J. I. A L im j o n o V a, A. A. Is m a t o V
Download 14.54 Kb. Pdf ko'rish
|
|
0,383 (8); 0,352 (8); 0,331 (8); 0,297 (10); 0,247 (6); 0,218 (6); 0,183 (6); 0,172 (6) a triklin Psevdo- volla- stonit a = 0,690 6 = 0,118 с = 0 ,1 9 7 a = у = 90° P = 95°48' 0,342 (2); 0,323 (8); 0,280 (6); 0,244 (2); 0,199 (2); 0,197 (10); 0,147 (2); 0,125 (2) Y m ono klin P2l/a Paravol- lastonit a = 1,533 b = 0,7280 с = 0,7070 0,297; 0,383; 0,352; 0,331; 0,297; 0,218 Y rombik P6nm Shenmonit a = 0,508 b = 1,120 с = 0,677 0,566 (o ‘rt); 0,433 (o ‘rt); 0,382 (o ‘rt); 0,301 (k-li); 0,247 (j-k-li); 0,1908 (o ‘rt); 0,1805 (o ‘rt. k-li); 0,1631 (o ‘rt); 0,1471 (o ‘rt); 0,1138 (o ‘rt) P m ono klin P2/n Larnit a = 0,928 b = 0,548 с = 0,676 P = 94°33' 0,2878 (o ‘rt); 0,2813 (o ‘rt); 0,2794 (o ‘rt); 0,2785 (j.k-li); 0,2748 (k-li); 0,2732 (o ‘rt); 0,2718 (o ‘rt); 0,2609 (k-li); 0,2189 (k-li) a'm (900°C) m ono klin P2 a = 0,550 b = 0,683 с = 0,932 P = 90°3' 0,465 (20); 0,345 (20); 0,315 (20); 0,287 (20); 0,282 (20); 0,278 (50); 0,2715 (100) 2CaOx S i 0 2 a'L (1000°C) rombik Pmcm a = 0,112 b = 0,189 с = 0,684 0,2918 (25); 0,2796 (70); 0,2788 (100); 0,2749 (83); 0,2320 (20); 0,2216 (30) a'H (1250°C) rombik Pmcm a = 0,559 b = 0,954 с = 0,686 0,345 (20); 0,327 (50); 0,289 (90); 0,280 (100); 0,271 (80); 0,233 (20) a (1500°C) geksa gonal P3ml a = 0,553 с = 0,731 0,2876 (sr); 0,2759 (s); 0,2712 (o.s); 0,2208 (sr); 0,1935 (sr) Lijx AI 2 O 3 X 2 S i0 2 a tri gonal R3 Evkriptit a = 1,35 с = 0,90 0,674; 0,3961; 0,3369; 0,2740; 0,2546; 0,2376 00 a m ono klin Nakrit a = 0,515 b = 0,895 с = 2,870 0,7 (100); 0,359 (100); 0,2416 (100); 0,442 (80); 0,416 (60); 0,2540 (60); A 12 0 3 X 2Si2x 2H 20 a mono klin Dikkit a = 0,515 b = 0,895 с = 2,870 0,724 (100); 0,359 (80); 0,2347 (80); 0,1659 (80); 0,1323 (70); 0,448 (60); P m ono klin Kaolin a = 0,514 b = 0,893 с = 0,737 0,359 (100); 0,720 (80); 0,445 (80); 0,234 (80); 0,430 (64); 0,420 (48); Mg3x (B 3 B 4 0 1 2 x xOCl a rombik Pca 2 ! Borasit a = 0,854 b = 1,207 0,3005; 0,2700; 0,2043; 0,1823; 0,1746; 0,1466; P kubik F43c Borasit a = 1, 210 0,352; 0,3047; 0,2732; 0,2075; 0,1770; 0,1250; N a20x А1г03х 6Si02 P triklin C l Albit a = 0,814 b = 1,279 с = 0,716 0,4016; 0,3767; 0,3660; 0,3206; 0,3179; 0,2952; 19- §. Kristall panjara nuqsonlari Kristall panjaralar ideal va real boMishi m um kin. Ideal p an jaralard a ularning tugunlarini tashkil etgan z a rrac h alar fazoda geometrik jihatdan to ‘g‘ri joylashgan boMadi va simmetriya qonunlariga b o ‘ysunadi. Lekin, tabiatda h am m a panjaralar ideal boMa olmaydi, ularning har birida tuzilishi bo'yicha m a ’lum bir chetga chiqishlar yoki nuqsonlar mavjuddir. Ana shular kristall panjaraning nuqsonlari, deb ataladi. Panjara nuqsonlari qattiq jismlarning mexanik va optik xossalariga elektr o ‘tkazuvchanligi, ferro m a g n it m etallard ag i gisterezis y o ‘qo tish lar, f o to o 'tk a - zuvchanlik, diffuziya va boshqalar t a ’sir k o ‘rsatadi. Struktura nuqsonlariga bogMiq boMgan xossalar strukturaga t a ’sirchan xossalar deb ataladi. Silikatlar texnologiyasining fizik-kimyoviy asoslarini yara tishda n u q so n lar katta rol o 'ynaydi. Ularga qarab yarim - o'tkazgichlarning elektr xossalari, materiallarning yuk k o ‘tara oluvchanligi va bardoshligi, minerallarning gidravlik aktivligi, qattiq m od d alar aralashmasida reaksiyalarning borish tezligi o ‘zgaradi. Kristall panjaraning nuqsonlari geom etrik nuqtayi nazardan nuqtaviy, chiziqli, yuzali va hajmiy turlarga boMinadi. Strukturaning uch oMcham bo'yicha nihoyatda kichik m iq dordagi buzilishlari nuqtaviy yoki nulm erli nuqsonlar deyiladi. Bunda kristallda vujudga kelgan buzilishlar barcha y o ‘nalishlarda ato m yoki elektronning oMchamidan tashqariga chiqmaydi. Kristall strukturada xususiy atomlarning surilishi, atomlarning alm ash in ish i, yot a to m n in g kirib qolishi, b o ‘sh joylarning paydo boMishi nuqtaviy nuqsonlarni keltirib chiqaradi. Nuqtaviy nuqsonlar energetik, atomli va elektronli boMishi mumkin. Energetik nuqsonlar atomlarning issiqlik tebranishlari yoki radiatsiya t a ’sirida q o ‘zg‘atilgan holatga o ‘tishi natijasida vujudga keladi. Atomli nuqsonlar strukturada ato m lar o ‘zining normal joyidan tugunlar orasidagi joyga surilib olganida, vakansiya yoki yot atom lar paydo boMganida hosil boMadi. Elektronli n u qson lar elektronning energetik sathlar bo'yicha taqsimoti o'zgargan- da yuzaga keladi. Real kristallarda asosan nisbatan past te m p e ratura yot atom lar nuqsonlarining kelib chiqishiga sabab boMadi. Agar yot ionning zaryadi asosiy ion zaryadidan farq qilsa, u nda struktura elektroneytralligining saqlanib qolish shartlari m a ’lum miqdordagi nuqsonlam ing yuzaga kelishini talab etadi. N u q so n la r issiqlik teb ran ish lari, e lek tro m a g n it toMqin- larning t a ’siri, yuqori energiyali zarra c h a la rn in g io n lan ish nurlanishi t a ’sirida hosil boMishi m um kin. Chiziqli yoki bir oMchamli nuqsonlar kristall strukturada ikkita oMchamda kichik va uchinchi oMchamda yetarli darajada c h o ‘ziq boMgan buzi- lishlarni hosil qiladi. Chiziqli nuqsonlar ignasimon nuqsonlarga va dislokatsiyalarga boMinadi. Ignasimon nuqsonlar vakansiya yoki qo'shim cha atomlarning zanjiridan yuzaga keladi. Dislokatsiyalar chekka, vintsimon va qiyshiq chiziqli (ara lash) turlariga boMinadi. Yuza yoki ikki oMchamli nuqsonlar ikkita oMchamda yetarli darajada c h o ‘ziq boMgan va uchinchi oMchamda kichik boMgan struktura buzilishlarini keltirib chiqa- radi. Bunday nuqsonlar kristallarda bir-biridan fazoviy joy- lashishi bilan farq qiluvchi hajmiy boMaklarni hosil qiladi. Yuza nuqsonlar dislokatsiyasiz va dislokatsiyali xarakterga ega boMishi mum kin. Ularga taxlanish nuqsonlari va zarrachalararo chega- ralar kiradi. Taxlanish nuqsonlari zich taxlangan tekisliklarning takrorlanishidagi buzilishlardir. Zarrachalararo nuqsonlar kris- tallarning fazoda turlicha oriyentatsiyada boMgan uchastkalari orasidagi o ‘tkinchi maydonni ifodalaydi. Hajmiy yoki uch oM chamli nuqsonlar uch oMchami b o ‘yicha ham katta boMadi. Ularga g ‘ovak turidagi nuqsonlar, kristallardagi darzlar yoki boshqa faza aralashmalari kiradi. Bir oMchamli nuqsonlar m ik ron u q so n lar yoki kristallar- ning nafis struktura nuqsonlari deyiladi. Ikki va uch oMchamli nuqsonlar makro nuqsonlarga m ansub boMib, dag‘al struktura nuqsonlari deb ataladi. Energetik nuqsonlar. Odatda ideal kristall panjarada atom va ionlar qayerga joylashishi kerak boMsa, shu yerda q o ‘zg‘almas vaziyatni egallab turadi, deb ta s a w u r qilinadi. Lekin birorta ham kristall absolut qattiq boMmaganligi sababli maMum bir kuch sarf etib ideal atomlarni jo y id an q o ‘zg‘atish mum kin. Aslida har bir zarracha kristall panjaraning tuguniga maMum bir kuch orqali o ‘rnashib turadi, bu kuch u n cha katta boMmay, h ar bir atomga xos boMgan tebranish kuchlari energiyasining o ‘zi an a shu a to m la rn i o ‘z jo y id an q o ‘zg‘ata oladi, ya’ni te b ra n m a harakat natijasida har bir ato m o ‘z o ‘rnidan m a ’lum masofaga surilishi m um kin. Eng sodda hisoblarga ko‘ra, ushbu masofa atom lar orasidagi masofaning 5— 10%ini tashkil etadi. Tebranish natijasida panjara tugunlaridan atom larning o ‘z joyidan vaqtinchalik q o ‘zg‘alishi energetik nuqsonlarni vujudga keltiradi. Kristall panjarada ato m lar va atom lar guruhining turli xildagi tebranishlari k o ‘p sonli tebranishlarning paydo boMi- shiga olib keladi. Bu h ar bir tebranishning alo h id a qiigan q o ‘zg‘alishi fo n o n deb ataladi. H a r q and ay a to m n in g o ‘z joyidan q o ‘zg‘alishi h a m m a fononlarning yig‘indisidan iborat b o ‘lib, bun d a har bir fonon o ‘zining tebranish amplitudasi va chastotasiga egadir. Energetik nuqsonlarga, b u nd an tashqari, kristall moddalar- dagi tashqi omillar t a ’sirida vujudga keladigan struktura buzi- lishlari h am kiradi. U lar yorug‘lik nuri, rentgen nurlari va neytron oqimi t a ’sirida yuz berib, bunda kristall panjara q o ‘z- g ‘atilgan holatga o ‘tadi. Bu h am energetik nuqsonlarning bir turidir. U m u m a n olganda, energetik nuqsonlar m iq d o r jihati- dan ju d a kichik b o ‘lib, ular t a ’sirida strukturada jiddiy buzi- lishlar kuzatilmaydi. 20- §. Atomli nuqtaviy nuqsonlar Vakansiyalar yoki b o ‘shliqlar. Agarda kristall panjaraning biror tugunida zarracha b o ‘lmasa yoki o ‘sha tugun b o ‘sh b o ‘lsa, hosil boMgan nuqson vakansiya deb ataladi. Vakansiyalar barcha kristallarda mavjud boMib, ular paydo boMishi va yo‘qolishi m um kin. H ar bir kristall panjarada vakansiya hosil boMishi uchun ato m o ‘z o 'r n id a n uni bogMab turgan kimyoviy kuchlarni yengib chiqib ketishi kerak. Shundagina uning o ‘rnida vakansiya hosil boMadi (22- rasm). Lekin har bir atom ga o ‘z o ‘m ini tashlab chiqib ketishi u ch u n m a ’lum bir miqdordagi energiya zarur. U shbu energiya miqdorini aniq hisoblash ju d a mushkul. K o'pgina kristallarda ushbu energiyaning miqdori bitta vakan- siyaning hosil boMishi uchun 1 e.v.ga teng deb olingan, am m o hisoblashlarning ko'rsatish ich a, oddiy te m p e ra tu ra d a a t o m larning o ‘rtacha tebranish energiyasi 1 e.v.dan an cha pastdir. D em ak, panjaradagi ato m vakansiya hosil qilish energiyasini katta fluktuatsiya natijasida egallaydi. Bunda m a ’lum vaqt davomida yetarlicha katta energiyaga ega boMgan ato m o ‘z joyidan anchagina masofaga uzoqlashibgina q o lm ay, balki atrofidagi ato m la rn in g to rtish k u ch in i h am 2 2 - rasm . Kristall panjarada paydo boMadigan bir oMchamli (nuqtaviy) nuqsonlarning turlari: I— vakansiya; 2— panjara tugunidagi qo‘shimcha atom; 3— tugunlar orasida joylashgan qo‘shilma atom. yengib, o ‘z o ‘rnidan uzilib chiqib yangi ato m lar qurshoviga o ‘tadi. A tom ning aw algi o ‘rnida vakansiya hosil boMadi. A to m ning ana shu holatda boMish ehtimolligi exp ( - E /R T ) ga teng. U n d a N d ona ato m tugunlariga ega kristallardagi vakansiyalar soni: n = N e - e /r t 5 bu yerda: N — kristalldagi tugunlar soni; E — atom n in g o ‘z jo y id an uzilib chiq ib , vakansiya hosil qilishi u c h u n zaru r boMgan energiya m iqdori; e — n a tu ra l lo g a rifm n in g asosi; R — Bolsman doimiysi; T — tem peratura. Ionli k ristallarda k o ‘pgina v ak an siy alar ju f tin in g hosil boMishi energiya nuqtayi nazardan afzal boMib, b u n d a kation va anionning o ‘rnida vakansiyali tugun hosil boMadi. Strukturaga atomlarning suqilib kirishi. Bu xil nuqson strukturaga ato m larn in g q o 's h im c h a ravishda suqilib kirishi natijasida ro‘y beradi. Strukturaga kirib qolgan qo‘shimcha ato m lar 2 turda boMishi mumkin: 1) q o ‘shim cha atom o ‘z kimyoviy tabiati b o ‘yicha struktura tugunlaridagi asosiy atom bilan bir xil boMadi; 2) strukturaga suqilib kirgan ato m o ‘z kimyoviy tabiati b o ‘yicha strukturaning asosiy atom idan farq qiladi. Ikkala holda ham kirib olgan atom struktura tugunlaridan joy olmay, ular ning oralig‘iga joylashadi. Bu nuqsonlar istalgan panjarada r o ‘y berishi, bir panjara ning o'zida ayni vaqtda ularning ikkalasi ham mavjud boMishi mum kin. Strukturaga atom lar suqilib kirib olganda kristallning e n er giyasi ortadi, chunki bunda kirib olgan atom bilan q o ‘shni ato m lar orasidagi itarilish kuchlari nihoyatda katta boMadi. S tru k tu ra g a a to m la r n in g kirish energiyasi turli p a n ja r a la r u ch u n turlicha boMadi. Zich taxlangan kristallarda energiya miqdori 3 dan 5 e.v. ga yetadi, zich boMmagan strukturalarda esa ancha pastdir. Lekin, bu energiya nisbatan katta boMganligi sababli, suqilib kirish nuqsonlarining hosil boMish ehtimolligi vakansiyalarga qaraganda ancha kichik boMadi. Frenkel va Shottki nuqsonlari. U shbu nuqsonlar issiqlik m uvozanat nuqsonlariga m ansub boMib, bun d a kristall p a n ja raning xususiy ato m yoki ionlarining joylashishida buzilishlar ro ‘y beradi. Panjara tugunida joylashgan zarracha o ‘z joyini tashlab, bo sh q a yerga k o ‘chadi, u ning avvalgi o ‘rni b o ‘sh qolib, u yerda vakansiya vujudga keladi. 0 ‘z joyini tashlab ketgan ato m yoki ion strukturaning turli joyidan o ‘rin egal- lashi m um kin. Agarda, harakatlanayotgan zarracha o ‘z o ‘rnini b o ‘sh qoldirib, ikkita tugun orasidagi joyga, y a’ni tugunlararo m aydonga joylashib olsa, b u n d a Frenkel nuqsoni hosil boMadi (23- rasm). Г г i Г 1 H— + — + 1 1 1 + — + - + ! + — + — + - □ 1 \ -H 1 1 - □ - + 1 l — + — + — + - ■ * H □ + ■ □ + + - Ш ' 1+ + + + + + + — + 1 1 1 + — h — + ! 1 + + + — + a b d 2 3 - ra sm . Frenkel (a) va Shottki (b) nuqsonlari harakatining sxematik ko‘rinishi, ideal panjara ( d ). Agarda vakansiya hosil qiigan atom yoki ion o ‘z joyini tashlab, kristallning yuzasiga qarab harakatlansa va kristall panjaraning qurilishini davom ettirishda xizmat qilsa, Shottki nuqsoni hosil boMadi. A to m va ionlarning issiqlik tebranishlaridan Frenkel va Shottki nuqsonlari hosil boMadi. Yuqorida aytib o ‘tganimizdek, oddiy tem peraturada atomlarning o ‘rtacha tebranish amplitudasi ato m lar orasidagi masofaning 5— 10%ini tashkil etadi. Lekin yuqori tem p eratu ra sharoitlarida bu am plitu d a ortib ketadi. Natijada, temperaturasi absolut noldan farqli boMgan ixtiyoriy kristallarda ushbu nuqsonlar kuzatiladi. Frenkel va Shottki nuqsonlari hosil boMishi uchun maMum energiya sarfi talab qilinadi, am m o bu energiya tartibligining buzilishi sababli entropiyaning o ‘sishi va Gibbs energiyasining pasayishiga olib keladi. Shuning uchun, Frenkel va Shottki nuqsonlarining paydo boMishi energetik jih atd an afzal boMib, kristallning stabilligini oshiradi. Ular muvozanatli nuqsonlar hisoblanib, har bir tem peratura u ch u n kristallda ularning m a ’ lum bir muvozanat konsentratsiyasi to ‘g ‘ri keladi. T em pera- turaning ortish va aktivlanish energiyasining pasayishi nuqson- larning muvozanat konsentratsiyasini oshiradi. N uqtaviy nuqsonlar hosil boMish jarayonining aktivlanish energiyasi m oddaning turi, tabiati va strukturasiga bogMiq. Bir xil sharoitda Shottki nuqsonlarining hosil boMish energiyasi F ren k el n u q s o n la rin ik id a n kam boMadi, c h u n k i a to m n in g tugunlararo o ‘rnashib olishi uchun k o ‘p energiya talab etiladi. Shu sababdan Shottki nuqsonlari Frenkel nuqsonlariga qara- ganda oson hosil boMadi. N uqsonlarning hosil boMishi kristall panjaraning tuzilishi, ionlarning qutblanishi va boshqalarga ham bogMiq. Masalan, Frenkel nuqsoni yirik b o ‘shliqlarga ega boMgan strukturali kristallarda yoki kation va anionning oMchami bir-biridan katta farq qilganda oson paydo boMadi, chunki bunda kationlarning tu g u n la ra ro o ‘rnashib olishi osonlashadi. B u n d an tashqari, Frenkel nuqsoni ionlari kuchli qutblanuvchi kristallarda ko‘p uchraydi. Bu holat ham ularning tugunlar orasiga kirib olishiga yordam beradi. Aksincha, Shottki nuqsonlari uchun kation va anionlarining oMchami u n ch a farq qilmaydigan yoki bir xil ato m lard an tashkil topgan kristall panjaralar qulaydir. Frenkel nuqsoni sof holda, y a’ni vakansiyalar soni tu g u n lar orasidagi atom lar soniga teng b o ‘lgan holda faqat stexio m etrik tarkibga ega boMgan kristallarda uchrashi m u m k in , koordinatsion panjarali real kristallarda esa hosil boMmaydi. Shottki nuqsoni ham kationli, ham anionli vakansiyalar hiso biga hosil boMishi mumkin. Real kristallarda issiqlik fluktuatsiyasi t a ’sirida h ar bir tem peraturada nuqsonlar hosil boMishi bilan birga vakansiyalar va tugunlar orasida joylashgan zarrachalarning harakati tufayli ular yo‘qolib ketishi h am mumkin. H ar bir tem p eratu rad a bu ikki qaram a-qarshi yo‘nalgan jarayonlar natijasida hosil boMgan va y o ‘qolgan nuqsonlar o r a sida m a ’lum darajadagi muvozanat yuzaga kelib, nuqsonlarning muvozanatli konsentratsiyasi vujudga keladi. A m m o kristallarda n u q ta v iy n u q s o n la r k o ‘p ro q hosil boMishi h a m m u m k in . Masalan, agar m a ’lum bir vakansiya va tugunlararo ato m lar ning muvozanatli konsentratsiyasiga ega boMgan kristall katta tezlikda sovitilsa, past tem peraturada kristallda nuqsonlarning soni muvozanatli konsentratsiya sonidan oshib ketadi, kristall qizdirilganda esa aksincha, nuqsonlar y o ‘qoladi. Nuqtaviy atomli nuqsonlar kristall panjaralarda m a ’lum bir xossalarga ega boMadi. Masalan, ionli kristallardagi vakansiyalar zary a d ta s h u v c h ila r boMib x iz m at q ila d i, b u n d a k atio n li vakansiya manfiy zaryadni, anionli vakansiya musbat zaryadni tashiydi. Albatta vakansiyaning o ‘zida h ech q anday zaryad boMmaydi, balki uning atrofida elektr maydoni vujudga keladi. Kristall panjaradagi ixtiyoriy nuqtaviy nuqsonlar issiqlik fluk tuatsiyasi yoki tash q i e lek tr m a y d o n i t a ’sirida migratsiya qilishga, y a ’ni dififuziyalanishga qodirdir. M asalan, tu g u n lar orasida joylashgan katio n q o ‘zg‘alib q o ‘shni tugunlar orasiga k o ‘chib o ‘tishi m um kin, vakansiyalar- ning migratsiyasi q o ‘shni ionning b o ‘sh tuguniga k o ‘chib oMi- shi hisobiga boradi, y a’ni bunda ion va vakansiya navbatma- navbat almashinadi. Nuqtaviy nuqsonlar bir-biri bilan t a ’sir- lashib, oddiy holda assotsiatlarni, y a’ni q o 'sh n i kristallografik joylarni egallovchi nuqsonlarni hosil qiladi. Masalan, panjarada vakansiyalarning bogMangan guruhlari, y a’ni klasterlar paydo boMishi m um kin. Vakansiyalar juft bogMangan alohida vakan- siyalarga qaraganda tez, uchlam chi klasterlar esa ulardan ham tez diffuziyalanadi. Kristallarda Shottki va Frenkel nuqsonlarining boMishi kris tallning k o ‘p xossalariga ta ’sir ko'rsatadi. Ularning kristallarda mavjudligi va migratsiyalanish xususiyati kristall panjarada ionli elektr o ‘tkazuvchanlikni va massa tashilish jarayonlarini yuzaga keltiradi. Shu sababdan nuqtaviy nuqsonlarning mavjudligi q a t tiq faza reaksiyalarini, pishish jarayonini, rekristallizatsiya jara- yonlarining borish tezligini oshiradi. S hottki n u q so n larin in g hosil boMishi kristall h ajm in in g ortishiga va uning zichligining pasayishiga olib keladi. C hunki bunda tugunlardan k o ‘chgan ionlar kristall yuzasiga chiqib, uning qurilishini dav o m ettirishi hisobiga kristall ,,shishib“ ketadi. Frenkel nuqsoni t a ’sirida esa moddaning zichligi o ‘z- garmaydi. Download 14.54 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|