の主な違いです。
参考文献:
1. Hammond, C. &Hammond, C. (2009)。結晶学と回折の基礎 (Vol. 12)。オックスフォード:オックスフォード大学出版局.
2.古川由紀・中島健一 (2001).結晶成長研究の進歩。エルゼビア.
3. Bell, S. &Morris, K. (2009)。顕微鏡の紹介です。
4.CRCプレス。 Sivasankar、B. (2008)。工学化学 (p. 499)。ニューデリー:Tata McGraw-Hill.
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