Структуры реальных кристаллов

ДИСЛОКАЦИИ в кристаллах — линейные дефекты структуры реальных кристаллов, образующиеся в процессе роста кристаллов или в процессе пластич. деформации. В простейшем случае пластич. деформация кристалла может быть макроскопически представлена как результат скольжения атомных плоскостей друг по другу, подобно сдвиганию колоды карт, причем сдвиг в каждой данной плоскости скольжения не охватывает одновременно всю эту плоскость напротив, сдвиг распространяется постепенно, от одного участка данной плоскости к другому. [c.571]

Структуры реальных кристаллов зависят от условий кристаллизации и сильно отличаются от соответствующих структур идеальных кристаллов. В решетке реального кристалла обычно имеется множество дефектов, нарушающих правильное чередование образующих ее элементов. Такие дефекты называют дислокациями. Сама решетка может быть искаженной. Некоторые ее узлы обладают вакансиями, т. е. не заняты частицами, образующими вещество кристалла, или заняты посторонними частицами (примесями). Кроме того, реальные кристаллы имеют поры, трещины и другие дефекты, не относящиеся к решетке. Габитус (внешний облик, форма) кристаллов зависит от многих условий кристаллизации и прежде всего от влияния тех или иных примесей. Например, в зависимости от [c.242]

Локальные напряжения в твердом теле, также как и грани, обладающие наибольшими значениями ст, чаще всего являются центрами адсорбции. Наряду с гранями большое значение для адсорбции имеют д е ф е кт ы структуры реальных кристаллов. Они изучаются физикой твердого тела, и здесь следует отметить [c.125]

Локальные напряжения в твердом теле, так же как и грани, обладающие наибольшими значениями а, чаще всего являются центрами адсорбции. Наряду с гранями большое значение для адсорбции имеют дефекты структуры реальных кристаллов. Они изучаются физикой твердого тела, и здесь следует отметить лишь основные положения, непосредственно связанные с адсорбцией. Наиболее простыми- типами являются точечные дефекты по Френкелю, образованные избыточными (в междоузлиях) или внедренными атомами (или ионами), и дефекты по Шоттки, образованные недостающими в решетке атомами — вакансиями. Организованные совокупности точечных дефектов представляют собой дислокации, краевые (линейные) или винтовые. Дислокации выходят на поверхность в виде ступенек и обусловливают в основном несовершенство поверхностей. [c.138]

Специфика строения макромолекулярных монокристаллов должна ограничить число возможных плоскостей скольжения. Так как маловероятно, чтобы во время движения дислокаций происходил бы разрыв макромолекулярных ценей, то плоскостями скольжения должны быть плоскости, содержащие скелетную цепь. Скольжение на большие расстояния возможно только в направлении, параллельном плоскостям складывания. Приче.м оно возможно как в направлении цепи, так и поперек (поперечное скольжение). В зависимости от структуры реальных кристаллов на вероятные плоскости скольжения могут быть наложены дополнительные ограничения. Например, в найлоне скольжение может происходить только по плоскостям, параллельным плоскостям водородных связей (010) [001] . В орторомбических [c.170]

Имеются экспериментальные данные [36], которые весьма убедительно свидетельствуют о том, что поглощение в длинноволновом спаде кривой собственного поглощения непосредственно не обязано каким-либо примесям, а обусловлено дефектами кристаллической структуры реального кристалла. [c.22]

Эти представления советских физиков о дефектах кристаллической структуры реальных кристаллов оказались весьма плодотворными при теоретическом анализе разнообразных явлений и свойств твердых тел и были затем развиты в работах зарубежных исследователей — Шоттки [92], Вагнера [93], Мотта [14], Зейтца [13],Иоста [94] и других. Современная теория ионной проводимости кристаллов основана на идее существования дефектов в виде пустых анионных и катионных узлов. Возрастание ионной проводимости под действием пластической деформации кристалла объясняется увеличением концентрации именно таких дефектов [95]. [c.38]

ТЕРМИЧЕСКОЕ ВЫСВЕЧИВАНИЕ И ДЕФЕКТЫ СТРУКТУРЫ РЕАЛЬНЫХ КРИСТАЛЛОВ [c.98]

До сих пор при математическом анализе процесса кристаллизации мы в большинстве случаев считали поверхность раздела фаз геометрической плоскостью. Однако при определенных условиях плоская поверхность раздела фаз делается неустойчивой. В последние годы изучение условий устойчивости плоского фронта кристаллизации явилось предметом большого числа исследований. Такое положение объясняется тем, что многие особенности структуры реального кристалла определяются морфологией фронта кристаллизации во время его роста. [c.141]

Теоретическое От ниже практического в десятки раз. Это расхождение связано с дефектами структуры реальных кристаллов, с микротрещинами, теорию которых развил Гриффитс [58] и др. [59]. В последнее время теория дислокаций [60—62] объяснила ряд положений по деформации и разрушению кристаллических тел, особенно металлов, которые не могли быть объяснены ранее, как, например, разрушение поли- и монокристаллов [63], хрупких [64] и пластичных тел [65]. [c.545]

Г лава 10. Структура реальных кристаллов..... . 208 [c.7]

Простые формы кристаллов получают обычно при выращивании монокристаллов. При массовой кристаллизации получают сростки беспорядочно ориентированных кристаллических зерен в результате комбинации простых форм. На структуру реального кристалла влияет наличие дефектов, имеющихся в кристаллической решетке. Такие-дефекты называют дислокациями. Форма кристалла (его габитус) зависит от условий проведения кристаллизации, от наличия примесей в маточном растворе. При росте кристалла отдельные частицы диффундируют из раствора к поверхности кристалла через окружающий его по- граничный слой жидкости. [c.436]

СТРУКТУРА РЕАЛЬНЫХ КРИСТАЛЛОВ [c.208]

В последние годы развиты многие методы рентгеновского анализа для прямого или косвенного наблюдения дефектов структуры реальных кристаллов (см. гл. V). [c.132]

Современная кристаллохимия, возникшая в 20-х годах этого века, наука еще очень молодая. В ее основе лежит открытое М. Лауэ дифракционное рассеяние рентгеновских лучей кристаллами. Основные положения кристаллохимии были установлены работами В. Г. Брэгга, В. Л. Брэгга, В. М. Гольдшмидта, Л. Полинга и их учеников ). В задачи кристаллохимии входит выяснение связей, существующих между расположением атомов в кристаллах и их химическим составом. Нередко к числу проблем, стоящих перед кристаллохимией, относят также вопрос о зависимости свойств кристаллов от их атомной структуры и характера химической связи между атомами. В данной книге, являющейся кратким введением в кристаллохимию, автор стремился ограничиться возможно более узким кругом вопросов в то же время он счел целесообразным посвятить целую главу структуре реальных кристаллов, имеющей исключительно важное значение для понимания таких явлений, как диффузия и химические превращения в твердой фазе. [c.9]

Структура идеального кристалла характеризуется строгой трехмерной периодичностью. Кристалл как физическое тело обычно только в пределах очень малых областей полностью отвечает этой картине однако при обработке данных дифракции рентгеновских лучей, нейтронов и электронов такими отклонениями от идеального кристалла обычно пренебрегают (о структуре реальных кристаллов см. стр. 145), [c.15]

Структура реальных кристаллов лишь в большей или меньшей степени приближается к структуре идеальных кристаллов. О реальных кристаллах речь впереди. [c.204]

За последние десятилетия было вскрыто большое многообразие дефектной структуры реальных кристаллов, особенно твердых растворов и сильно нестехиометрических соединений. Тем не менее в современной теории разупорядоченности и транспорта в твердых телах доминирующая роль остается за концепцией точечных дефектов (или простейших комплексов, состоящих из точечных дефектов и обладающих некоторыми целочисленными эффективными зарядами). Важнейшим достоинством такой концепции является то, что она позволяет сформулировать в рамках статистической термодинамики достаточно простой математический аппарат, в значительной мере напоминающий хорошо разработанный аппарат классической физической химии растворов. Несмотря на ограниченность такого подхода, он дает возможность построения логически стройной картины, правильно отражающей подавляющее большинство закономерностей, связанных с разупорядоченностью твердых тел. [c.6]

На основании экспериментальных данных делается попытка решить вопрос, действительно ли электропроводность диэлектрических кристаллов существенно обусловлена дефектами (нерегулярностями) кристаллической решетки, как это неоднократно подчеркивал А. Смекал. Имеющиеся данные о зависимости электропроводности от температуры, напряженности поля, времени, размеров кристалла не согласуются с представлением о том, что при комнатной температуре ток сосредоточен главным образом в областях дефектов. Опыты по изменению электропроводности, с одной стороны, при добавлении химических примесей и, с другой стороны, за счет влияния неоднородностей структуры показывают, что первый эффект выражен чрезвычайно ярко, в то время как очень сильные физические неоднородности влияют на электропроводность совершенно незначительно. Имеющийся экспериментальный материал не содержит фактов, противоречащих предположению о том, что проводимость обусловлена ионами решетки. Мы приходим к выводу, что отклонения структуры реального кристалла от идеальной решетки, которые, несомненно, часто присутствуют, не оказывают заметного влияния на электропроводность. Существенной для нее оказывается практически только нормальная диссоциация кристаллической решетки и ее изменение за счет посторонних примесей. [c.263]

Дислокации, впервые введенные в науку как гипотетические несовершенства в структуре реальных кристаллов, в настоящее время изучаются как реально существующие объекты, оказывающие значительное влияние на свойства материалов. Многие свойства твердых тел, такие, как прочность, пластичность, ползучесть, в первую очередь обусловлены дефектами кристаллической решетки. В теоретических исследованиях дислокаций можно выделить два подхода микроскопический и макроскопический (континуальный). В первом из них исследуются отдельные дефекты или ансамбли дефектов и их взаимодействия со средой и изучается природа этих объектов в основном на феноменологическом (реже статистическом) уровне описания твердых тел во втором описываются дислокации как нарушение однородности сплошной среды. [c.5]

Далее, идея блочной или мозаичной структуры реальных кристаллов послужила исходной точкой развития самостоятельного направления в физике твердого тела и важных технических применений рентгенографии. К этому мы вернемся в дальнейшем. Следует отметить, что представление о реальном кристалле как о мозаике получило своеобразный резонанс в среде физиков. Распространялось представление, согласно которому совершенных кристаллов заметных размеров вообще не существует и создать их невозможно. [c.7]

Определение коэффициентов диффузии собственных ионов и атомов примесей существенно важно для изучения структура реального кристалла и для наблюдения протекающих в нем процессов. Диффузионный анализ в ряде случаев существенно дополняет наши знания, полученные при помощи других, ставших классическими методов — рентгеноструктурного и термического анализа, определения внутренней поверхности и пористости по адсорбции паров или красителей и т. д. [c.21]

Дефекты структуры реальных кристаллов разнообразны. Прежде всего, различают точечные, линейные и поверхностные дефекты. Простейшие и в то же время важнейшие точечные дефекты это незанятые узлы решетки или вакансии и атомы, находящиеся в междуузлиях. Существование таких дефектов связано с тем, что отдельные атомы или ионы решетки имеют энергию, превышающую ее среднее значение при данной температуре. Такие атомы колеб- [c.162]

Поэтому, как правило, для ускорения переноса вещества твердофазные реакции проводят при повышенной температуре. Реакцию можно проводить и при относительно низкой температуре, если структурные элементы исходных веществ остаются неизменными (разд. 33.9.2). В процессе присоединени частицы к исходной структуре энергия должна подводиться в таком количестве, чтобы, с одной стороны, обеспечить достаточную подвижность присоединяющейся частицы, с другой стороны — не нарушить структуру исходной решетки. Исследование кинетики реакций в твердой фазе показывает, что химическая активность твердых тел в первую очередь зависит от степени совершенства структуры реального кристалла. Под несовершенством структуры понимают общее число дефектов решетки, причем можно различать макродефекты кристалла (границы зерен, смещения (дислокации), примесные атомы) и микро, (ефекты (точечные) однородного кристалла. [c.430]

В реальном кристалле всегда имеются дефекты. Частицы, из которых состоит кристалл, попадая меладу узлами решетки или выходя на поверхность и достраивая решетку, оставляют вакантные места. Может быть нарушено и стехиометрическое соотношение между частицами (инородные примеси, недостаток или избыток одного из компонентов). Кроме того, структура реального кристалла может иметь ряд макронарушений, трещин, разделяющих его на отдельные микрокристаллические блоки, скрепленные друг с другом. Трещины и другие нарушения поверхности резко увеличивают активную поверхность и, следовательно, увеличивают число адсорбционных и каталитических центров. Наличие микротрещин ограничивает возможность миграции атомов иной химической природы на поверхности кристалла. [c.446]

Полезные для химика-технолога, обогатителя и металлурга введения дает метод протяженной тонкой структуры рентгеновского поглощения (ПТСРП), который, в частности, с успехом используется для изучения структуры реальных кристаллов и ее связи некоторыми их свойствами. Метод основан на исследовании колебаний эффективного сечения вблизи края поглощения и позволяет получать информацию о межатомных расстояниях и координационном числе атомов в твердом веществе, а также о множителе Дебая-Уоллера, отражающем средние квадратические флуктуации положения изучаемого атома. [c.216]

Д, в к. подразделяют на точечные, линейные, плоскостные (двумерные) и объемные. Элементарные типы точечных дефектов — вакансии, примесные атомы замещения или внедрения, В ионных кристаллах вакансии должны быть скомпенсированы так, чтЬбы кристалл в целом был элект-ронейтрален, поэтому точечные Д. в к. возникают парами и разноименно заряжены. Пара вакансий (отсутствукуг катион и анион) наз. дефектом Шоттки, вакансия в сочетании с внесенным катионом или анионом — дефектом Френкеля. Осн, линейные Д, в к,— краевая дислокация (обрыв плоскости, в к-рой расположены атомы, ионы или центры масс молекул) и винтовая дислокация (частичный разрыв такой плоскости с замыканием образовавшихся краев на параллельно расположенные плоскости). Двумерные Д. в к, связаны, в частности, с мозаичной (блочной) структурой реального кристалла в пределах отд. блоков существует структура, близкая к идеальной блоки повернуты друг относительно друга на неск. градусов, К двумерным Д, в к, относят плоскости, отграничивающие блоки, дефекты наложения слоев в плотной упаковке и др,, а также пов-сть кристалла. Объемные Д. в к. реализуются в виде скоплений точечных дефектов, каналов, включений. [c.152]

Хотя метод муара и прямое исследование кристаллических решеток начали интенсивно развиваться совсем недавно, оба эти нанравленияследует считать весьмаперспективными, так как они позволяют получать сведения относительно тонкой структуры реальных кристаллов. При этом сохраняется важное пре-имуш,ество электронной микроскопии получаемые данные относятся к отдельным участкам объекта, а не носят усредненный характер, как это имеет место при использовании метода дифракции электронов или рентгеновских лучей. Более подробно этот метод будет изложен во второй части. [c.19]

Определение коэффициентов диффузии собственных ионов и атомов п римесей существенно важно для изучения структуры реального кристалла и для наблюдения протекающих в нем процессов. Диффузионный анализ в ряде случаев существенно дополняет нащи знания, полученные при помощи других, ставщих классическими, методов — рентгеноструктурного и термического анализа, определения внутренней поверхности и пористости по адсорбции наров или красителей и т. д. Весьма своеобразным вариантом диффузионного метода является эманационный метод, основанный на диффузии радиоактивной эманации из твердого образца. Следует отметить, что эманационная способпость есть функция температуры, величины внутренней поверхности, кристаллической структуры и т. д. Нри всех достоинствах эманационного метода он содержит ряд ограничений, так как не дает прямых сведений о подвижности собственных элементов кристаллической решетки материнские радиоактивные вещества, порождающие при своем распаде эманацию, очень часто неспособны давать смешанные кристаллы с изучаемым веществом и, следовательно, не могут быть абсолютно равномерно распределены по всему объему. Наконец, в ряде случаев они вытесняются при прогреве на поверхность кристалла, и тем самым область изучаемых температур становится ограниченной. Поэтому эманационный метод необходимо дополнить изучением процесса диффузии собственных и примесных ионов решетки. [c.321]

Процессы кристаллизации на винтовых дислокациях. На винтовых дислокациях, которые обусловливаются примесями или несовершенствами структуры реального кристалла, постоянно остаются ступени роста. Представления и теорию Бартона, Кабрера и Франка осаждения и растворения или испарения кристаллов через винтовые дислокации без существенного изменения можно перенести на электрохимическое осаждение или растворение металлов, как это было сделано Бермилья я Флейшманом и Ферском [c.338]

В некоторых случаях при работе с очень тонкими пластинками слюды в высоких порядках отражёния и на весьма больших расстояниях от фокуса спектрографа удается наблюдать еще более богатую линиями структуру полосы отражения. Широкая полоса отражения в этих случаях оказывается сплошь заполненной отдельными, весьма близко расположенными один к другому штрихами, различаемыми только в лупу с 10—20-кратным увеличением. Весьма вероятно, что появление такой структуры полосы отражения обязано своим происхождением влиянию естественной тонкой мозаичной структуры реального кристалла, играющей столь большую роль в теории рассеяния рентгеновских лучей. [c.49]

Совсем иной точки зрения относительно природы атомарных центров придерживаются Л. М. Шамовский и его сотрудники [285, 287, 288]. Они полагают, что полоса 288 гп]х в спектре КС1 — Ag обязана поглощению света образующимися на поверхности блоков субструктуры тонкими пленками металлического серебра. Основная часть активатора внедряется в решетку, по мнению Р. М. Шамовского путем изоморфного замещения, образуя твердый раствор, но некоторая часть активатора образует тонкие пленки, адсорбированные на внутренних межкристаллических поверхностях мозаической структуры реального кристалла. [c.172]

Вскоре после открытия дифракции рентгеновских лучей благодаря количественным измеретшям интенсивностей отраженных лучей стало ясно [6], что структура реальных кристаллов далека от идеальной. Иными словами, идеальные кристаллы, по первоначальному представлению кристаллографов, состоящие из соответствующим образом правильно упакованных элементарных ячеек, редко, если вообще когда-нибудь, существуют в природе. Результаты последних исследований механических свойств [7—И] кристаллов и их роста [И] привели к представлениям о существовании дислокаций (или, как их часто называют, линейных дефектов) двух главных типов, которые характеризуются нарухпеннем идеальной кристаллической решетки. [c.212]

Дефекты структуры реальных кристаллов разнообразны. Прежде всего различают точечные, линейные и поверхностные дефекты. Простейшие и в то же время важнейшие точечные дефекты — это незанятые узлы решетки, или вакансии, и атомы, находящиеся в междуузлиях. Существование таких дефектов связано с тем, что отдельные атомы или ионы решетки имеют энергию, превышающую ее среднее значение при данной температуре. Такие атомы колеблются интенсивнее других и могут пере.меститься с одного места на другое, например, из узла решетки в междуузлие. Вышедший из узла атом называется дислоцированным, а незаполненное место, где он ранее находился,вакансией. В любой момент соседний с вакансией атом может перейти на ее место, освободив новую вакансию. Таким образом, вайаисии переходят с одного места на другое. Точечные дефекты оказывают очень большое влияние на свойства полупроводниковых материалов. [c.155]

VIII. СТРУКТУРА РЕАЛЬНЫХ КРИСТАЛЛОВ И ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ КРИСТАЛЛОХИМИИ [c.145]

Изучение строения вещества, его энергетического спект ра — важнейшая задача современного естествознания. Действительно, трудно себе представить развитие современной радиоэлектроники без знания структуры реальных кристаллов и их энергетики. А изучение строения полинуклеиновых кислот, в частности ДНК, позволило вплотную подойти к пониманию природы передачи наследственных свойств жи выми организмами. [c.3]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология