Реальные и идеальные кристаллы — дефектные структуры

Реальные и идеальные кристаллы. Дефектные структуры [c.42]

Любое искажение или нарушение регулярности в расположении атомов кристалла естественно считать дефектом кристаллической решетки. Наличием дефектов реальный кристалл отличается от идеальной кристаллической решетки, и ряд свойств реального кристалла определяется его дефектной структурой. Характер влияния дефекта на физические свойства кристалла существенно зависит от размерности дефекта. Под размерностью мы понимаем количество измерений, по которым дефект имеет макроскопические размеры. . Точечным (или нульмерным) дефектом называется искажение кристаллической решетки, сконцентрированное в объеме порядка величины атомного объема. Если правильное расположение атомов нарушается лишь в малой окрестности некоторой линии, то соответствующий дефект мы будем называть линейным (или одномерным). Наконец, когда нарушение правильного расположения атомов в решетке сосредоточено вдоль участка некоторой поверхности, захватывая слой толщиной порядка межатомных расстояний, то в кристалле существует поверхностный (или двухмерный) дефект. [c.174]

РЕАЛЬНЫЕ И ИДЕАЛЬНЫЕ КРИСТАЛЛЫ ДЕФЕКТНЫЕ СТРУКТУРЫ [c.184]

Вычисленная по формуле (4.9) величина р — это плотность идеального кристалла. Реальная плотность кристалла обычно меньше, чем р, из-за наличия дефектов в структуре. Реальная плотность кристаллов может быть чувствительным индикатором степени дефектности структуры. Для определения реальной плотности кристаллов применяют обычные методы измерения плотности твердых тел метод пикнометра, [c.202]

В случае разрушения идеальных кристаллов возникшие при измельчении поверхности раскола должны быть плоскими, в случае же реальных кристаллов из-за дефектности их структуры всегда отмечаются значительные отклонения от этого правила. [c.254]

Прочность тел характеризуется критическим напряжением Р, при котором наступает разрыв сплошности тела. Прочность реальных твердых тел в тысячи раз меньше прочности, рассчитанной для идеального кристалла. Это связано, как будет показано далее, с дефектностью их структуры. Дефекты различных размеров, развиваясь в процессе деформации, становятся местами концентрации напряжений. Критическое напряжение на наиболее опасных дефектах возникает при значительно меньших величинах напряжений. [c.12]

Работа диспергирования, непосредственно измеренная для хрупких кристаллических тел, действительно оказывается приблизительно пропорциональной величине удельной поверхностной энергии, рассчитанной теоретически, исходя из простейших представлений об энергии связи в идеальной кристаллической решетке по теории Борна и его последователей. В связи с этим важно отметить, что и прочность реальных твердых тел (т. е. кристаллов с дефектной структурой), как известно, в тысячи раз меньшая, чем прочность того же кристалла с идеальной решеткой, приблизительно пропорциональна этой теоретической прочности, т. е. поверхностной энергии. Конечно, речь идет здесь о твердых телах, близких по своим деформационным особенностям — степени хрупкости и пластичности. [c.7]

Известно, что в процессе кристаллизации любого низкомолекулярного вещества никогда не образуется идеально упорядоченных структур. Кристаллическая решетка всегда дефектна и степень дефектности может меняться в зависимости от внешних условий как в процессе кристаллизации, так и в сформировавшемся кристалле. Благодаря наличию дефектов свойства реальных кристаллов сильно отличаются от свойств идеальных. В гл. I указывалось, что степень дефектности в полимерных кристаллах настолько велика, что доля неупорядоченной части полимера может составлять многие проценты или даже десятки процентов от веса полимера. Даже при наличии однофазной структуры в закристаллизовавшемся полимере такое соотношение может изменяться как в сторону преобладания кристаллической, упорядоченной, так и в сторону дефектной, неупорядоченной части. [c.192]

В классическом рентгеноструктурном анализе при описании несовершенства (дефектности) кристаллической решетки исходят из следующих двух представлений [3]. В первом предполагают, что кристалл имеет правильную совершенную структуру и ее изменяют путем выведения узлов решетки из теоретических положений, причем эти смещения остаются для всех углов малыми по сравнению с межплоскостными расстояниями. Такого рода несовершенство характеризуется тем, что для всякого твердого тела принимается существование средней идеальной решетки, от которой реальная решетка везде не слишком удалена. [c.34]

