Совершенные грани кристалла

Этот эксперимент доказывает, что размер каждой грани тем больше, чем меньше скорость ее роста, и что кристалл меняет свою форму только за счет перестройки граней, которая осуществляется в результате переноса вещества с быстро растущей грани на медленно растущую. При нагревании вблизи температуры насыщения раствор становится слегка недонасыщенны.м, и в этот момент кристалл частично растворяется при охлаждении раствор становится слегка пересыщенным, и кристалл в этот момент растет. Кристалл как бы колеблется около состояния термодинамического равновесия, при этом развиваются именно те. медленно растущие грани, которые отвечают наиболее плотной, равновесной упаковке частиц. Чем более совершенным становится кристалл, тем медленнее происходит его геометрическое перестроение. Образовавшийся кристалл равновесной формы имеет ту же массу и объем, что и исходный шарообразный монокристалл. [c.249]

Критическое пересыщение. Известно, что усы часто образуются только при пересыщениях, меньших некоторого предельного. Если это предельное пересыщение превысить, усы утолщаются и перестают расти как усы, торможение роста устраняется. То же самое применимо и к пластинкам. Это явление часто объясняют с позиций двумерного зародышеобразования на заторможенных гранях (разделы 1.4 и 1.5). Двумерное зародышеобразование может происходить и на совершенных гранях кристалла при [c.247]

Таким образом, существуют два независимых механизма роста кристалла совершенная грань кристалла перемещается при помощи образования двухмерных зародышей и растет последовательными слоями несовершенная грань кристалла, имеющая выход винтовой дислокации, всегда содержит ступеньку, благодаря которой возможен рост. Первый механизм характерен для сильно пересыщенных растворов, второй — для слабо пересыщенных. [c.18]

Плоскости спайности отличаются от естественных граней тем, что естественную грань кристалла можно отбить и она не повторится, а плоскости спайности можно получать многократно, пока позволяют размеры кристалла. Плоскости спайности более гладкие и совершенные, в то время как естественные грани имеют следы растворения, штрихи, присыпки и др. [c.106]

Термин габитус применяют для обозначения относительного развития граней кристалла. В настоящее время еще не найден закон, на основании которого можно было бы контролировать габитус кристалла. Это свойство в большой мере зависит от самого процесса образования и роста кристалла. Очень трудно получить совершенные кристаллы, у которых все грани одной и той же формы были бы одинаково развиты. Небольшие количества посторонних примесей в растворе часто полностью изменяют габитус выделяющихся кристаллов. Избирательная адсорбция красителей различными гранями кристалла также может сильно изменить его габитус. Все это так осложняет процесс кристаллизации, что предсказать заранее габитус кристалла крайне затруднительно. [c.589]

Совершенство кристаллов полиэтилена, выращенных из раствора, и простота их формы зависят также от условий кристаллизации. Вообще говоря, кристаллы получаются тем более совершенными, чем меньше скорость роста, которая в свою очередь регулируется температурой, концентрацией раствора и в какой-то степени молекулярным весом полимера. Начало кристаллизации обнаруживается по увеличению помутнения медленно охлаждаемого раствора. При этой температуре осаждения или более низкой температуре кристаллы растут со скоростью, отчасти определяемой легкостью, с которой молекулы полимера транспортируются к граням кристалла. В быстро охлаждаемых растворах кристаллизация в общем случае происходит в некотором интервале температур, и в результате этого кристаллы могут иметь необычную морфологию. Наилучшие результаты получаются при изотермическом росте и выделении кристаллов фильтрованием горячего раствора, так как доказано, что при последующем охлаждении до комнатной температуры на поверхностях кристаллов, остающихся в маточном растворе, происходит дальнейшее осаждение вещества с низким молекулярным весом. [c.429]

Первое указание на наличие дислокаций с вектором Бюргерса, имеющим компоненту вдоль оси с, дало оптическое изучение топографии поверхности естественных граней кристаллов графита [10]. Для обнаружения мест возникновения дислокаций в плоскости с были затем использованы участки, выжженные травлением [22]. Методы декорирования использовали и в электронной микроскопии [23]. Однако наиболее подробную информацию дал, несомненно, метод электронной микроскопии на просвет . Вследствие малого коэффициента поглощения электронов графит является весьма подходящим материалом для использования указанного метода. К тому же, тонкие пленки графита приготовить совсем легко, так как можно осуществлять очень тонкое скольжение слоев. В связи с высокой термостойкостью, хорошей тепло- и электропроводностью тонкие слои графита в электронном микроскопе совершенно стабильны. Для облегчения анализа наблюдаемых дислокаций целесообразно дать краткое изложение механизма возникновения контраста в электронном микроскопе. Это позволит обосновать выводы, вытекающие из изучения электронных микрофотографий графита. [c.23]

В разд. III-B мы уже обсуждали роль поверхности некоторых металлов в каталитической перестройке углеводородов в производстве моторных топлив. Другим сравнимым по важности примером может служить каталитическое получение аммиака из элементных азота и водорода. Ведь аммиак NH3 — это важнейший компонент удобрений, который определяет (или ограничивает) производство пищи в мире. При повышенных температурах N2 и Нг могут реагировать с образованием NHj на совершенных кристаллах железного катализатора. Эффективность катализатора зависит от того, насколько быстро каждый из центров на поверхности адсорбирует исходные вещества, способствует их химической перестройке и затем освобождается от конечных продуктов, с тем чтобы процесс мог начаться снова. Грань кристалла железа, обозначаемая символом (1,1,1), примерно в 430 раз более активна, чем грань (1,1,0), соответствующая плотнейшей упаковке атомов, и в 13 раз более активна, чем простейшая грань (1,0,0). Сейчас считают, что стадия, определяющая скорость реакции, [c.185]

Такова была первоначальная схема работы ионизационного спектрометра. Нет, однако, никаких оснований ограничивать исследование отражениями лишь от плоскостей, параллельных внешним граням кристалла. Совершенно таким же образом можно получить отражения и от всех других кристаллографических плоскостей, какие только способны давать отражения. Вопрос о том, каким образом найти нужную начальную ориентацию кристалла, будет разобран позже (см. стр. 378). Совершенно очевидно, что, если размеры решетки кристалла уже определены, нахождение ориентации той или иной плоскости решетки в принципе не может встретить затруднений. [c.213]

Старейшим методом распознавания истинной симметрии кристалла является использование фигур травления. Если подействовать растворителем на грань кристалла, то она будет растворяться совершенно определенным образом, характерным для симметрии данного кристалла. На рис. 6-32 показаны фигуры травления, образующиеся на кубической грани кристалла классов тЗт и тЗ. По ним можно обнаружить соответственно оси 4-го и 2-го порядков. [c.241]

На рис. 6-33 и 6-34 показана решетка, соответствующая кубической системе. С морфологической точки зрения углы между гранями кристалла являются характерными для данной системы. Важнейшие грани, развивающиеся на плоскостях с наибольшей плотностью узлов, могут быть одинаковыми у кристаллов различных систем. Поэтому большое значение приобретают второстепенные грани, которые в ряде случаев позволяют однозначно определить систему, к которой относится кристалл, а иногда даже и кристаллографический класс. Например, при осторожном выращивании кристалла в растворе можно ожидать образования совершенных кристаллов кубической формы. Однако наличие кубических граней не является доказательством того, что кристалл относится к кубической системе. Если ограничиться морфологическим анализом, то только с помощью второстепенных граней можно правильно провести отнесение кристалла к кубической системе. [c.247]

Поскольку кристаллы растут путем присоединения молекул к определенным точкам поверхности, таким, как края слоев, то, по-видимому, примеси достаточно адсорбироваться только на этих точках, чтобы вызвать уменьшение скорости роста. Это объясняет, почему часто очень малое количество примеси сильно влияет на рост. В случае совершенных граней иногда предполагают, что примеси тормозят рост, затрудняя двумерное зародышеобразование путем адсорбции на краях потенциальных двумерных зародышей. Обычно примеси не встраиваются в решетку в заметных количествах, хотя это не всегда так. [c.250]

Каждое вещество, способное кристаллизироваться, обычно образует кристаллы совершенно определенной ( юрмы. Однако естественные и искусственные кристаллы сравнительно редко полностью соответствуют идеальным кристаллам. Чаще всего в зависимости от условий кристаллизации они бывают искажены и благодаря этому значительно отличаются от идеального кристалла. Основным отличительным признаком кристалла являются углы, под которыми сходятся грани кристалла. Измеряя эти углы, всегда можно определить, к какой системе относится кристалл. [c.130]

В V.6 и V.9 мы касались вопроса о плоскостях спайности кристаллов. После изложенного в V.11—V.13 нетрудно сделать вывод, что как у ионных, так и у ковалентных кристаллов плоскости спайности должны возникать между гранями с наименьшей поверхностной энергией. До сих пор минералоги характеризуют спайность качественно 1. .Весьма совершенная , если вдоль этой плоскости можно легко расщепить кристалл на тонкие листочки и их поверхность оказывается ровной и блестящей. Так расщепляются слюда и гипс. 2. Совершенная, если кристалл удается расщепить лишь на не очень толстые пластинки, но без излома (кальцит). На рис. V.6 показан ромбоэдрический кристалл кальцита, образованный гранями 100 . При одинаковой поверхностной энергии этих граней неудовлетворительно образованный обломок кристалла легко обколоть до правильного ромбоэдра. 3. Кристаллы с несовершенной спайностью при попытке расщепления вдоль некоторой плоскости демонстрируют излом. [c.395]

Рост кристалла происходит за счет адсорбции растворенного вещества на его поверхности. Наличие в растворе посторонних веществ, примесей, способных адсорбироваться кристаллом, но не участвующих в построении кристаллической решетки, приводит к уменьшению скорости кристаллизации. Примеси, адсорбируясь на гранях кристалла, изолируют активные участки поверхности, что приводит к замедлению роста и препятствует получению крупных кристаллов. Иногда вследствие избирательной адсорбции примесей на определенных гранях форма кристалла искажается. Примеси способствуют также сращиванию кристаллов, образованию друз. Заметим, что примеси, сильно уменьшающие скорость кристаллизации, совершенно не влияют на скорость растворения кристалла. Примеси некоторых веществ к раствору могут увеличивать скорость кристаллизации. Так, в присутствии хлорида калия скорость кристаллизации сульфата калия возрастает примерно в два раза. [c.119]

Изучение электрохимического поведения (скорости коррозии, поляризационных характеристик) различных граней монокристалла затруднено несколькими обстоятельствами. Во-первых, нет уверенности в том, что исследуется совершенная грань, лишенная микрорельефа. Во-вторых, необходимо учитывать влияние природы раствора, взаимодействующего с поверхностью металла, пока теоретически не осмысленное. По этому поводу можно только заметить, что переход ионов металла в раствор сопровождается адсорбцией компонентов среды (ионов, молекул растворителя), влияющей на скорость электродного процесса (гл. 1П). В-третьих, при текущем процессе взаимодействия со средой исходная, даже совершенная, грань кристалла должна испортиться — на ней должен появиться рельеф, хотя бы отвечающий положению у полукристалла, которое определяет растворение металла посредством повторяющегося шага . Последнее обстоятельство имеет весьма большое значение. [c.54]

Рост совершенной грани кристалла путем разрастания двумерного зародыша (я) и слоистоспиральный рост кристалла, осуществляемый путем присоединения частицы к незарастающей ступеньке на выходе винтовой дислокации (б) [c.361]

Рентгенографическая съемка образцов проводилась на дифрактометре ДРОН-1 в отфильтрованном медном излучении со скоростью 2,0—0,5 К/мин. Для определения плоскости роста монокристаллов ИАГ вырезалась пластинка из наиболее совершенной части кристалла, перпендикулярная к оси роста. С этой пластинки была получена эпиграмма методом обратной съемки в камере РКВ-86 в медном неотфильтрованном излучении. Установлено, что с направлением оси роста кристалла совпадает кристаллографическая ось второго порядка, т. е. монокристалл растет перпендикулярно к плоскости (ПО), что соответствует данным Л. М. Беляева и других исследователей о наибольшем развитии в гранатах грани 110 . Плотность гранатов измерялась методом гидростатического взвешивания с точностью 1-10 г/см . Полученные результаты корректировались по данным расчета рентгеновской плотности (рис. 67). Определение показателей преломле-Таблица 53 [c.190]

Глава 9, представляющая собой третью часть книги, посвящается морфологическим проблемам. Как уже отмечалось, собственные интересы автора связаны с кристаллизацией в обычном значении этого слова, и поэтому он ограничивается рассмотрением сферолитов и ламелярлых единичных кристаллов, не касаясь общих проблем надмолекулярной организации в полимерах. Однако даже при такой ограниченной постановке проблемы Л. Манделькерн по существу пренебрегает работами других школ в области морфологии кристаллов. Автор слишком категоричен в дискуссии с Келлером по вопросу о регулярности складок цепей и упорядоченности больших граней, пренебрегая экспериментальными доводами в пользу последнего представления. Между тем, на проходившем недавно в Праге Международном Симпозиуме по макромолекулярной химии (30/УП1—4/1Х 1965 г.) Келлер привел весьма убедительные данные, показывающие, что пластинчатые кристаллы с совершенными гранями реально существуют и уж во всяком случае не представляют исключения из правила, как пишет Манделькерн. [c.7]

Аналогично по механизму процесса зародышеобразования должно происходить испарение слоев с совершенной кристаллической поверхности, если ребра кристалла защищены от ненасыщенного пара. В этом случае зародыши будут представлять монослойные выемки в слое решетки. Сирс [61] определил степень ненасыщенности р/ро пара, при которой становится заметным испарение с совершенных граней тонких кристаллов паратолуидина. При р ро 0,48 скорость утоньшения кристалла соответ- [c.380]

Значительно труднее рассмотрение этого вопроса для неионных кристаллов, в частности для металлов. Здесь нришлось допустить, что энергия связи атома обусловлена числом соседей его, находящихся на различных расстояниях, и что она убывает с увеличением расстояния г между атомами пропорционально 1/г . Быстрый спад энергии связи с расстоянием позволяет ограничиться учетом лишь малого числа соседей [29]. Такое предположение правдоподобно, но не совершенно достоверно для металлов, если учесть своеобразный тип связи в металлическом кристалле, построенном из катионов ( ион-атомов ) и электронного газа. Предположения, высказанные В. Кос-селем, и основанный на них метод позволяют теоретически определить стабильные грани кристаллов с гомеополярной связью между частицами. Полученные результаты совпадают с данными эксперимента. Применение этого же метода к металлам тоже не приводит к серьезным противоречиям с опытными данными, что служит подтверждением пригодности его для рассмотрения интересующих нас случаев. [c.29]

Первая количественная теория роста кристачлов была предложена Гиббсом [118] на основе развитой им термодинамики "Когда кристалл находится в таком равновесном состоянии, что он может расти или растворяться, то вероятна следующая последовательность молекулярных процессов. Поскольку молекулы, расположенные в углах и на кромках совершенного кристалла, будут менее крепко связаны со своими местами по сравнению с молекулами, находящимися в середине какой-либо грани, то можно предположить, что, если выполняется условие теоретического равновесия, некоторые из наиболее выступающих слоев молекул на каждой из кристаллических граней окажутся не полностью застроенными по направлению к кромкам. Границы этих несовершенных слоев флуктуируют, поскольку отдельные молекулы встраиваются или удаляются.. . Теперь непрерывный рост любой грани кристалла оказывается невозможным до тех пор, пока не смогут образоваться новые слои. Для этого должна существовать величина р (потенциал кристалла), которая может превышать равновесное значение этой величины на конечное значение. Поскольку основная сложность образования нового слоя связана с его зарождением, то необходимое значение ц может не зависеть от площади грани.. . По-видимому, любая стадия удаления слоя молекул не связана с такими же трудностями, которые характерны для зарождения нового слоя.. . "Здесь в ясной форме содержится утверждение, что кристаллизация обратима до этапа, названного в гл. 5 вторичным зародышеобразованием для протекания последнего необходимо преодоление более высокого барьера свободной энергии, который для стадии растворения не существует. К этому времени эти две стадии образования кристалла — зародышеобразование и рост — приобрели точный термодинамический смысл. [c.155]

Дальнейший анализ плавления был проведен Фольмером и Шмид-эм [244]. Они показали, что монокристаллы галлия, термостатиро-анные ниже температуры плавления, начинают плавиться на ребрах, зли тепло подводится к центру совершенной грани кристаллао Для эдвода тепла использовали сфокусированный луч света. Поскольку лавление начиналось только на более холодных ребрах кристалла, гало очевидным, что плавление не может начинаться в центре ров-ых совершенных граней, даже если температура в центре несколько лше. Начавшись ва ребрах кристалла, плавление происходило даль-е с увеличивающейся скоростью в направлении нагреваемой точки, [c.27]

Общий принцип послойного роста. Одной из наиболее характерных особенностей кристаллов является их способность расти в определенных геометрических формах, ограниченных плоскими гранями. Поскольку скорости роста кристаллических граней есть функции пересыщения жидкой фазы, из которой они растут, то возникает вопрос, каким образом грань кристалла может расти совершенно плоской, если во многих случаях пересыщение меняется от одной точки грани к другой. Например, кристалл, который растет из неперемешиваемого раствора на дне сосуда, образует, по существу, плоские грани, даже несмотря на значительные изменения при этих условиях пересыщения над любой гранью. Более того, обычно принимают, что любое возмущение молекулы в решетке не оказывает заметного воздействия на любую другую молекулу, отделенную от первой более чем несколькими межмолекулярными расстояниями поэтому тот факт, что две части кристалла, разделенные, скажем, 10 межмолекулярными расстояниями (величина порядка нескольких миллиметров), могут продвигаться с одинаковой скоростью, требует для своего объяснения специального механизма. [c.13]

Внутри кристалла часто присутствуют плоские или кривые поверхности, по которым нарушается непрерывпость кристаллической решетки. Если такая поверхность замкнута, то участок внутри нее является совершенно отдельным кристаллом. Но очень часто поверхности не замкнуты, например, они могут быть плоскими. В этом случае решетка вблизи поверхности должна быть искажена. Такие поверхности часто являются причиной возникновения линий травлепия на гранях кристаллов. Границы разориентировки могут возникать из-за термических или механических напряжений, ошибок роста, путем объединения в ряды подвижных дислокаций и другими способами. Разориентировка может быть двух типов а) кручения, когда один участок решетки повернут относительно другого вокруг нормали к границе б) наклона, когда существует угол наклона между плоскостями решетки по обе стороны от границы. Слабая степень разориентировки эквивалентна ряду (сетке) близко расположенных дислокаций. Пересечение границы слабой разориентировки с поверхностью кристалла иногда вызывает появление линии дискретных ямок травления. [c.130]

VL8. Нам нет необходимости вдаваться в детали теории, чтобы понять, что в той форме, в KOTopoii эта теория была сформулирована, она приводит к совершенно неверным результатам. Действительно, основной постулат теории требует, чтобы только те молекулы, которые сталкиваются с поверхностью в позициях новторимого шага, были способны конденсироваться и присоединяться к решетке. Молекулы, попадающие на поверхность в других точках, вновь испаряются через очень короткий промежуток времени, так как они имеют очень малую энергию связи. Поскольку суммарная площадь позиций новторимого шага составляет чрезвычайно малую долю площади грани кристалла визуальных размеров, доля сталкивающихся с поверхностью молекул, которые принимают участие в росте кристалла, ничтожна. Но мы уже видели, что а для большинства веществ порядка единицы, так что теория, которую мы рассмотрели, дает результаты, полностью расходящиеся с экспериментальными наблюдениями. [c.165]

Было бы совершенно неправильно думать, что скорость роста граней кристалла всецело зависит только от примесей. Ряд других факторов приводит к усилению или ослаблению роста граней. Мы уже говорили, что сильно сказывается пересыщение раствора скорость роста граней уменьшается с уменьшением пересыщения и грани растут быстрее, если они обращены к направлению движения раствора. То же относится к конвекционным токам по конечной форме кристалла можно судить о его положении в растворе относительно направления конвекционного тока. Однако роль примеси очень велика достаточно одного атома примеси на 728 атомов основного веще-стйа, чтобы даже в идеальном случае (равномерном распределении по всему объему) сильно исказить решетку кристалла. [c.22]

Влияние адсорбции на прочность. Ребиндер (1928) нашел, что адсорбционная пленка сильно уменьшает твердость поверхностей и облегчает измельчение. При адсорбции поверхностно активных веществ на гранях кристаллов он наблюдал уменьшение сопротивления царапанию в 5—10 раз. Между уменьшением твердости и величиной адсорбции соблюдается полный параллелизм. Выше указывалось, что адсорбция наиболее сильна на границе двух фаз, очень сильно отличающихся своей полярностью. В соответствии с этим сильно полярные (гидрофильные) кристаллы гипса и кальцита уменьшают особенно резко свою прочность при смачивании их растворами поверхностно активных веществ в неполярных растворителях (например вазелиновое масло). Наоборот, неполярный (гидрофобный) графит уменьшает прочность при смачивании растворами в полярных растворителях (вода). В согласии с правилом Траубе кривые уменьшения твердости в функции от концентрации для л-гепти-ловой (СеН зСООН) и валерьяновой (С НдСООН) кислот могут быть совершенно совмещены, если увеличить масштаб концентраций второй в 10 раз, что почти совпадает с величиной, требуемой правилом Траубе 3,42=11,5 ( 284). [c.371]

Характер взаимодействия между поверхностью и пучком молекул можно изучать по распределению интенсивности молекулярных лучей, отражённых в разных направлениях. Подробное описание экспериментальной методики и результатов, полученных вплоть до 1930 г., можно найти в книге ФрэйзераЕсли молекулы конденсируются на достаточно долгое время, чтобы успеть притти в тепловое равно-весиг с поверхностью, то последняя ведёт себя так, как будто бы она испускала их равномерно во всех направлениях, и распределение испускаемых молекул подчиняется закону косинуса совершенно так же, как распределение интенсивности световых лучей, равномерно испускаемых с поверхности или диффузно отражаемых идеально матовой поверхностью Особенно наглядный случай полной конденсации наблюдался Тэйлором для атомных пучков щелочных металлов при падении на грани кристаллов их галоидных соединений. Распределение интенсивности потока молекул, покидающих поверхность, в точности подчинялось закону равномерного испускания, причём Тэйлор утверждает, что его методика позволила бы [c.356]

С позиций структурного подхода кристалл рассматривается как совершено упорядоченная система неподвижных точек. Динамические аспекты поведения кристалла предполагают учет роли дефектов структуры. К ним относятся в первую очередь поверхностные дефекты наружные грани кристалла, ограничивающие периодичность решетки в пространстве (простые поверхности с низкими индексами, вицинальные поверхности, ориентированные совершенно иначе, чем предыдущие, поверхности произвольной ориентации и т. д.). Кроме того, важное значение имеют внутренние поверхности (трещины, поры, включения), границы блоков, линейные дефекты (краевые дислокации, границы неполных атомных плоскостей, ступени и сколы, винтовые дислокации и их выходы на поверхность) точечные дефекты (вакансии и межузель-ные атомы). Отсюда возникает необходимость знать природу, концентрацию, распределение всех типов дефектов и возможные способы их перемещения по кристаллу [71]. [c.71]

Весьма совершенный метод в самое последнее время разработан Е. Будевским [126]. Он был упомянут в разделе 7. После того как травлением маленького шарообразного монокристалла выявляется желаемая грань, кристалл помещается в стеклянную микроворонку, причем эта грань подводится к отверстию ножки воронки и через капиллярную ножку в крепком растворе AgNOa производится катодное осаждение серебра на выбранную грань. Для того чтобы растущая в капилляре воронки кристаллическая нить плотно прилегала к стеклянным стенкам капилляра, на постоянный ток накладывают переменный с небольшим периодом и большой амплитудой. В результате весь просвет капилляра заполняется монокристаллом, и с раствором теперь соприкасается лишь одна, выбранная вначале грань. При таком устройстве можно будет исследовать поведение одной этой кристаллической грани металла с большей, чем прежде, надежностью. [c.92]

Хирс и Паунд провели точный расчет метастабильной равновесной концентрации адатомов на поверхности кристалла. Величина этой концентрации определяется процессом появления (диссоциация и диффузия) и процессом исчезновения (активация и десорбция) адатомов ([35], стр. 92). Одновременное решение уравнений, отражающих каждый этап процесса испарений, привело к общему уравнению для потока испаренного вещества, откуда можно получить численные значения коэффициентов испарения в каждом отдельном случае. Важным параметром в этих уравнениях является среднее расстояние между моноатомными ступеньками на поверхности кристалла. Для граней с малыми индексами расстояние между ступеньками превосходит среднее расстояние, проходимое адатомом при диффузии. Отсюда следует, что скорость испарения будет определяться как генерацией ступенек на краях кристалла, так и диффузией адатомов по поверхности. При этих условиях коэффициент испарения для моноатом-ных паров должен стремиться к минимальной величине = 1/3. На гранях кристалла с высокими индексами на поверхности создается много ступенек, расстояния между которыми сравнимы со средним диффузионным расстоянием, которое проходят адатомы, прежде чем они активируются и десорбируются. Эта ситуация приводит к г= 1. Были рассмотрены также и другие случаи, которые включали возможность затрудненной диссоциации атомов со ступеньки вследствие ограничения на энтропию, а также возможность большой энергии активации, необходимой для диссоциации атомов из узлового состояния. Для обоих этих случаев < 1/3. Малые величины а могут быть связаны и с адсорбированными примесями. Влияние этих примесей связано с тем, что, адсорбируясь на краях кристалла, они не позволяют образовываться новым ступенькам, с которых происходит испарение. Следовательно, адатомы поставляются только с уже существующих ступенек, которые вырастают до макроскопического размера и уменьшают скорость испарения. Экспериментальных данных, полученных на совершенных монокристаллах для подтверждения приведенных выше концепций, очень мало. Сирс [53] показал, что испарение с краев кристалла облегчается, если внешнее давление уменьшить на 2% по сравнению с равновесным давлением. Однако испарение с одиночной поверхности того же самого кристалла не происходит совсем, если внешнее давление уменьшить на половину равновесного давления. Это подтверждает то положение, что края кристалла являются источниками ступенек испарения. Теория поэтапного испарения может быть распространена на случаи несовершенных кристаллов и поликристаллических веществ ([35], стр. 107). Испарение этих веществ подчиняется тем же кинетическим законам, что и испарение совершенных кристаллов, за исключением различия в расстоянии между ступеньками испарения. Спиральные дислокации, например, служат дополнительным источником моноатомным ступенек, причем расстояние между последними следует считать таким же, как и в случае ступенек, возникших на краях кристаллов. Следовательно, несовершенные кристаллы должны иметь коэффициенты испарения, близкие к коэффициентам испарения для совершенных кристаллов (а 1/3). В поликристаллических веществах источниками ступенек служат границы зерен, трещины, края кристаллов и дислокации. Число таких центров велико, поэтому среднее расстояние между ступеньками мало, что приводит к величине коэффициента испарения, близкой к единице, несмотря на то, что процесс подвержен ограничению как по энтропии, так и по примесям. [c.44]

Сколько-нибудь полное описание причин появления муаровых полос и их теоретическая интерпретация выходит за рамки настоящей главы. Читатели могут найти необходимые сведения в статьях Бассета с соавторами и Хашимото с соавторами . Для наших целей достаточно воспользоваться простой оптической аналогией, чтобы пояснить принцип муаровых полос. Возьмем две прозрачные полоски с нанесенными на них сериями параллельно расположенных линий и наложим их друг на друга так, чтобы между полосками образовался небольшой угол. Если теперь рассмотреть эти полоски на свет, видна последовательность чередующихся темных и светлых полос, соответствующих местам перекрывания и отсутствия перекрывания непрозрачных линий. Чередование светлых и темных полос наблюдается и тогда, когда расстояния между линиями не равны, даже если полоски распо-лол ены параллельно. В обоих случаях чередование темных и светлых мест называется муаром, или муаровыми полосами. Совершенно аналогично описанному выше, муар может быть обнаружен при рассмотрении граней кристалла, причем особое значение имеет то обстоятельство, что на картине муаровых полос отражаются нарушения кристаллической решетки. В частности, если имеется дислокация, представленная пропуском полуплоскости атомов, это приводит к пропуску (т. е. обрыву), хорошо заметному на картине муаровых полос (рис. 37, см. вклейку в конце книги). Таким образом, по наличию оборванных линий на картине муаровых полос можно определить присутствие дислокаций в кристалле. [c.214]

Изучение распределения примеси в облученном кристалле до и после термического отжига уже само по себе может дать ценные сведения о характере вхождения примесных ионов в решетку кристалла. Чаще всего химические свойства радиогенной примеси сильно отличаются от химической природы собственных ионов- Поэтому такие атомы примеси неюбразуют устойчивого раствора и в процессе нагревания в той или иной атмосфере покидают решетку кристалла. Здесь могут быть два предельных случая 1) атомы примеси диффундируют к свободной поверхности кристалла и, испаряясь с нее, поступают в газовую фазу 2) атомы примеси уходят из объема кристалла и бсажда-ются на его поверхностях. Если мы имеем дело с достаточно совершенными кристаллами, то такими поверхностями являются наружные грани кристалла. [c.140]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология