격자간원자

요약 격자결함의 한 예로서, 결정격자 틈새에 끼어든 원자를 말한다. 강철은 격자간원자를 가진 대표적인 예이다.

규칙적으로 배열된 원자의 틈에 다른 원자가 끼어들어가는 경우는 크게 두 가지로 나눌 수 있다. ① 원래의 원소 원자에 비해 크기가 아주 작은 다른 원소의 원자가 끼어들어가는 경우, 이렇게 끼어들어감으로써 주위가 상당히 일그러진다. ② 고체의 외부로부터 입자선 형태로 들어가거나, 핵분열로 발생한 파편의 원자가 결정 안을 빠져 나가는 사이에 차차 에너지를 잃고 멈추어, 격자 사이의 위치에 들어간 형태가 되는 경우이다. ①을 틈새형 고용원자(固溶原子), ②를 격자간원자로 구별해서 부르는 경우도 있다.

격자간원자를 가진 대표적인 것으로 강철을 들 수 있는데, 철의 면심(面心) 입방격자인 감마철의 틈새에 탄소 원자가 격자간원자로서 들어간 것이 오스테나이트이다. 또, 체심(體心) 입방격자인 알파철에 탄소가 과포화 상태로 들어가 고용체를 만든 것이 마텐자이트이고, 알파철에 약간의 탄소 등을 첨가한 것이 페라이트이다.

한편, 고체 표면에 높은 에너지를 가진 입자를 충돌시키면 목표 물질의 원자가 완전 탄성충돌에 의해 운동량을 교환하여 표면에서 밖으로 튀어나온다. 이처럼 이온이 물질의 원자 간 결합에너지 보다 큰 운동에너지로 충돌할 경우 이 이온 충격에 의해 물질의 격자간원자가 다른 위치로 밀리게 되며, 원자가 표면에서 탈출한다.