ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поверхностная разупорядоченность кристаллических фаз из "Физическая химия твердого тела" Основы современных представлений о поверхностной разупорядоченности твердых тел были заложены Френкелем, который ввел понятие естественной шероховатости кристаллических граней, возникающей в результате тепловых флуктуаций на поверхностях кристаллов. По Френкелю, идеально гладкая поверхность граней кристалла может существовать толька при абсолютном нуле температуры. При конечных температурах тепловые флуктуации приводят к нарушению идеальной структуры не только объема кристалла, но и его поверхности. В этом смысле природа поверхностной разупорядоченности твердых тел та же, что и природа собственных точечных дефектов, подробно рассмотренная в предыдущих главах. Однако явления, связанные с поверхностными дефектами, более сложны, чем в объеме кристаллов. Здесь мы ограничимся рассмотрением только трех простейших типов поверхностных дефектов, играющих большую роль в протекании реакций с участием твердых тел. [c.281] Вакансии и ад-атомы играют больщую роль в реакциях с участием твердых тел. Так, при росте кристалла поступающие из другой фазы атомы чаще всего осаждаются на его поверхно- стн в виде ад-атомов и затем диффундируют по поверхности к местам роста — изломам ступеней, местам выхода на поверхность дислокаций и т.д. При растворении или иной разборке кристалла убыль вещества также может происходить путем перехода в смежную фазу ад-атомов, которые образуются при отрыве атомов от мест излома ступеней или иных мест разборки и удаляются от этих мест в процессе поверхностной диффузии. Аналогично, рост или разборка кристалла могут осуществляться путем заполнения или соответственно образования вакансий в поверхностном монослое при этом вакансии диффундируют от мест их зарождения или стока. [c.282] Таким образом, очевидно, что в рамках изложенной простой модели разупорядоченность поверхности кристаллов можно описывать с помощью того же математического аппарата, что и разупорядоченность объема. При этом существуют те же ограничения в применимости аппарата, что и для объема кристалла. Важнейшим из них является предположение о малости концентраций поверхностных дефектов по сравнению с концентрацией поверхностных кристаллографических узлов. [c.283] Разумеется, реальная ситуация гораздо сложнее описанной, прежде всего, потому, что числа заполнения узлов на поверхности реального кристалла могут значительно отличаться от нуля или единицы. Это связано с тем, что атомы в поверхностных слоях кристалла связаны друг с другом более слабыми силами, нежели в объеме, хотя бы из-за меньшего числа ближайших соседей. Поэтому образование дефектов кристаллической решетки, например вакансий, на поверхности кристалла требует меньших затрат энергии, чем в объеме, и концентрация поверхностных дефектов при данной температуре должна значительно превышать концентрацию объемных дефектов. [c.283] Вернуться к основной статье