Нарушение - идеальная структура
Cтраница 1
 |
Дефекты Френкеля ( а и Шоттки ( б. [1] |
Нарушения идеальной структуры даже в самых мелких кристалликах возникают, главным образом, в результате тепловых колебаний, которые совершают частицы, находящиеся в узлах решетки. При таких колебаниях они смещаются из положений равновесия довольно значительно, особенно при высоких температурах. В некоторых случаях колебания столь велики, что частицы выходят из узлов решетки в междуузлия - так называемые дефекты Френкеля ( рис. XIII. В других случаях частицы вовсе покидают кристалл ( например, испаряются или выходят на поверхность), тогда в решетке остаются пустоты или вакансии, которые называются дефектами Шоттки ( рис. XIII. И те и другие дефекты участвуют в тепловом движении и поэтому перемещаются внутри кристалла. Естественно, что присутствие дефектов облегчает диффузию примесей в кристаллах. Атомы примесей совершают скачки из одного узла решетки в другой. Такие скачки облегчаются, если возникают промежуточные незанятые узлы или между-узельные вакансии. [2]
Однако мозаичное строение кристаллов является не единственным способом нарушения идеальной структуры. [3]
 |
Примесные химические дефекты замещения в закиси никеля. [4] |
Для одного лишь перечисления и краткой характеристики всех известных в настоящее время типов нарушений идеальной структуры твердых тел и их отклонений от идеального химического состава с краткой характеристикой их свойств потребовалось бы слишком много места. Настоящее сообщение поэтому ограничено развитием классификации, начало которой было показано на рисунках. [5]
Другими словами, окисление железа не ведет к образованию нового типа кристаллов, структура приспособляется к внешней среде за счет нарушения идеальной структуры. С этим приспособлением связано, конечно, и соответствующее изменение свойств. Носителем пространственной решетки остается кислород. [6]
Важной задачей при решении проблемы описания основных закономерностей распространения ударной волны в реальном кристалле является изучение влияния на нелинейные эффекты температуры и нарушений идеальной структуры. [7]
Локальные несовершенства ( дефекты) в строении кристаллов присущи всем металлам. Эти нарушения идеальной структуры твердых тел оказывают существенное влияние на их физические, химические, технологические и эксплуатационные свойства. [8]
Тепловые дефекты возникают как следствие тепловых колебаний частиц в узлах пространственной решетки кристалла. Обычно тепловые колебания частиц не приводят к нарушениям идеальной структуры кристалла. Исключения возникают, если та или иная частица или группа частиц приобретают повышенный запас кинетической энергии и покидают узлы кристаллической решетки. В зависимости от геометрии возникающих при этом дефектов их можно разделить на три группы: точечные, линейные и поверхностные. [9]
Основы современных представлений о поверхностной разупо-рядоченности твердых тел были заложены Френкелем, который ввел понятие естественной шероховатости кристаллических граней, возникающей в результате тепловых флуктуации на поверхностях кристаллов. По Френкелю, идеально гладкая поверхность граней кристалла может существовать только-при абсолютном нуле температуры. При конечных температурах тепловые флуктуации приводят к нарушению идеальной структуры не только объема кристалла, но и его поверхности. В этом смысле природа поверхностной разупорядоченности твердых тел та же, что и природа собственных точечных дефектов, подробно рассмотренная в предыдущих главах. Однако явления, связанные с поверхностными дефектами, более сложны, чем в объеме кристаллов. [10]
Рассмотрим, какие искажения вносят тепловые и примесные дефекты в структуру кристаллов, а также влияние подобных искажений на свойства твердых тел. Тепловые дефекты возникают как следствие тепловых колебаний частиц в узлах пространственной решетки кристалла. Обычно тепловые колебания частиц не приводят к нарушениям идеальной структуры кристалла. Исключения возникают, если та или иная частица или группа частиц приобретают повышенный запас кинетической энергии и покидают узлы кристаллической решетки. В зависимости от геометрии возникающих при этом дефектов их можно разделить на три группы: точечные, линейные и поверхностные. [11]
Рентгеновская интерферометрия является замечательным достижением современной экспериментальной физики. Действительно, подобные интерферометры позволили реализовать возможность абсолютных измерений длин с точностью порядка ангстрема. В первых же экспериментах с таким прибором было обнаружено явление муара при рентгеновской дифракции, которое является, по-видимому, самым чувствительным методом регистрации и точных измерений нарушений идеальной структуры кристаллов. В отличие от оптических интерферометров, в рентгеновских приборах для разделения и отклонения когерентных пучков используется дифракция. Явление преломления в линзах не может дать надлежащего эффекта ввиду ничтожной величины разности ( 1 - п) для рентгеновских лучей. [12]
Природа отклонений от стехиометрии в бинарных соединениях переменного состава состоит в том, что при любых температурах, отличных от абсолютного нуля, в реальном кристалле существуют дефекты структуры. Наиболее упорядоченной структурой должен обладать идеальный кристалл, в котором каждый атом занимает предназначенный ему узел в подрешетке. При этом все узлы заняты, а все междоузлия свободны. Такая структура обладает полным порядком ( энтропия равна нулю) и может быть реализована только при абсолютном нуле. При повышении температуры нарушения идеальной структуры возможны за счет возникновения незанятых узлов в кристаллической решетке, появления атомов в междоузлиях или существования в узлах решетки чужеродных атомов. Эти типы дефектов в кристалле являются простейшими. В реальных случаях возможно появление комбинаций этих дефектов. Возникновение таких дефектов в реальных кристаллах приводит к образованию ограниченных твердых растворов и появлению области гомогенности. Такие незанятые узлы называются вакансиями или дефектами Шоттки. [13]
Страницы: 1