В настоящее время хорошо разработан рентгеноструктурный анализ, являющийся одним из самых надежных средств анализа структуры кристаллов. В реальных кристаллах в отличие от идеальных всегда имеются различные нарущения (дефекты) правильного расположения частиц. Эти нарушения влияют на свойства кристаллов. Их присутствие отражается на механической прочности, электропроводности, химической активности кристаллических веществ. Кроме того, каталитические свойства многих кристаллических катализаторов также зависят от дефектов, и активные центры поверхности катализатора часто совпадают с дефектными участками. Некоторые дефекты — дислокации — важны для развития кристаллов. Кристаллы, растущие в природных условиях, по-видимому, не могли бы возникнуть или росли бы очень медленно, если бы не существовало дислокаций. [c.226]

Таким образом, молекулы СиС1 в паровой фазе и твердый хлорид меди — это вещества, разные по структуре, а следовательно, и по свойствам. Количественный состав твердого хлорида меди такой же, как и молекул на атом меди приходится атом хлора. Для хлорида меди в парах формула СиС является истинной, а для твердого состояния — только простейшей. Истинная формула кристаллического хлорида меди может быть написана, как для полимерного вещества (СиС1)д. На рис. 6, а представлена идеальная структура стехиометрического соединения АВ, когда все атомы размещены по узлам решетки. На рис. 6, б один атом А находится в междоузлии, а узел (откуда ушел атом А) остается незанятым. Рис. 6 отражает различное кристаллохимическое строение стехиометрического соединения одного и того же состава. Как показывают опыт и теория, реальные кристаллы предпочтительнее образуют дефектную структуру (рис, 6, 6), Концентрация же дефектов (в данном примере атом А в междоузлии и вакансия в узле) находится в зависимости от способа получения и предыдуп ей обработки вещества. [c.20]

Чтобы дать наиболее целесообразное общее определение дислокации [5], будем считать, что реальный кристалл построен в плане структуры идеализированного кристалла. Теперь рассмотрим какую-либо линию, проведенную от атома к атому в этом реальном кристалле и замыкающуюся на себя. Эту линию называют контуром Бургерса. Линию имитируют в идеальном кристалле. Чтобы избежать при этом неопределенности, необходимо обойти любые сильно дефектные области в реальном кристалле. Подобной областью является ядро дислокации. Тогда если имитирующая линия в идеальном кристалле не замыкается на себя, то контур в реальном кристалле включает одну или более дислокационных линий. Вектор, необходимый для замыкания имитирующего контура, называют вектором Бургерса окруженной контуром дислокационной линии (или результирующим вектором Бургерса дислокационных линий). Так как начальная и конечная точки контура отвечали одному и тому же атому в реальном кристалле, то они должны отвечать соответствующим атомам в идеальном кристалле. Вектор Бургерса должен быть поэтому вектором, который связывает два узла решетки, если слово решетка применяется в его строгом смысле. [c.15]

Согласно этой системе дефектный кристалл представляется как раствор дефектов в идеальной кристаллической решетке рассматриваемого вещества, причем под дефектом подразумевается любое локальное отклонение реальной структуры от идеальной [17, 21]. Так, вакансия означает недостачу атома в соответствующем узле дефект замещения — недостачу основного атома и наличие вместо него чужеродного. Другими словами, в системе относительных составляющих единиц дефект эквивалентен разности между отвечающим ему структурным элементом и тем, который должен быть расположен в данной кристаллографической позиции идеального кристалла. При таком определении дефектов их следует рассматривать как некие квазичастицы, свойства которых определены по отношению к фону идеальной кристаллической решетки. В отечественной литературе для обозначения относительных составляющих единиц преимущественно используется номенклатура Хауффе [21]. В этой системе основной символ указывает химический элемент, ответственный за образование дефекта сорт дефекта помечается специальным значком , О, . Вакансия в подрешетке А обозначается АП атом (ион) А в междуузлии — АО атом (ион) Р в узле подрешетки А—РФ (А). [c.24]

Если нас интересуют свойства реального (дефектного) кристалла, то даже и в этом случае важно знать, куда попал дефект , какими свойствами (оптическими, электрическими, упругими) обладает кристалл-матрица. Именно прп сопостав./ ен1П1 идеального (не искаженного дефектами) и реального кристаллов удается наиболее полно понять природу последнего и, более того, наметить путь такого искажения идеального кристалла, чтобы получившийся из него реальный обладал нужными свойствами. Абстрактная модель идеального кристалла (в которой не учитывается поверхность образца, дефекты), использованная в зонной теории твердых тел, позволила исследователям объяснить многие экспериментальные явления, для которых отклонения от идеальной структуры малосущественны. [c.204]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология