الانفصام (البلوري)

في علم المعادن وعلوم المواد ، يُعرف الانفصام بأنه ميل المواد البلورية إلى الانقسام على طول مستويات هيكلية بلورية محددة . وتنتج هذه المستويات، ذات الضعف النسبي، عن التوزيع المنتظم للذرات والأيونات في البلورة ، مما يُشكل أسطحًا ناعمة متكررة يمكن رؤيتها بالمجهر وبالعين المجردة. إذا كانت الروابط في اتجاهات معينة أضعف من غيرها، فإن البلورة تميل إلى الانقسام على طول المستويات ذات الروابط الضعيفة. وتُسمى هذه الانكسارات المسطحة "انفصامًا". ^{[ 1 ]} يُعد الميكا مثالًا كلاسيكيًا على الانفصام ، حيث ينفصل في اتجاه واحد على طول السطح القاعدي ، مما يجعل الطبقات تبدو كصفحات كتاب. في الواقع، غالبًا ما يُشير علماء المعادن إلى "كتب الميكا".

يُعدّ كلٌّ من الماس والجرافيت مثالين على الانفصام. يتكوّن كلٌّ منهما من عنصر واحد فقط ، وهو الكربون . في الماس، ترتبط كل ذرة كربون بأربع ذرات أخرى في نمط رباعي الأوجه بروابط تساهمية قصيرة . تقع مستويات الضعف (مستويات الانفصام) في الماس في أربعة اتجاهات، مُتّبعةً أوجه ثماني الأوجه . أما في الجرافيت، فتتوزع ذرات الكربون في طبقات بنمط سداسي ، حيث تكون الروابط التساهمية أقصر (وبالتالي أقوى) من تلك الموجودة في الماس. مع ذلك، ترتبط كل طبقة بالأخرى برابطة فان دير فالس أطول وأضعف بكثير . هذا ما يُعطي الجرافيت اتجاه انفصام واحد، موازٍ للسطح القاعدي. هذه الرابطة ضعيفة للغاية لدرجة أنها تنكسر بقوة ضئيلة، مما يُعطي الجرافيت ملمسًا زلقًا عند انفصال الطبقات . ونتيجةً لذلك، يُعدّ الجرافيت مُزلّقًا جافًا ممتازًا . ^{[ 2 ]}

على الرغم من أن جميع البلورات الأحادية تُظهر ميلاً ما للانقسام على طول المستويات الذرية في بنيتها البلورية ، إلا أنه إذا لم تكن الفروقات بين اتجاه وآخر كبيرة بما يكفي، فلن يُظهر المعدن انقساماً. فالكوروندوم ، على سبيل المثال، لا يُظهر أي انقسام.

تتشكل الانفلاقات بالتوازي مع المستويات البلورية: ^{[ 1 ]}

• يحدث الانفصام القاعدي أو السطحي أو المستوي عندما يكون هناك مستوى انفصام واحد فقط. التلك له انفصام قاعدي. الميكا (مثل المسكوفيت أو البيوتيت ) لها أيضًا انفصام قاعدي؛ ولهذا السبب يمكن تقشير الميكا إلى صفائح رقيقة.
• يحدث الانفصام المنشوري عندما يوجد مستويان انفصام في البلورة (وليس ثلاثة). يُعدّ الإسبودومين مثالاً على ذلك، حيث تلتقي المستويات بزاوية 90 درجة. أما الهورنبلند، فهو مثال على ذلك، حيث تتقاطع المستويات بزاوية 56 درجة و124 درجة.
• يحدث الانفصام المكعب عندما تتقاطع ثلاثة مستويات انفصام بزاوية 90 درجة. يتميز الهاليت (أو الملح ) بانفصام مكعب، ولذلك، عندما تتكسر بلورات الهاليت، فإنها ستشكل المزيد من المكعبات.
• يحدث الانفصام المعيني عندما تتقاطع ثلاثة مستويات انفصام بزوايا لا تساوي 90 درجة. الكالسيت له انفصام معيني.
• يحدث الانفصام الثماني السطوح عندما توجد أربعة مستويات انفصام في البلورة. يُظهر الفلوريت انفصامًا ثماني السطوح مثاليًا. يُعدّ الانفصام الثماني السطوح شائعًا في أشباه الموصلات . كما يتميز الماس أيضًا بالانفصام الثماني السطوح.
• يحدث الانفصام ذو الاثني عشر وجهًا عندما توجد ستة مستويات انفصام في البلورة. يتميز معدن السفاليريت بانفصام ذي اثني عشر وجهًا.

يحدث انفصال البلورات عندما تنكسر المعادن على طول مستويات الضعف البنيوي نتيجةً للإجهاد الخارجي، أو على طول مستويات التوأمة التركيبية، أو على طول مستويات الضعف الناتجة عن انفصال معدن آخر. تتشابه كسور الانفصال في مظهرها مع الانفصام، لكن السبب مختلف. يحدث الانفصام بسبب ضعف التصميم، بينما ينتج الانفصال عن عيوب النمو (انحرافات عن التصميم البلوري الأساسي). لذا، يحدث الانفصام في جميع عينات معدن معين، بينما لا يُلاحظ الانفصال إلا في العينات التي تحتوي على عيوب بنيوية. من أمثلة الانفصال: الانفصال ثماني الأوجه في الماغنيتيت ، والانفصال المعيني والقاعدي في الكوروندوم ، ^{[ 3 ]} والانفصال القاعدي في البيروكسينات . ^{[ 1 ]}

الانفصام خاصية فيزيائية تُستخدم تقليديًا في تحديد المعادن، سواء في العينات الصغيرة أو في الفحص المجهري للصخور والمعادن. على سبيل المثال، تُعد الزوايا بين مستويات الانفصام المنشورية للبيروكسينات (88-92 درجة) والأمفيبولات ( 56-124 درجة) ذات دلالة تشخيصية. ^{[ 1 ]}

يُعد انقسام البلورات ذا أهمية تقنية في صناعة الإلكترونيات وفي قطع الأحجار الكريمة .

تُقطع الأحجار الكريمة عموماً عن طريق الاصطدام، كما هو الحال في قطع الماس .

تُباع البلورات الأحادية الاصطناعية لمواد أشباه الموصلات عادةً على شكل رقائق رقيقة يسهل فصلها. يكفي عادةً الضغط على رقاقة سيليكون على سطح ناعم وخدش حافتها بأداة خدش ماسية لإحداث الفصل؛ ومع ذلك، عند تقطيع الرقاقة إلى رقائق، غالبًا ما تُتبع عملية خدش وكسر لتحقيق تحكم أكبر. أشباه الموصلات الأساسية ( السيليكون ، والجرمانيوم ، والماس) مكعبة ماسية ، وهي مجموعة فراغية يُلاحظ فيها الفصل ثماني الأوجه. هذا يعني أن بعض اتجاهات الرقاقة تسمح بفصل مستطيلات شبه مثالية. يمكن تصنيع معظم أشباه الموصلات التجارية الأخرى ( GaAs ، InSb ، إلخ) في بنية الزنك بليند ذات الصلة ، مع مستويات فصل مماثلة.

• الانفصام (علم الجيولوجيا)

• معارض المعادن: خصائص المعادن - الانفصام