Дефекты кристаллической структуры

Кристаллическое состояние вещества характеризуется строго закономерным, периодически повторяющимся расположением всех атомов в решетке кристалла. Кристалл с таким идеальным расположением атомов называется совершенным. В реальном кристалле всегда обнаруживаются отклонения и нарушения идеального расположения атомов. Эти нарушения называются несовершенствами, или дефектами, кристаллической структуры. [c.172]

Дефекты кристаллической структуры. По мере совершенствования методов изучения кристаллов (прецизионные методы рентгеновского анализа, микроскопия и электроноскопия) оказалось, что кристаллические тела не являются идеальными, а обладают рядом дефектов кристаллической структуры. Грубые дефекты кристаллической структуры, образующиеся при получении кристаллов, — поры, трещины мы не рассматриваем, так как они обычно получаются при нарушении технологии отливки или сварки металлов или при выращивании кристаллов из расплавов, растворов или из газовой фазы. Нарушения микроструктуры кристаллов обнаруживаются с большим трудом, но так как они сильно влияют на физические свойства твердых тел, то их изучение в настоящее время ведется весьма интенсивно. [c.110]

ДЕФЕКТЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ [c.172]

Это утверждение получило название закона постоянства состава Пруста. Спор между Бертолле и Прустом принес большую пользу, потому что многие химики отправились в свои лаборатории доказывать идеи, приверженцами которых они были, а результатом явилось быстрое накопление большого объема знаний о составе химических соединений. Конечно, прав оказался Пруст и все же существуют твердые кристаллические вещества, в которых из-за наличия дефектов кристаллической структуры подлинное отношение атомов не совпадает с предсказываемым идеальной химической формулой. Например, состав сульфида железа может варьировать от Fe, (S до FeS,, в зависимости от способа получения образца. [c.275]

Нарушения периодичности структуры проявляются в особенностях картины рассеяния (сателлиты, диффузный фон и др.). Анализ этих особенностей позволяет определить как динамические нарушения, обусловленные тепловым движением частиц кристалла, так и тип и распределение статических дефектов кристаллической структуры (точечные дефекты, дислокации и т. д.). Динамические и статические нарушения структуры влияют на все физические свойства твердых тел, в наибольшей мере сказываясь на транспортных свойствах кристаллов, связанных с переносом электричества, тепла или массы, включая пластичность и прочность. Так, коэффициент диффузии в одном и том же веществе может меняться на 10 порядков. [c.15]

Какую роль играют примеси в возникновении дефектов кристаллических структур Приведите примеры кристаллов с примесными дефектами. [c.381]

Скорости образования и исчезновения дефектов кристаллической структуры при определенной температуре равны, и каждой температуре соответствует свое, строго определенное число дефектов. С повышением температуры число дефектов возрастает. Наибольшее содержание вакансий, равное 1—2% от всего числа атомов в решетке простого вещества, достигается вблизи температуры плавления. При большем содержании вакансий кристалл термодинамически нестабилен (плавление). [c.174]

Электроны в дефектах кристаллических структур с этими типами нестехиометрии могут быть возбуждены действием энергии света, что является причиной окраски кристаллов. Так, хлорид калия с избытком калия окрашен в фиолетовый цвет, а оксид цинка с избытком цинка имеет красный цвет. При более сильных энергетических воздействиях дефекты этих типов нестехиометрии могут быть ионизированы, т. е. они теряют электроны и кристалл приобретает способность проводить электрический ток. Электропроводимость кристалла под действием света называется фотопроводимостью. Если ионизация обусловлена поглощением теплоты, то кристалл обнаруживает электронную проводимость, возрастающую с повышением температуры. Такого типа кристаллы являются полупроводниками (см. ниже). [c.176]

Среди соединений Со (II) есть окрашенные в почти черный цвет — это прежде всего сульфиды (тииа oS) и окись кобальта. Причина темного окрашивания такого типа соединений состоит в сильной взаимной поляризации Со + и (множественность электронных состояний), а также в обилии дефектов кристаллической структуры, характерной для окислов и сульфидов. Многие из этих соединений имеют полупроводниковые свойства. Об этом свидетельствует и характерный для многих из них металлический блеск (аналогично, например, пириту РеЗг), указывающий иа наличие относительно свободных электронов в зоне проводимости. Таким образом, для сульфидов и окислов Со (II) характерно сложное строение, предусматривающее связь металл—металл. Поэтому степень окисления -Ь2, формально рассчитываемая для таких соединений кобальта, не подкрепляется присутствием в них ионов Со + и мало что говорит об истинном строении вещества. [c.139]

В связи с задачами упрочнения и измельчения твер-ных тел в последние годы в науке возникло новое направление — физико-химическая механика (П. А. Ребиндер), которая изучает способы повышения или понижения прочности веществ. Если диспергировать материал до частиц, отвечающих по размерам расстояниям между дефектами кристаллической структуры, то образующиеся при этом бездефектные частицы имеют прочность, отвечающую максимально возможной для идеального кристалла. Таким образом, для получения особо прочных материалов необходимо предварительное очень тонкое измельчение с последующим уплотнением (прессование, спекание, сварка). Понижение прочности материалов описано в гл. XVI, 3. [c.239]

Возникновение цвета может быть вызвано несовершенством кристаллической решетки вещества — дефектами кристаллической структуры Такое явление наблюдается, например, у ультрамаринов Основой их является простая анионная решетка, общая формула которой может быть представлена следующим образом [c.246]

Чем больше дефектов в структуре кристалла, тем больше его диффузионная проницаемость. Повышение степени дефектности может привести к увеличению эффективного коэффициента диффузии на несколько порядков [50, 151 ]. Это относится к диффузии как внутри кристалла, так и по его поверхности. Дефекты кристаллической структуры играют значительную роль в твердофазных реакциях, особенно в дисперсных системах. [c.342]

Все дефекты кристаллической структуры можно условно разделить на два типа точечные и линейные. [c.110]

Следует заметить, что любой чистый сверхпроводник можно перевести в сверхпроводник второго рода путем добавления примесей -или создания дефектов кристаллической структуры. Электроны в сверхпроводнике рассеиваются на дефектах, и при этом нарушается [c.263]

Величины модулей упругости для кристаллов искусственного графита существенно отличаются от таковых для монокристаллов в силу влияния различного рода дефектов кристаллической структуры. Низкая по сравнению с монокристаллом прочность искусственных графитов яаляется также следствием различного рода макро- и микро дефектов, наличие которых является характерной особенностью их структуры. [c.57]

Относительно низкое значение прочности углеграфитовых материалов обусловливается наличием в них значительного количества дефектов кристаллической структуры (примеси, дислокации, границы зерен, поры и т. п.). Кроме того, на поверхности углеграфитовых материалов образуется некоторое количество микротрещин, которые являются концентраторами напряжений и при наложении напряжений приводят к полному разрущению материала. Поверхностные микротрещины возникают в процессе производства углеграфитовых материалов. В тех случаях, когда удается в значительной мере уменьшить образование дефектов решетки и поверхностных трещин, например при получении нитевидных кристаллов, прочность приближается к теоретическому пределу. [c.22]

Возникновение дефектов кристаллической структуры в виде дислокаций также тесно связано с тепловыми полями. В большинстве работ необходимым и достаточным условием получения бездефектной структуры считаются условия, при которых выращивание ведется при плоском фронте кристаллизации. Нужно заметить, что такие требования не всегда достаточны для достижения цели. В работе [13] указывается, что скоростью вращения затравки можно управлять геометрией поверхности раздела фаз, изменять кривизну фронта кристаллизации. При определенном сочетании скорости выращивания с числом оборотов затравки фронт кристаллизации можно поддерживать плоским. Однако монокристаллы, полученные в таких условиях, не были свободны от дислокаций. Видимо, для получения бездислокационных монокристаллов недостаточно обеспечить в процессе роста плоский фронт кристаллизации, а необходимо удовлетворить еще ряд требований. [c.205]

Особую роль в стимулировании твердофазных реакций йг-рают полиморфные превращения любой из фаз. Как правило, химическая реакция начинается и интенсивно проходит при температуре полиморфного превращения. Это связано с повышенной концентрацией дефектов кристаллической структуры непосредственно после такого превращения и с тем фактом, что в момент переориентировки частицы обладают особенно больщой подвижностью и реакционной способностью. [c.125]

Наблюдение картин каналирования электронов полезно для идентификации выделений в кристаллах, определения плоскостей габитуса, изучения взаимной кристаллографической ориентации выделившихся фаз и матрицы, при изучении механизма двойни-кования, дефектов кристаллической структуры и ориентации зерен. Впервые каналирование электронов было установлено при изучении монокристаллов кремния, германия и арсенида галлия. [c.210]

В исследованиях Бюргерса экспериментально показано, что трещины и дислокации сконцентрированы в межкристаллических зонах. Поэтому добытый из недр минерал уже наделен условиями для разрушения по межкристаллическим связям. Материалы, полученные из расплавов искусственным путем, например металлы или электрокорунды, имеют еще большее количество различного рода дефектов кристаллической структуры. [c.11]

Какие дефекты кристаллической структуры характерны для пигментов В чем онн проявляются [c.335]

Таким образом, рассматривая явление сорбции низкомолекулярных веществ полимерами, в настоящее время трудно провести четкую границу между процессами поверхностной адсорбции по различным дефектам и локальным неоднородностям в аморфных областях полимеров и достаточно равномерного объемного распределения сорбированного вещества по объему аморфных участков и молекулярным дефектам кристаллической структуры. [c.25]

С дефектами кристаллической структуры связан ряд чисто физических явлений в кристалле — самодиффузия и диффузия ионов, ионная электропроводность, ионная эмиссия [5, 6, 7]. Поэтому установление связи между этими явлениями и каталитической активностью представляется достаточно интересным. [c.378]

Пластическая деформация, внося в ферромагнетик дефекты кристаллической структуры (зоны неоднородных внутренних деформаций, полосы скольжения, двойниковые прослойки и т. п.), измельчает магнитную доменную структуру (уменьшает размеры основных и увеличивает количество замыкающих доменов), то есть затрудняет процессы смешения основных доменных фаниц. При этом характер возникающих дефектов и особенности их распределения в кристалле, задавая определенный вид и поведение магнитных доменов, обусловливают ссютветствующие изменения электромагнитных свойств. Так, в (ПО) кристалле кремнистого железа с простой структурой основных 180° доменов в форме полос в исходном не деформированном состоянии (рисунок 2.2.5, а) появление в различных [c.64]

При гетерогенном катализе в качестве катализаторов чаще всего исполь-.зуются смеси твердых веществ, каждое из которых играет определенную роль в стадиях каталитического процесса. Нескомпенсироваиное потенциальное поле и большое число дефектов кристаллической структуры приводят к тому, что на поверхности возникают особые активные центры адсорбции, а также донорные и акцепторные участки (центры), на которых происходит присоеди-ление или отщепление нуклеофильных и электрофильных частиц, протонов и -электронов. Чаще всего используемый в настоящее время катализатор синтеза аммиака имеет состав Ре/КаО/АЬОз. Первой стадией реакции синтеза -аммиака является адсорбция N3 на (1,1,1)-поверхности кубической объемно-центрированной решетки железа. На поверхности катализатора происходит также расщепление Нг на атомы. Адсорбированная и активированная молеку--ла N2 постепенно гидрируется атомарным водородом до промежуточного образования ЫаНб. При последующем присоединении атома водорода связь разрывается и образуется молекула аммиака ЫНз. Другие компоненты катализатора оказывают активирующее и стабилизирующее воздействие на отдельные стадии этого химического процесса. [c.436]

Известны случаи, когда предел ползучести, т. е. истинный предел упругости, равен нулю, что означает развитие ползучести с наибольшей постоянной (ньютоновской) вязкостью при сколь угодно малых напряжениях ниже предела текучести, подобно коагуляционным структурам, изученным в суспензиях бентолитовых глин в воде. Это наблюдается в металлических монокристаллах, имеющих ярко выраженную пластичность, вызванную наличием в кристаллической решетке плоскостей скольжения. Остаточные сдвиги развиваются по тем плоскостям скольжения, на которых локализованы дефекты кристаллической структуры, что и определяет размер пачек скольжения. При напряжениях выше предела текучести монокристалла ползучесть переходит в обычную, быстро развивающуюся пластическую деформацию. [c.180]

Состав многих кристаллических оксидов d-элементов является переменным из-за дефектов кристаллической структуры отсутствия нужного атома на своем месте (структура вычитания) оккупации места, предназначенного для атома данного элемента, атомом элемента-партнера (структура замещения) или заполнения пустот (междоузлий) кристалла атомами одного из элементов, образующего соединение (структура внедрения). Все это приводит либо к обогащению оксида кислородом по отношению к его стехиометрическому содержанию (например, от UOj до UO2 3), либо к его обеднению кислородом (например, от FeO до FeOo 9). Дробные индексы говорят не об осколках атомов кислорода, а показывают отношение числа его атомов к числу атомов металла (т. е. на 10 атомов и приходится 23, а на 10 атомов Fe— 9 атомов кислорода). [c.311]

Особенностью реакции углерода с газами явлнется наличие экстремальной зависимости скорости реакции от температуры опыта. На рис. 51 видно, что скорость реакции (при скорости потока воздуха 2,3 м/с) растет до 1200—1500 °С, затем уменьшается, а при более вьюоких температурах (1800-2000 °С) вновь возрастает. Такая зависимость была получена на различных углеродных материалах и в разных условиях проведения экспериментов [72, 73]. Это явление не нашло объяснения в рамках диффузионных представлений реакции при высоких температурах. Объяснение экстремального хода кривой зависимости скорости реакции от температуры некоторые авторы видят в специфическом механизме залечивания поверхностных дефектов кристаллической структуры в определенном интервале температур. При переходе атома углерода в газовую фазу в составе молекулы, образованной с атомом окислителя, в решетке углерода остается разорванная связь С—С. По свободной связи могут взаимодействовать молекулы окислителя или эта связь может рекомбинировать с другими углеродными атомами в решетке графита. В случае, когда скорость реакции с окислителем больше скорости рекомбинации, с ростом температуры наблюдается возрастание скорости реакции. Однако вероятность рекомбинации увеличивается с температурой, и при высоких температурах ее скорость может сначала сравняться, а затем превысить скорость реакции. При дтом суммарная скорость реакции будет уменьшаться с температурой. Наконец, при достаточно высоких температурах скорость рекомбинации достигает своего предела и скорость реакции вновь начинает возрастать [c.122]

Известно, что дефекты кристаллической структуры вообще оказывают большое влияпие на химизм реакций, протекающих с участием твердых веществ. Однако попытки увязать механизм каталитических реакций с дефектами твердой фазы еще не вышли из самой начальной стадии. Интересно, что при аналогичных исследованиях силикагеля [45] наблюдавшийся каталитический эффект также объясняли вызванными нейтронами дислокациями. Согласно результатам этого исследования [45] после облучения повышается активность катализатора в миграции двойной связи в гексене-1. В наших работах по облучению таблетированного алюмосиликатного катализатора, наоборот, 1габлюдалось снижение активности в аналогичной реакции — миграции двойной связи в бутепе-1. [c.161]

При обсуждении природы каталитической активности соединений непереходных металлов в окислительных реакциях следует иметь в виду, что зти реа4сции на такого типа катализаторах можно осуществлять не только в гетерогенных, но и в гомогенных условиях, например в жидкой фазе. В этом случае не приходится говорить о каких-либо дефектах кристаллической структуры, которые иногда связьшают с проявлением активности твердофазных катализаторов. Рассмотрим несколько примеров жидкофазного каталитического окисления углеводородов и других веществ. [c.130]

Тангенс угла диэлектрических потерь неокисленного ПЭВД проявляет небольшую зависимость от частоты (кривая 2 на рис. 7.32) [157, с. 126] в весьма широком интервале частот - от 10 до 10 ° Гц tgS изменяется незначительно. Низкие значения tg6 объясняются, очевидно, высокой чистотой образца. Таким образом, ПЭВД является высококачественным диэлектриком с низкими потерями в широком диапазоне частот. Диэлектрические потери в области высоких частот связаны с полярными группами. В области средних частот потери связывают с дефектами кристаллической структуры в местах разветвлений цепи. Следует отметить, что в ПЭВД в небольшом количестве может присутствовать [c.155]

Облучение целлюлозы в дозах до 0,5 МДж/кг не оказывало влияния на степень кристалличности, а при увеличении дозы до 1 МДж/кг наблюдалось лишь незначительное ее увеличение [85]. Облучение целлюлозы II снижает степень кристалличности. Оценка степени кристалличности методом рентгенографического анализа указывает, по-видимому, лишь на кажущуюся неноврежденность структуры целлюлозы. Уже после мягкой механической обработки происходит разрушение кристаллической структуры и появляется рентгенограмма аморфной целлюлозы. Высказывают предположение [30], что высокие дозы гамма-облучения одинаково воздействуют на кристаллические и аморфные области. В результате возникает множество дефектов кристаллической структуры на всем протяжении фибрилл, но последние сохраняют свою исходную форму. Однако даже слабое внешнее воздействие, например обработка ультразвуком в течение нескольких минут, показывает, что после облучения фибриллы фактически представляют собой ряды из коротких фрагментов, способных легко разупорядочиваться (рис. 13.10). [c.295]

В большинстве случаев это необходимое потенЕщ-альное условие уже создано природой. Дефектность кристаллической решетки минералов обусловлена процессом их рождения. Неравновесное затвердевание магмы сопровождается возникновением большого количества разного рода дефектов кристаллической структуры минералов. Дефектность возрастает в процессе последующего метаморфизма. Причем именно на межзерновых поверхностях наблюдается наиболее высокая концентрация микротрещин и дислокаций, а также примесных и иного рода дефектов, с которыми они могут взаимодействовать, [c.11]

Упругое тело, имеющее зародышевую трещину, деформируется при измельчении до определенных пределов, за которыми начинаются рост трешдны и разрушение. При наличии трещины или дефекта кристаллической структуры, который можно рассматривать как зародыш трещины, внутренняя энергия тела рассматривается как сумма энергии упругой деформации всего тела (за исключением участка, находящегося вблизи трещины), энергии упругой деформации, связанной с трещиной и обязанной своим существованием этой трещине, и поверхностной энергии самой трещины. [c.807]

Минерал палыгорскит со слоистоленточной кристаллической структурой образует игольчатые и планковидные кристаллики с цеолитоподобными каналами. Дефекты кристаллической структуры палыгорскита заключаются главным образом в разрушении связей на углах, ребрах и гранях (при обнажении каналов) частиц. Их вытянутой форме свойственно преимущественное образование прочных контактов но углам и ребрам. Это приводит к уменьшению концентрации образования структурной сетки и значительному (по сравнению с каолинитом) увеличению удельной прочности системы. Большое число контактных участков, расположенных на углах и ребрах кристаллов палыгорскита, в сочетании с удлиненной формой последних способствует преимущественному развитию пластических деформаций, роль которых растет по мере увеличения концентрации дисперсий [28—30]. [c.191]

Поверхность пигментов относится к высокоэнергетическим, имеющим поверхностное натяжение на границе с воздухом от 100 до 1000 мДж/м Эта энергия распределена на поверхности неравномерно благодаря физической и химической неоднородности частичек пигмента Так, (точечные дефекты кристаллической структуры приводят к иестехиометричиости соединения как в -объеме, так и иа поверхности Например, для диоксида титана содержание кислорода в решетке меньше, чем в соответствии с формулой TiOj Для цинковых белил, наоборот, кислород содержится в избытке по сравнению с формулой ZnO Присутствие посторонних иоиов в кристаллической решетке приводит к ее деформации Обычно такие дефекты концентрируются у по- верхности что и приводит к появлению участков с повышенной поверхностной энергией Даже в случае идеальной поверхности ионы, расположенные иа ребрах кристаллов и в его вершинах, являются координацнонно-ненасы-"Щенными и вызывают энергетическую неоднородность поверхности [c.256]

Коррозия и защита от коррозии (2002) -- [ c.23 , c.24 , c.25 , c.26 , c.27 , c.28 , c.29 ]

Очерки кристаллохимии (1974) -- [ c.264 , c.265 ]

Основы технологии переработки пластических масс (1983) -- [ c.0 ]

Коррозия и защита от коррозии Изд2 (2006) -- [ c.23 , c.24 , c.25 , c.26 , c.27 , c.28 , c.29 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология