vlakstructuur

Vlakstructuur is een term uit kristallografie en materiaalkunde die verwijst naar de ordening van atomen langs vlakke, regelmatig herhaalde vlakken in een kristal. In een kristal vormen atomen een drie-dimensionale, regelmatige orde die kan worden opgedeeld in vlakke lagen. Elk vlak behoort tot een familie vlakken die worden aangeduid met Miller-indices (hkl), waarmee de oriëntatie van het vlak in de kristalruimte wordt beschreven. De afstand tussen aangrenzende vlakken in een gegeven richting heet de interplanare afstand, meestal aangeduid met d.

Vlakstructuur bepaalt veel van de anisotrope eigenschappen van materialen. De sterkte, breekbaarheid en slipweerstand hangen vaak samen met specifieke vlakken waarlangs vervorming gemakkelijker kan plaatsvinden. Zwakkere bindingen tussen lagen, zoals in grafiet, leiden tot duidelijke vlaktallen van zwakkere scheiding en abnormale doorschijnendheid of exfoliatie. Vlakken kunnen ook bepalend zijn voor cleavage, kristalgroei en de optische of elektronische eigenschappen van een materiaal.

Voorbeelden van relevante vlakken zijn de basale vlakken in grafiet, die bestaan uit sterke covalente verbindingen binnen de lagen maar zwakke van der Waals-interacties tussen de lagen, en de basisvlakvlakken in klei-mineralen die gemakkelijk langs te splitsen zijn. In kristalstructuren zoals NaCl of perovskieten kunnen verschillende vlakfamilies (bijv. {100}, {110}, {111}) karakteristieke meet- en vervormingsroutes aangeven.

De bestudering van vlakken gebeurt deels met röntgendiffractie (Bragg-wet) en elektronenscatteringstechnieken, waarmee interplanare afstanden en kristaloriëntaties worden bepaald. Kennis van vlakstructuur is essentieel voor materiaalontwerp, verwerking en prestaties in toepassingen zoals halfgeleiders, katalyse en mechanische onderdelen.