Дефекты кристаллов двухмерные

В ряде оксидных кристаллов упорядочение дефектов происходит путем перегруппировки координационных полиэдров, в результате чего уменьшается отношение кислород — металл внутри некоторых плоскостей кристалла, которые можно рассматривать как плоскости кристаллографического сдвига [34] (рис. 2.9). Плоскость кристаллографического сдвига является поверхностью соприкосновения двухмерных блоков кристалла, имеющих более или менее неизменную идеальную структуру. Состав кристалла в це- [c.99]

К двухмерным (плоскостным) дефектам кристаллов относятся границы между зернами кристаллов, внешняя поверхность кристалла и ряды линейных дислокаций. Кроме того, реальный кристалл состоит из большого числа малых блоков, немного дезориентированных друг относительно друга. Линейный размер блоков лежит в пределах 10 — 10 см. [c.466]

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]

Для большинства получаемых разными способами кристаллов граната характерно наличие полосчатости, которая диагностируется с помощью травления, декорирования и наиболее наглядно — наблюдением в поляризованном свете. В последнем случае проявление полосчатости обусловливается оптической анизотропией граната, вызываемой остаточными напряжениями, возникающими в связи с неравномерным слоистым расположением включений, примесей, различных двухмерных и точечных дефектов. Образование примесной полосчатости связывается с колебаниями температуры, скорости перемещения кристалла, концентрационным переохлаждением. [c.186]

Природа дефектов может быть различной и простирается от микроуровня (электронного, атомного) до дефектов в микрообъемах вещества. В зависимости от размера той области неупорядоченности (области искажений решетки), которую занимают те или иные дефекты, их можно классифицировать по чисто геометрическому признаку — размерности дефекта ( размерность — число измерений, по которым дефект имеет макроскопическую протяженность). По этой классификации дефекты кристаллической решетки разделяют на нульмерные (точечные), одно-, двух- и трехмерные. Нульмерные дефекты в первом приближении занимают в кристалле область искажений, соизмеримую по всем направлениям с размером атома или электрона. Одномерные дефекты имеют протяженность, значительно превосходящую размер атомов в каком-либо одном направлении (в других направлениях они нульмерны), двухмерные — в двух и трехмерные — в трех направлениях. [c.66]

Двух- и трехмерные дефекты принадлежат к макродефектам или дефектам грубой структуры. Примерами двухмерных дефектов являются так называемая мозаичная структура кристаллов, граница зерен, дефекты упаковки, трехмерных— поры, трещины в кристалле, включения в него другой фазы и другие нарушения целостности кристалла. [c.67]

Все, что сказано в предыдущем параграфе о беспорядке внутри кристалла, в полной мере может быть повторено в отношении поверхности кристалла. Мы имеем здесь всего лишь переход от трехмерного к двухмерному случаю. На поверхности идеализированного реального кристалла, так же как и внутри кристалла, мы имеем дело с микродефектами различных сортов. Эти дефекты представляют собой локальные нарушения в строго периодической структуре поверхности. Таким образом, поверхность реального кристалла характеризуется определенной степенью беспорядка. Этим беспорядком обусловливается адсорбционная способность поверхности. Законы, управляющие этим беспорядком, отражаются на законах адсорбции. [c.364]

Уравнение (14.5) является уравнением колебаний двухмерного кристалла со специфическим точечным дефектом в начале координат. Компонента волнового вектора k = входит в это уравнение как параметр и определяет интенсивность локального возмущения Uk- В случае ak 1 для функции и, имеет место очевидное разложение, вытекающее из (14.3) и (14.6) [c.237]

Частоты (14.14) обладают характерной для двухмерных задач экспоненциальной зависимостью от интенсивности возмущения, т. е. от величины 1/ . В их определении отсутствует свойственное точечным дефектам критическое значение интенсивности возмущения, начиная с которого происходит отщепление частоты локальных колебаний. Существование локализованных вблизи дислокации колебаний требует определенного знака возмущения (1 о > 0), и при нужном знаке соответствующая частота всегда отделена некоторой конечной щелью бсо от начала спектра объемных колебаний кристалла [c.238]

