Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Дефекты кристаллов Шоттки

    Точечные дефекты. Точечными, или атомными, дефектами в структуре ионного кристалла (какими и является основная часть кристаллов силикатов) являются дефекты по Шоттки и по Френкелю (вакансии) и дефекты, связанные с примесными атомами (твердые растворы). К точечным дефектам относятся также электронные. [c.167]

    Дефекты по Шоттки образуются при перемещении отдельных ионов на поверхность кристалла и возникновении незанятого узла кристаллической решетки—вакансии (рис. 102, а). При этом в целом электронейтральность решетки сохраняется. Различают положительные (катионные) и отрицательные (анионные) вакансии. Концентрации анионных и катионных вакансий в кристалле примерно одинаковы. На анионную вакансию может переместиться близлежащий анион, причем вакансия будет двигаться в обратном [c.167]


    Энергия образования дефектов по Шоттки несколько выше, чем по Френкелю. Так, в щелочно-галоидных кристаллах энергия образования дефектов по Шоттки и Френкелю составляет соответственно 2 и 1,5 эВ. [c.169]

    Дефекты по Шоттки и Френкелю оказывают влияние на ионную проводимость и диффузию в кристаллах благодаря миграции дефектов в решетке. Наличие дефектов имеет исключительное значение для таких процессов, как реакции в твердом состоянии, спекание и др. [c.169]

    Дефекты по Френкелю — не единственный тип дефектов в ионных кристаллах. В. Шоттки (1935), показал, что в реальном кристалле могут отсутствовать межузельные ионы и в то же время часть узлов решетки оказывается незанятой. Так как в целом должен соблюдаться баланс электрических зарядов, то каждой катионной вакансии соответствует анионная вакансия. Комбинацию катионной и анионной вакансии в ионном кристалле называют дефектом по Шоттки. Процесс протекания тока в таком кристалле можно рассматривать как последовательное осуществление перехода ионов кристаллической решетки в соседнюю вакансию. Подвижности катионных и анионных вакансий в общем случае различны, что и определяет преимущественную катионную или анионную проводимость. Типичный пример соединений с дефектами по Шоттки — галогениды щелочных металлов. [c.96]

    Вакансия, образовавшаяся по этому механизму, называется дефектом по Шоттки. В кристаллах металлов энергетически более выгодные дефекты по Шоттки, хотя возможно одновременное возникновение дефектов по Шоттки и Френкелю, однако дефектов по Френкелю формируется настолько мало, что их можно не учитывать в расчетах свойств кристаллов. [c.174]

    В ионных кристаллах, в которых должна соблюдаться электронейтральность, образование дефектов связано с перераспределением зарядов. Так, появление вакансии катиона сопровождается возникновением вакансии аниона (рис. 1.83а), такой тип дефекта в ионном кристалле называ,ется дефектом по Шоттки. Внедрение иона в междоузлие сопровождается появлением иа его прежнем месте вакансии, которую можно рассматри- [c.162]

    Отсутствие атома (иона) одного из элементов соединения в некоторых узлах его кристаллической решетки обусловливает изменение его состава - отклонение от стехиометрии . Известен ряд веществ, в кристаллах которых дефектов по Шоттки так много, что отклонения от стехиометрии легко определяются химическим анализом. В зависимости от условий получения и роста кристаллов число вакансий может быть различным, поэтому нестехиометрические соединения обычно имеют непостоянный состав. К числу таких веществ относятся оксид и карбид титана. Их состав можно выразить в общем виде формулами ТЮ дс-0,70+ 1,30 и Ti х-0,60+ 1,00. [c.163]


    Дефектом по Шоттки называется пустой узел в кристаллической решетке. Он может иметь место в ионных, атомных и молекулярных кристаллах. Этот дефект часто называют вакансией. [c.89]

    В случае ионных кристаллов различают дефекты по Френкелю и дефекты по Шоттки. [c.333]

    Если в кристалле имеется эквивалентное число катионных и анионных вакансий, а междоузельные ионы отсутствуют, говорят о дефектах по Шоттки (рис. 49, б). Катионные и анионные вакансии, по- [c.334]

    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]

    Дефекты по Шоттки ( структуры разрыхления ) заключаются в том, что атомы из части узлов перемещаются на поверхность кристалла, оставляя вакансии, в которые могут переходить атомы изнутри, а вакансии могут диффундировать внутрь кристалла. Нагревание способствует образованию таких структур разрыхления . Схема их образования  [c.136]

    Некоторые положительно и отрицательно заряженные ионы смеш,аются вплоть до выхода на поверхность кристалла, как это показано на рис. 26.1,6. Такие отклонения кристаллов от идеальности получили название дефектов по Шоттки. [c.332]

    На рис. 121, а изображен идеальный двумерный кристалл, находящийся в равновесии при Т = 0. На рис. 121, б изображен кристалл, в котором некоторые атомы удалены от своих нормальных положений в узлах решетки и расположены на поверхности, где они образовали новый слой нормальной кристаллической решетки. В этом случае говорят об образовании дефектов по Шоттки. Если атом кристалла переходит в междоузлие (рис. 121, в), то говорят об образовании дефектов по Френкелю . Предполагается, что точки а тл Ъ расположены так далеко друг от друга, что взаимодействие между атомом в точке Ь и атомами, расположенными вокруг точки а (вакансии), отсутствуют. Таким образом, дефект по Френкелю состоит из атома в междоузлии и вакантного узла решетки, или дырки . [c.279]

Рис. 121. Идеальный двумерный кристалл (а), дефекты по Шоттки (б), дефекты по Френкелю (в) Рис. 121. <a href="/info/348381">Идеальный двумерный</a> кристалл (а), дефекты по Шоттки (б), дефекты по Френкелю (в)
    Замораживание дефектов . Предположение о возможности замораживания дефектов основывается на том факте, что для установления равновесной концентрации дефектов требуется определенный период времени. Таким образом, если кристалл охлаждается, то дефекты решетки должны непрерывно исчезать. Дефекты по Френкелю будут исчезать в результате рекомбинации вакансий и межузельных атомов, а дефекты по Шоттки — вследствие миграции вакансий к поверхности кристалла и границам зерен. Как показано [25], влияние этого эффекта на обычную низкотемпературную проводимость чистого кристалла незначительно. [c.284]

    Как уже отмечалось, к атомным нульмерным или точечным дефектам относятся вакансии, примесные атомы в регулярных узлах решетки и примесные атомы, дислоцированные в междоузлиях. Эти типы дефектов в принципе могут встречаться в решетке кристаллов в отдельности, но чаще всего они присутствуют в комбинации друг с другом. В зависимости от этого различают следующие типы атомных нульмерных дефектов твердые растворы (включая дефекты нестехиометрии), дефекты по Шоттки и дефекты по Френкелю. [c.67]

    Дефекты по Шоттки и Френкелю относятся к тепловым равновесным дефектам, связанным с неупорядоченным расположением в решетке кристалла собственных частиц (атомов или ионов). Такое расположение возникает, если частица покидает свое регулярное положение в узле решетки, оставляя его незанятым (вакантным). Существует две возможности образования дефектов в решетке за счет перемещения частиц из ее узлов. Одна из них была постулирована Я. И. Френкелем, другая — В. Шоттки. [c.83]

    Энергия активации процесса образования точечных дефектов зависит от их типа, химической природы вещества и его структуры, поэтому, хотя в решетке любого немолекулярного кристалла присутствуют одновременно все виды точечных дефектов, одни из них (с меньшей энергией активации) обычно преобладают над другими. Энергия образования дефектов по Шоттки при прочих равных [c.85]


    Дефекты по Френкелю в чистом виде, т. е. когда число вакансий равно числу межузельных атомов, могут иметь место только в кристаллах стехиометрического состава, в реальных кристаллах с координационными решетками этого, как правило, не наблюдается. Дефекты по Шоттки могут возникать за счет образования как катионных, так и анионных вакансий. В ионных кристаллах часто оказывается энергетически более выгодным образование пар вакансий, т. е. образование вакантного узла на месте катиона и аниона, так как при этом легче сохраняется электронейтральность поверхности кристалла и решетки в целом. Однако в принципе это не обязательно и в реальных кристаллах равенство тепловых катионных и анионных вакансий может и не соблюдаться. [c.86]

    Наличие в кристаллах точечных дефектов по Шоттки и Френкелю оказывает существенное влияние на многие свойства кристаллических тел. В частности, их присутствие в кристалле и способность к миграции обусловливают ионную электрическую проводимость и процессы массопереноса (диффузии) в кристаллической решетке (в бездефектном идеальном кристалле процесс массопереноса практически невозможен). В связи с этим присутствие точечных дефектов сильно ускоряет такие важные в технологии силикатов и тугоплавких неметаллических материалов процессы, как твердофазовые реакции, спекание, рекристаллизацию и т. д., скорость которых определяется скоростью диффузии материальных частиц. Образование дефектов по Шоттки приводит к возрастанию объема кристалла (кристалл как бы распухает за счет достраивания с поверхности атомами, удаляющимися из узлов решетки) и понижению его плотности (образование дефектов по Френкелю во всяком случае в первом приближении не приводит к изменению плотности). [c.87]

    Так же как и в низкомолекулярных соединениях структура реальных макромолекулярных кристаллов далека от совершенства. Одними из возможных вариантов нарушений периодического расположения атомов в решетке являются так называемые точечные дефекты отсутствие атома в узле кристаллической решетки (вакансия)—дефекты по Шоттки, наличие лишнего атома (междуузлие) или замена атома в узле решетки атомом постороннего вещества (дефекты по Френкелю). [c.37]

    Обычный механизм образования нестехиометрического ионного кристалла состоит в захвате электронов вакантными анионными узлами решетки (дефектами по Шоттки) или междоузельными катионами (дефектами по Френкелю) я миграцией нейтрального металлоида из кристалла. В связи с этим вопрос об устойчивости металлических активных центров в полупроводниках оказывается тесно связанным с теорией дефектов по Шоттки и Френкелю. [c.122]

    Если рассматривать в качестве гипотетической исходной модели твердого тела идеальный кристалл, находящийся при температуре абсолютного нуля, то все образующие его частицы будут занимать вполне определенные места, образуя правильную кристаллическую решетку. При повышении температуры, в результате теплового движения частиц, этот порядок нарушается. Часть частиц может покинуть свои места в узлах решетки (образуются вакантные узлы) и занять положение в междууз-лиях ( дефекты по Френкелю ). В некоторых случаях частица может покинуть положение в междуузлии и выйти на поверхность в этом случае в решетке образуются только вакантные места ( дефекты по Шоттки ). При данной температуре Г число п дефектов данного вида, находящихся в термодинамическом равновесии с кристаллической фазой, будет определяться выражением [c.339]

    Дефекты по Шоттки, характеризующиеся равенством чисел катионных и анионных вакансий, зарождаются на поверхности кристалла или его внутренних микротрещин и диффундируют вглубь кристалла. Катионные и анионные вакансии перемещаются независимо друг от друга. Дефекты такого рода наблюдаются, например, в кристалле Na l. [c.191]

    Наличием дефектов обусловлена ионная проводимость кристалла. В случае дефектов по Френкелю электричество переносится при движении вакансий и междоузельных ионов, причем в этом процессе обычно участвует ион лишь одного знака. Так, в кристалле AgBr переносчиком электричества является катион Ag+. При наличии дефектов по Шоттки (кристалл Na l) электричество переносится и катионами, и анионами (в процессе движения катионных и анионных вакансий). [c.191]

    Наличием дефектов в структуре решетки обусловлена ионная проводимость кристаллов. Если дефекты являются дефектами по Френкелю, перенос элетричества осуществляется при движении вакансий и междоузельных ионов в объеме кристалла, причем в этом процессе обычно участвует практически ион лишь одного знака (как мы заметили ранее, обычно только катионы или только анионы в значительной степени переходят в междоузлия). Так, в случае кристалла AgBr переносчик электричества — катион Ag+ измеряемое на опыте число переноса аниона Вг равно нулю. При наличии дефектов по Шоттки (кристалл Na l) перенос заряда осуществляется как катионами, так и анионами в процессе движения катионных и анионных вакансий. [c.334]

    Рассмотрим в рамках аналогичной модели процесс образования дефектов по Шоттки. В этом случае, как один из вариантов, катион и анион могут создавать в кристалле парные вакансии, число которых в объеме кристалла равно Па, а общее число ионных пар в равновесной идеальной решетке N. Запишем схему процесса обра- [c.333]

    В результате теплового воздействия некоторые атомы или ноны могут покидать свои места в узлах решетки и образовывать дефекты, называемые вакансиями Атомы или ионы ( собственные и чужие ) также могут появиться между узлами кристаллической решетки В ионном кристалле (в отличие от атомного) вакансии должны быть обязательно скомпенсированы электрически Комбинация вакансии и иона в междуузлиях называется дефектом по Френкелк) а комбинация анионной и катионной вакансий — дефектом по Шоттки Дефекты по Френкелю и Шотткн относятся к так называемым точечным дефектам Эти дефекты могут мигрировать в кристалле, чем объясняется самоднффузия и ионная проводимость Наличие примесных атомов или ионов в структуре сильно влияет на физические и механические свойства кристаллов Так, например, при добавлении 20% КВг к КС1 теплопроводность снижается на 50% Добавление к железу 1% N1, Мп или Сг приводит к повышению его твердости соответственно на /го, /в и V Примесные атомы нли ионы поглощают свет в тех областях, где чистый кристалл прозрачен, что может влиять иа его цвет В некоторых случаях возбуждается люминесценция [c.239]

    Другие дефекты могут встречаться внутри отдельных мозаичных блоков. Если атом или ион смещен относительно его нормального положения в кристаллической решетке и занимает положение где-то в промежутке, возникают так называемые дефекты по Френкелю, это возможно только при условии, что в решетке имеются достаточно большие промежуточные положения. Более распространены так называемые дефекты поШоттки, в которых смещенный атом или ион мигрирует на поверхность кристалла. Если дефект по Шоттки возникает в ионном кристалле, обычно мигрируют и катион и анион. Дефекты по Френкелю и по Шоттки появляются в тех случаях, когда атом колеблется настолько сильно, что он выскакивает из своего положения в решетке поэтому число дефектов возрастает при повышении температуры. Расчеты пока- [c.259]


Смотреть страницы где упоминается термин Дефекты кристаллов Шоттки: [c.250]    [c.334]    [c.334]    [c.88]    [c.507]    [c.507]    [c.87]    [c.88]    [c.87]    [c.88]    [c.87]    [c.88]    [c.84]    [c.86]    [c.87]    [c.88]    [c.260]   
Физико-химическая кристаллография (1972) -- [ c.217 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Кристалл дефекты

Кристаллы по Шоттки

Шоттки

Шоттки дефект



© 2025 chem21.info Реклама на сайте