Texture (chemistry)
भौतिक रसायन विज्ञान और सामग्री विज्ञान में, बनावट एक पॉलीक्रिस्टलाइन नमूने के क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास का वितरण है (यह भूवैज्ञानिक कपड़े का भी हिस्सा है)। एक नमूना जिसमें ये अभिविन्यास पूरी तरह से यादृच्छिक हैं, कहा जाता है कि उनकी कोई अलग बनावट नहीं है। यदि क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास यादृच्छिक नहीं हैं, लेकिन कुछ पसंदीदा अभिविन्यास हैं, तो नमूने में एक कमजोर, मध्यम या मजबूत बनावट है। डिग्री पसंदीदा अभिविन्यास वाले क्रिस्टल के प्रतिशत पर निर्भर करती है। बनावट लगभग सभी इंजीनियर सामग्रियों में देखी जाती है, और सामग्री के गुणों पर इसका बहुत प्रभाव पड़ सकता है। थर्मो-मैकेनिकल प्रक्रियाओं के दौरान सामग्री में बनावट बनती है, उदाहरण के लिए उत्पादन प्रक्रियाओं के दौरान। लुढ़क रहा है। नतीजतन, रोलिंग प्रक्रिया के बाद अक्सर अवांछित बनावट की मात्रा को कम करने के लिए गर्मी उपचार किया जाता है। बनावट और सामग्री की सूक्ष्म संरचना के लक्षण वर्णन के साथ संयोजन में उत्पादन प्रक्रिया को नियंत्रित करने से सामग्री के गुणों को निर्धारित करने में मदद मिलती है, अर्थात। प्रसंस्करण-सूक्ष्म संरचना-बनावट-संपत्ति संबंध। इसके अलावा, भूवैज्ञानिक चट्टानें गठन प्रक्रियाओं के अपने थर्मो-मैकेनिक इतिहास के कारण बनावट दिखाती हैं। एक चरम मामला बनावट की पूर्ण कमी हैः पूरी तरह से यादृच्छिक क्रिस्टलीय अभिविन्यास के साथ एक ठोस में क्रिस्टलीय के आकार से पर्याप्त बड़े पैमाने पर समस्थानिक गुण होंगे। विपरीत चरम एक पूर्ण एकल क्रिस्टल है, जिसमें संभवतः ज्यामितीय आवश्यकता के अनुसार अनिसोट्रोपिक गुण हैं। विशेषता और प्रतिनिधित्व बनावट को विभिन्न तरीकों से निर्धारित किया जा सकता है। कुछ विधियाँ बनावट के मात्रात्मक विश्लेषण की अनुमति देती हैं, जबकि अन्य केवल गुणात्मक होती हैं। मात्रात्मक तकनीकों में, सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला टेक्सचर गोनियोमीटर का उपयोग करके एक्स-रे विवर्तन है, इसके बाद स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में इलेक्ट्रॉन बैकस्कैटर विवर्तन (ई. बी. एस. डी.) विधि है। गुणात्मक विश्लेषण लाऊ फोटोग्राफी, सरल एक्स-रे विवर्तन या ध्रुवीकृत सूक्ष्मदर्शी द्वारा किया जा सकता है। न्यूट्रॉन और सिंक्रोट्रॉन उच्च-ऊर्जा एक्स-रे विवर्तन थोक सामग्री के बनावट को निर्धारित करने और स्थिति विश्लेषण के लिए उपयुक्त हैं, जबकि प्रयोगशाला एक्स-रे विवर्तन उपकरण पतली फिल्मों के बनावट का विश्लेषण करने के लिए अधिक उपयुक्त हैं। बनावट को अक्सर एक ध्रुव आकृति का उपयोग करके दर्शाया जाता है, जिसमें सामग्री के प्रसंस्करण इतिहास से संबंधित दिशाओं के साथ-साथ क्रिस्टलीय पदार्थों की प्रतिनिधि संख्या में से प्रत्येक से एक निर्दिष्ट क्रिस्टलोग्राफिक अक्ष (या ध्रुव) को एक स्टीरियोग्राफिक प्रक्षेपण में प्लॉट किया जाता है। ये दिशाएँ तथाकथित नमूना संदर्भ फ्रेम को परिभाषित करती हैं और हैं, क्योंकि बनावट की जांच धातुओं के ठंडे काम से शुरू होती है, जिसे आमतौर पर रोलिंग दिशा आर. डी., अनुप्रस्थ दिशा टी. डी. और सामान्य दिशा एन. डी. के रूप में जाना जाता है। खींचे गए धातु के तारों के लिए बेलनाकार फाइबर अक्ष नमूना दिशा के रूप में निकला जिसके चारों ओर पसंदीदा अभिविन्यास आमतौर पर देखा जाता है (नीचे देखें)। आम बनावट कई बनावट हैं जो आमतौर पर संसाधित (घन) सामग्री में पाए जाते हैं। उनका नाम या तो उस वैज्ञानिक द्वारा रखा जाता है जिसने उनकी खोज की थी, या उस सामग्री द्वारा जिसमें वे सबसे अधिक पाए जाते हैं। ये सरलीकरण उद्देश्यों के लिए मिलर सूचकांकों में दिए गए हैं। घन घटकः (001) [100] पीतल घटकः (110) [-112] तांबा घटकः (112) [11-1] S घटकः (123) [63-4] अभिविन्यास वितरण कार्य क्रिस्टलोग्राफिक बनावट का पूर्ण 3D प्रतिनिधित्व अभिविन्यास वितरण कार्य (ODF) द्वारा दिया जाता है जिसे ध्रुव आकृतियों या विवर्तन पैटर्न के एक सेट के मूल्यांकन के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है। इसके बाद, सभी ध्रुव आकृतियों को ओडीएफ से प्राप्त किया जा सकता है। ओडीएफ को एक निश्चित अभिविन्यास के साथ अनाज के आयतन अंश के रूप में परिभाषित किया गया है। अभिविन्यास को आम तौर पर तीन यूलर कोणों का उपयोग करके पहचाना जाता है। यूलर कोण तब पॉलीक्रिस्टल के प्रत्येक व्यक्तिगत दाने के क्रिस्टलोग्राफिक संदर्भ फ्रेम में नमूने के संदर्भ फ्रेम से संक्रमण का वर्णन करते हैं। इस प्रकार एक अलग-अलग यूलर कोणों के एक बड़े समूह के साथ समाप्त होता है, जिसका वितरण ओडीएफ द्वारा वर्णित है। अभिविन्यास वितरण कार्य, ओडीएफ, को सीधे किसी भी तकनीक द्वारा नहीं मापा जा सकता है। परंपरागत रूप से एक्स-रे विवर्तन और ई. बी. एस. डी. दोनों ध्रुव के आंकड़े एकत्र कर सकते हैं। खंभे की आकृतियों या सामान्य रूप से डेटा से ओडीएफ प्राप्त करने के लिए विभिन्न पद्धतियाँ मौजूद हैं। उन्हें इस आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है कि वे ओडीएफ का प्रतिनिधित्व कैसे करते हैं। कुछ ओडीएफ को एक कार्य, कार्यों के योग के रूप में दर्शाते हैं या इसे हार्मोनिक कार्यों की एक श्रृंखला में विस्तारित करते हैं। अन्य, जिन्हें असतत विधियों के रूप में जाना जाता है, कोशिकाओं में ओडीएफ स्थान को विभाजित करते हैं और प्रत्येक कोशिका में ओडीएफ के मूल्य को निर्धारित करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं। तार और फाइबर में, सभी क्रिस्टल का अक्षीय दिशा में लगभग समान अभिविन्यास होता है, लेकिन लगभग यादृच्छिक रेडियल अभिविन्यास होता है। इस नियम के सबसे परिचित अपवाद फाइबरग्लास हैं, जिसमें कोई क्रिस्टल संरचना नहीं है, और कार्बन फाइबर, जिसमें क्रिस्टलीय अनिसोट्रोपी इतनी महान है कि एक अच्छी गुणवत्ता वाला फिलामेंट लगभग बेलनाकार समरूपता (अक्सर एक जेली रोल की तुलना में) के साथ एक विकृत एकल क्रिस्टल होगा। एकल-क्रिस्टल फाइबर भी असामान्य नहीं हैं। धातु की चादर के निर्माण में अक्सर एक दिशा में संपीड़न शामिल होता है और कुशल रोलिंग संचालन में, दूसरे में तनाव होता है, जो अनाज प्रवाह के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया द्वारा दोनों अक्षों में क्रिस्टलों को उन्मुख कर सकता है। हालांकि, ठंडा काम क्रिस्टलीय क्रम के अधिकांश हिस्से को नष्ट कर देता है, और एनीलिंग के साथ उत्पन्न होने वाले नए क्रिस्टलों में आमतौर पर एक अलग बनावट होती है। ट्रांसफॉर्मर कोर (चुंबकीय हिस्टैरिसीस को कम करने के लिए) और एल्यूमीनियम के डिब्बों के लिए सिलिकॉन स्टील शीट बनाने में बनावट का नियंत्रण बेहद महत्वपूर्ण है (क्योंकि गहरी ड्राइंग के लिए अत्यधिक और अपेक्षाकृत समान प्लास्टिसिटी की आवश्यकता होती है)। चीनी मिट्टी के बर्तनों में बनावट आमतौर पर इसलिए उत्पन्न होती है क्योंकि घोल में क्रिस्टलीय आकार होते हैं जो क्रिस्टलीय अभिविन्यास पर निर्भर करते हैं, जो अक्सर सुई या प्लेट के आकार के होते हैं। ये कण खुद को संरेखित करते हैं जैसे पानी घोल को छोड़ता है, या जैसे मिट्टी बनती है। कास्टिंग या अन्य द्रव-से-ठोस संक्रमण (यानी, पतली-फिल्म निक्षेपण) बनावट वाले ठोस पदार्थों का उत्पादन तब करते हैं जब परमाणुओं के लिए एक अनाकार ठोस के रूप में संघनन या यादृच्छिक अभिविन्यास के नए क्रिस्टल शुरू करने के बजाय मौजूदा क्रिस्टल में स्थानों को खोजने के लिए पर्याप्त समय और सक्रियण ऊर्जा होती है। एक क्रिस्टल के कुछ पहलू (अक्सर निकट-पैक विमान) दूसरों की तुलना में अधिक तेजी से बढ़ते हैं, और जिन क्रिस्टलों के लिए इनमें से एक विमान विकास की दिशा में होता है, वे आमतौर पर अन्य अभिविन्यासों में क्रिस्टल को पछाड़ देते हैं। चरम में, केवल एक क्रिस्टल एक निश्चित लंबाई के बाद जीवित रहेगाः इसका उपयोग कोजराल्स्की प्रक्रिया में किया जाता है (जब तक कि एक बीज क्रिस्टल का उपयोग नहीं किया जाता है) और टरबाइन ब्लेड और अन्य रेंगने वाले-संवेदनशील भागों की ढलाई में। बनावट और सामग्री के गुण शक्ति, रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता, तनाव जंग दरार प्रतिरोध, वेल्डेबिलिटी, विरूपण व्यवहार, विकिरण क्षति के प्रतिरोध और चुंबकीय संवेदनशीलता जैसे सामग्री के गुण सामग्री की बनावट और सूक्ष्म संरचना में संबंधित परिवर्तनों पर अत्यधिक निर्भर हो सकते हैं। कई सामग्रियों में, गुण बनावट-विशिष्ट होते हैं, और जब सामग्री गढ़ी जाती है या उपयोग में होती है तो प्रतिकूल बनावट का विकास कमजोरियां पैदा कर सकता है जो विफलताओं को शुरू कर सकते हैं या बढ़ा सकते हैं। अंग अपनी घटक सामग्री में प्रतिकूल बनावट के कारण प्रदर्शन करने में विफल हो सकते हैं। विफलताएँ उस घटक के निर्माण या उपयोग के दौरान बनी क्रिस्टलीय बनावट के साथ सहसंबद्ध हो सकती हैं। नतीजतन, उन सामग्रियों के साथ भागों के निर्माण के लिए नियोजित कुछ सामग्रियों और विधियों के चयन के बारे में निर्णय लेते समय उन बनावटों पर विचार करना महत्वपूर्ण हो सकता है जो उपयोग के दौरान इंजीनियर घटकों में मौजूद हैं और जो बन सकते हैं। जब उपयोग या दुरुपयोग के दौरान भाग विफल हो जाते हैं, तो उन भागों के भीतर होने वाले बनावट को समझना विफलता विश्लेषण डेटा की सार्थक व्याख्या के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है। पतली फिल्म बनावट पसंदीदा क्रिस्टलीय अभिविन्यास का उत्पादन करने वाले सब्सट्रेट प्रभावों के परिणामस्वरूप, स्पष्ट बनावट पतली फिल्मों में होती है। आधुनिक तकनीकी उपकरण काफी हद तक नैनोमीटर और माइक्रोमीटर रेंज में मोटाई वाली पॉलीक्रिस्टलाइन पतली फिल्मों पर निर्भर करते हैं। उदाहरण के लिए, यह सभी माइक्रोइलेक्ट्रोनिक और अधिकांश ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक प्रणालियों या संवेदी और सुपरकंडक्टिंग परतों के लिए लागू होता है। अधिकांश पतली फिल्म बनावट को दो अलग-अलग प्रकारों में से एक के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता हैः (1) तथाकथित फाइबर बनावट के लिए एक निश्चित जाली तल का अभिविन्यास अधिमानतः सब्सट्रेट तल के समानांतर होता है; (2) द्वि-अक्षीय बनावट में क्रिस्टलाइट्स का इन-प्लेन अभिविन्यास भी नमूने के संबंध में संरेखित होता है। बाद की घटना को तदनुसार लगभग एपिटैक्सियल विकास प्रक्रियाओं में देखा जाता है, जहां परत में क्रिस्टल के कुछ क्रिस्टलोग्राफिक अक्ष (एकल-क्रिस्टल) सब्सट्रेट के एक विशेष क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास के साथ संरेखित होते हैं। पतली फिल्म प्रौद्योगिकी में मांग पर बनावट को सिलना एक महत्वपूर्ण कार्य बन गया है। उदाहरण के लिए, पारदर्शी संचालन फिल्मों या सतह ध्वनिक तरंग (एसएडब्ल्यू) उपकरणों के लिए लक्षित ऑक्साइड यौगिकों के मामले में, ध्रुवीय अक्ष को सब्सट्रेट सामान्य के साथ संरेखित किया जाना चाहिए। एक अन्य उदाहरण उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स के तारों द्वारा दिया गया है जिन्हें धातु के रिबन पर जमा ऑक्साइड बहुस्तरीय प्रणालियों के रूप में विकसित किया जा रहा है। YBa2Cu3O7 − δ परतों में द्वि-अक्षीय बनावट का समायोजन पर्याप्त रूप से बड़ी महत्वपूर्ण धाराओं को प्राप्त करने के लिए निर्णायक पूर्व शर्त के रूप में सामने आया। बनावट की डिग्री अक्सर पतली फिल्म के विकास के दौरान एक विकास के अधीन होती है और सबसे स्पष्ट बनावट केवल परत की एक निश्चित मोटाई प्राप्त करने के बाद प्राप्त की जाती है। इस प्रकार पतली फिल्म उत्पादकों को निक्षेपण प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए बनावट प्रोफ़ाइल या बनावट प्रवणता के बारे में जानकारी की आवश्यकता होती है। हालांकि, एक्स-रे प्रकीर्णन द्वारा बनावट प्रवणता का निर्धारण सीधा नहीं है, क्योंकि एक नमूने की अलग-अलग गहराई संकेत में योगदान करती है। विवर्तन तीव्रता के पर्याप्त विकलन की अनुमति देने वाली तकनीकें हाल ही में विकसित की गई थीं। संदर्भ आगे पढ़ने के लिए बंज, एच.-जे. 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