Подобные резкие трансформации фундаментальных свойств веществ связаны с изменением соотношения поверхностных и объемных атомов индивидуальных частиц. Поверхность самого идеального кристалла может считаться большим двухмерным или даже объемным дефектом, поверхностные атомы в общем случае находятся на более близких расстояниях друг от друга, чем атомы в объеме кристаллической решетки, и обладают повышенным запасом энергии. До определенного размера частиц доля таких атомов мала, поэтому их вкладом в общие характеристики вещества можно пренебречь. [c.169]

Классификация возможных структурных дефектов в решетке кристалла возможна на основе их пространственной протяженности. Мы различаем поэтому точечные, линейные и поверхностные дефекты или соответственно нуль — мерные, одномерные и двухмерные дефекты. Важнейшие типы дефектов строения кристалла приведены ниже. [c.216]

Важнейшие поверхностные (двухмерные) дефекты структуры— границы зерен, дефекты упаковки и двойники. Дислокации могут иметь особые расположения в кристалле и создавать [c.228]

При разрастании трехмерного зародыша образуется грань кристалла, которая растет путем присоединения новых структурных элементов (ад-атомов). Такое поверхностное образование в несколько атомных слоев может рассматриваться как двухмерный зародыш. Образование центров кристаллизации первоначально происходит не по всей поверхности грани кристалла, а на активных местах — вершинах углов и ребрах кристаллов — недостроенных местах, а также на дефектах кристаллической решетки металла. [c.115]

За последнее десятилетие изменились представления о дефектах, возникающих при восстановлении высших окислов или образовании твердых растворов с ионами, изменяющими отношение металл кислород. Австралийская школа кристаллографов обнаружила протяженные двухмерные дефекты типа дислокаций по определенным кристаллографическим плоскостям, обусловленные смещением одной плоскости относительно соседней на определенную ступень, причем если в регулярной структуре координационные полиэдры соединены вершинами, то после сдвига в плоскости сдвига они соединяются ребрами и т. п. Отношение металл кислород увеличивается без образования вакансий кислорода. Область кристалла между плоскостями сдвига является совершенной и стехиометрической. Эти представления получили подтверждение и развитие за последние годы благодаря появлению электронных микроскопов высокого разрешения, которые позволяют непосредственно наблюдать распределение координационных полиэдров в кристаллах. [c.5]

Механическая обработка металлов, введение примеси и действия излучений высоких энергий на твердые кристаллические вещества, используемые как катализаторы, во многих случаях повышают их каталитическую активность. Это заставляет предположить, что возникающие при этом дефекты в строении кристаллов связаны определенным образом с каталитическими центрами на их поверхности. Дефекты в кристаллах подразделяют на нульмерные, одномерные и двухмерные. Нульмерные (точечные) дефекты в свою очередь подразделяются на энергетические, электронные и атомные. [c.453]

Представление об идеально построенных кристаллах, лежащее в основе молекулярно-кинетической теории, не вполне подтверждается практикой. Позднейшие исследования показали, что наличие дефектов (нарушений) в кристаллической решетке может изменить механизм роста кристалла. Как правило, кристаллы с различными дефектами имеют возможность роста при значительно меньших переохлаждениях, чем это можно ожидать исходя из представлений о росте через двухмерные зародыши. [c.65]

Понятие кристаллы в данном случае соответствует проведенному выше определению первичные частицы, т. е. реальные монокристаллы с дефектами решетки. Они могут иметь одну или несколько областей когерентного рассеивания Х-лучей, так называемых кристаллитов. Агрегаты состоят из двухмерно сросшихся или плотно прилегающих друг к другу кристаллов. Агломераты — это скопления агрегатов и (или) монокристаллов, прочно связанных друг с другом только по углам, ребрам или узко ограниченным участкам поверхности. Неправильно сросшиеся, кристаллы образуют агрегаты, которые, в свою очередь, соединяются в агломераты, при этом образуются различные переходные частицы. В реальных суспензиях одновременно существуют все типы частиц, представленных в группе I, и четкое разделение их представляется затруднительным. [c.26]

Теория идеального роста кристаллов не может также объяснить и тот факт, что в практических условиях заметная линейная скорость роста кристаллов наблюдается уже при пересыщениях около 1%, в то время как, согласно теоретическим расчетам [33], для этих условий пересыщение должно составлять не менее 150—200%. Это несоответствие хорошо объясняется разработанной позднее теорией несовершенного роста кристаллов или теорией дислокаций [179—183]. Согласно этой теории, при росте реального кристалла образуются дислокации, т. е. искажения кристаллической решетки, и на поверхности граней появляются ступеньки размерами от молекулярных до микроскопических. Такие дефекты могут возникать из-за колебания температуры, наличия примесей, одновременного разрастания по одной грани нескольких зародышей и т. д. Наличие подобных террас и ступенек на грани кристалла устраняет необходимость двухмерных зародышей для его роста и рост кристалла может происходить при ничтожно малом пересыщении. [c.90]

Если реакция на границе раздела фаз вообще не будет происходить (двухмерные зародыши не образуются), кристалл не будет расти. Вместе с тем этот вывод явно противоречит экспериментальным данным, согласно которым рост происходит даже при очень незначительных пересыщениях. Возможность такого процесса объясняется особенностями строения реальных кристаллов. Они не яв ляются совершенными. Реальным кристаллам присущи различные дефекты. Благодаря им на поверхности кри Сталлов появляются ступеньки, которые и обусловливают их рост по так называемому дислокационному меха низму [36, 37]. [c.20]

Двухмерные дефекты обычно рассматриваются как поверхности, которые отделяют кристалл или его часть от материала с несколько отличными свойствами, т. е. — это границы раздела. Поверхностные дефекты, как правило, характеризуются избыточной энергией. [c.59]

Особый случай двухмерных дефектов в кристалле представляют собой поверхности, естественно возникающие при растяжении образцов материала. У атомов, ионов и молекул, находящихся на поверхности, отсутствуют внешние соседи, и они менее прочно связаны, чем частицы внутри кристалла. Кроме того, поверхностные участки материала на практике подвергаются разнообразным химическим и механическим воздействиям. Поверхность материала в некотором смысле слова-его слабое место. Именно там в первую очередь проявляют себя коррозия и износ. [c.66]

К двухмерным (плоскостным) дефектам кристаллов относятся границы между зернами кристаллов, внешняя пoвepxнo tь [c.454]

ДЕФЕКТЫ в кристаллах (от лат. <1еГес1из - недостаток, изъян), нарушения полностью упорядоченного расположения частиц (атомов, ионов, молекул), характерного для идеального кристалла. Образуются в процессе роста кристалла из расплава или р-ра, а также под влиянием внеш. воздействий (тепловых, электрич., мех., при разл. видах облучения), при введении примесей. Различают точечные (нульмерные), линейные (одномерные), поверхностные (двухмерные) и объемные (трехмерные) Д (см. рис. 1). [c.29]

Изоморфные замещения имеют статистич. характер и приводят к образованию частично неупорядоченной структуры, поэто.му смешанные кристаллы часто рассматривают как дефектные системы (с точечными, одномерными, двухмерными или объемными дефектами). Развивается энергетич. концепция И., к-рая позволяет в сравнительно простых случаях на основе расчета энергии атомизацни изоморфных смесей предсказать пределы изоморфных замещений в зависимости от т-ры. [c.190]

Одним из наиболее распространенных типов дефектов, не связанных с изменением стехиометрии Ш-нитридов, являются протяженные (двухмерные) дефекты слоевой упаковки (ДСУ). Образование ДСУ можно представить как замещение одного или нескольких слоев в регулярной структуре стабильных фаз Ш-нитридов — вюртщтге (тип упаковки АВАВ... вдоль (0001)) или сфалерите АВСАВС... вдоль направления (111)) на соответствующее число слоев сфалерита или вюртщ1та, соответственно. В качестве ДСУ может выступать также слой чужой (вюртщ1т, сфалерит) упаковки, внедренный между собственными слоями исходного кристалла. [c.35]

Мы будем исходить здесь из картины, в известной мере противоположной картине двухмерного газа. Будем рассматривать поверхностный слой ионного кристалла как двухмерный полупроводник, в котором адсорбированные молекулы играют роль примесей (дефектов), нарушающих строго периодическую структуру решетки. При этом автоматически обеспечивается уч )сгие адсорбированных атомов и молекул в электронном хозяйстве решетки. Заметим, что это отнюдь не означает жесткой локализации адсорбированных частиц за адсорбированными атомами и молекулами сохраняется способность перемещения по поверхности решетки. [c.70]

Двойники также принадлежат к двухмерным дефектам структуры. Они могут возникать различными способами, например, во время роста кристаллов (двойники роста) и при механическом воздействии (деформационные двойники, механическое двой-никование). [c.231]

Предположив, что образуются двухмерные зародыщи, теоретически необходимые для роста идеальных кристаллов, можно определить скорости перемещения различных граней при постоянном переохлаждении. Однако экспериментальные значения переохлаждения оказываются значительно меньше, чем дает теоретическая оценка. Другими словами, скорость роста при данном переохлаждении АГ значительно больше теоретической. Эти расхождения во многих случаях обусловлены влиянием реальной структуры кристаллов, так как благодаря наличию дефектов структуры уменьшается или совсем не нужна работа образования двухмерных зародышей при построении грани. Особенно эффективным для [c.335]

С этой точки зрения, нул<но ожидать, что адсорбционные слои, имеющие свойства двухмерного газа, не должны существенно замедлять растворение металла. Твердые, по-верхностпо-кристаллические адсорбционные слои (двухмерные кристаллы) должны оказывать различное действие, в зависимости от характера связей в слое. Если при неполном заполнении поверхности атомы адсорбированного вещества прочно связываются между собой в плотные поверхностно-кристаллические островки, по не очень прочно связываются с металлом, то защитное действие таких слоев должно носить характер экранирования части поверхности. Если же связь частиц адсорбированного вещества с кристаллической решеткой металла весьма прочна, прочнее, чем частиц между собой, то адсорбция на неоднородной поверхности металла может приводить к более эффективному замедлению растворения, которое выражается, например, в экспоненциальной зависимости скорости растворения от количества адсорбхфованного кислорода [265]. Надо отметить, что поверхностные, как и объемные, кристаллические структуры не бывают без дефектов. Последние создают локальные изменения энергетического состояния поверхности, что осложняет ожидаемые закономерности. В частности, в таких местах возможно ускоренное проникновение атомов пли понов металла через пассивирующий слой к раствору, что может изменять механизм растворения пассивного металла [275] или приводить к постепенному изменению величины п состояния поверхности. Пассивирующими являются, по-видимо-му, адсорбционные слои, имеющие сравнительно мало дефектов. Представление о дефектах и нарушениях в строении адсорбционного пассивирующего слоя в известном смысле аналогично использовавшемуся в теории коррозии [c.153]

Рост кристаллов, согласно литературным данным, может определяться различными процессами [15]. Он может лимитироваться диффузией, кинетикой зародышеобразова-ния на гранях, наличием дислокаций и дефектов в кристаллической решетке. При массовой кристаллизации рост кристаллов происходит, как правило, при значительных пересышениях. В реальных условиях, кроме пересыщения, на их рост влияет ряд других факторов. В частности, к ним относятся температура, интенсивность и характер перемешивания раствора, наличие различных примесей, конструкция кристаллизатора и т. п. Все это делает применение теории роста кристаллов Гиббса—Фольмера в реальных условиях затруднительным, поскольку она построена на предпосылках, относящихся в основном к идеальным системам. Так, например, кинетика роста кристаллов, согласно термодинамической теории Гиббса—Фольмера, определяется образованием двухмерных зародышей. Возникновение же последних связывается с величиной максимального изменения свободной энергии системы представляющей собой тот энергетический барьер, преодоление которого необходимо для образования зародыша. В реальных условиях величина определяется не [c.8]

Зависимость скорости кристаллизации от переохлаждения часто хорошо согласуется [113—115] с теоретическим выражением (11,19). Однако в некоторых случаях при кристаллизации органических веществ скорость кристаллизации при Л1алых переохлаждениях значительно превышает вычисленную по формуле (11.19). Это, видимо, связано с наличием дефектов, облегчающих рост кристаллов. Как уже указывалось, наличие винтовых дислокаций в кристаллах исключает необходимость образования двухмерных зародышей, благодаря чему рост может происходить и при весьма малых переохлаждениях [111]. На основе дислокационной теории Хпллиг и Терн-балл [122] получили следующее выражение для скорости роста из расплавов при малых переохлаждениях [c.69]

Френк (1949 г.) для объяснения механизма роста кристаллов при небольших пересыщениях предположил, что реальные кристаллы имеют дефекты строения, приводящие к образованитсступе-нек на их растущих гранях без возникновения и участия в этом процессе двухмерных зародышей. Одним из таких распространенных дефектов строения кристаллов являются дислокации. Лемм-лейн [47 ] впервые указал на возможность дислокационного спирального роста кристаллов без образования двухмерных зародышей. В настоящее время дислокационная теория роста кристаллов является достаточно разработанной. Следует отметить, что применимость дислокационной теории ограничена определенными границами пересыщения. [c.44]

Как видно из рис. 3.17, а, изотерма адсорбции ксенона на возо-гнанном и откачанном при 110°С исходном СоСЬ имеет семь вертикальных участков, т. е. поверхность этого образца очень неоднородна. По-видимому, это связано с присутствием в нем различных форм воды, не удаляющихся откачиванием при 110°С, с наличием разных граней кристаллов, а также с дефектами этих граней. При термообработке СоСЬ в вакууме число вертикальных участков на изотерме адсорбции ксенона уменьшается и после откачивания при 300—325 °С остается только два вертикальных участка (рис. 3.17,6), т, е. поверхность кристаллов СоСЬ становится более однородной, что подтверждается также и электронномикроскопическими исследованиями. Изотермы адсорбции ксенона на Ы1С1г и СоСЬ, откачанных при оптимальных режимах термообработки (250 и 325°С соответственно), имеют только два вертикальных скачка. Это, вероятно, связано с двухмерной конденсацией ксенона на разных гранях кристаллов [c.50]

Способность мыльных пузырьков к двухмерной гексагонал нон упаковке может служить основой для создания модел кристалла Такая модель предложена Брэггом и затем испол вана Ломером и Наем для изучения поведения дефектов кр таллов (вакансии и включении) и других явлении в криста. л<ах [48, 571] [c.357]

Однако исследования не учитывали анизотропию коэффициента теплового расширения и упругих свойств и ее изменения с температурой. В то же время в книге показано, что для кристаллов низших сингоний это необходимо. Кроме того, при строгом теоретическом рассмотрении процессов зарождения дислокаций решение двухмерной упругой задачи недостаточно. Надо решать трехмерную термопластическую задачу. Такой расчет сложен. Дело осложняется еще и тем, что структура и свойства выращенных кристаллов зависят от содержания в них примесей. Так, из имеющихся работ следует, что для получения совершенных профилированных кристаллов кремния необходимо прежде всего решить вопрос о выборе такого материала формообразователя, который не взаимодействует с расплавом на возникновение дефектов в кристаллах сапфира оказывают сильное влияние включения газа. Поэтому необходимо дальнейшее экспериментальное и теоретическое изучение механизмов возникнове- [c.254]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология