各向异性
各向异性是指物质的全部或部分化学、物理等性质随着方向的改变而有所变化,在不同的方向上呈现出差异的性质。各向异性是材料和介质中常见的性质,在尺度上有很大差异,从晶体到日常生活中各种材料,再到地球介质,都具有各向异性。值得注意的是,各向异性与非均匀性是从两个不同的角度对物质进行的描述,不可等同。
基本信息
- 中文名
各向异性
- 外文名
anisotropy/aeolotropism
- 别称
有向性
- 应用学科
物理学
- 适用领域范围
物理学
- 相反性质
各向同性
特殊各向异性
横观各向同性
当物体内部存在一个对称轴时,在垂直于对称轴的平面内(横观方向)物体的性质在各个方向都相同,也就是说不具有方向性,这样的性质称为横观各向同性。横观各向同性介质内的各向同性面都相互平行。1
各向同性
物体内部存在无限多个对称轴时,任意方向上的性质均相同,在整个介质内部均不具有方向性,这样的性质称为各向同性。例如几何学中常用的简单均质球体即为各向同性体。各向同性既可以看做是各向异性的对立性质,也可以看做是各向异性的特殊情况。
基础定义
各向异性是指物质的全部或部分化学、物理等性质随着方向的改变而有所变化,在不同的方向上呈现出差异的性质。各向异性是材料和介质中常见的性质,在尺度上有很大差异,从晶体到日常生活中各种材料,再到地球介质,都具有各向异性。值得注意的是,各向异性与非均匀性是从两个不同的角度对物质进行的描述,不可等同。
晶体
晶体的各向异性即沿晶格的不同方向,原子排列的周期性和疏密程度不尽相同,由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同。
晶体的各向异性具体表现在晶体不同方向上的弹性模量、硬度、断裂抗力、屈服强度、热膨胀系数、导热性、电阻率、电位移矢量、电极化强度、磁化率和折射率等都是不同的。各向异性作为晶体的一个重要特性具有相当重要的研究价值。常用晶向来标志晶体内的不同取向。
晶体矿物学中物理上可实现的各向异性对称系统有 8 个,即三斜晶系、单斜晶系、斜方晶系、正方晶系、三方晶系、六方晶系、立方晶系和各向同性晶系。2以立方晶系为例,晶体的<100>晶向族为快速凝固方向,物质会沿此方向优势排列。此外晶体内原子排列的各向异性有时在宏观上也会有所表现,例如石英晶体的柱状生长形态。
晶体内部由原子组成的晶面是不能直接观测到的,因此需要借助于其他光学手段。检测晶体内部结构常用的方法为衍射技术,分为X射线衍射技术和电子衍射技术,常用的仪器为扫描电镜。
各向异性导电胶
各向异性导电胶(ACA,Anisotropic Conductive Adhesive)是一种只在一个方向导电,而在其他方向电阻很大或几乎不导电的特殊导电胶。主要用于电子零件制造和装配过程,已逐渐成为绿色环保电子封装材料的主流。
ACA在X、Y轴方向上导电填料的体积分数很小,因导电填料密度小而无法形成连续的导电通道,故在这两个方向上是不导电的,需要通过沿Z轴方向施加一定的压力来实现Z轴方向上的导电。
ACA主要分为两种基本类型:一种是膜状各向异性导电胶(ACF,AnisotropicConductiveFilms),也称为各向异性导电膜;另一种是膏状各向异性导电胶(ACP,AnisotropicConductivePastes)。这两种导电胶的主要区别在于,ACF在工艺实施前就具有各向异性导电性,ACP则需要通过一定的工艺过程才能体现出各向异性导电性。3