Файл: Макаров Е.С. Изоморфизм атомов в кристаллах.pdf

s

Рис. 14. Проекция неупорядоченной структуры санидина (а) и упорядоченной структуры имкроклина (б).

скостью чертежа. Следовательно, каждому изображенному на рис. 14, а кружку отвечают два одинаковых атома,, связанных зеркальной плоскостью и находящихся в нижнем и верхнем этажах ячейки. Черные кружки Ті и Т2 отвечают атомам крем­

При переходе к триклинной структуре микроклина исчезает зеркальная плоскость, вследствие чего симметричные атомы в верхнем и нижнем этажах, связанные ранее этой плоскостью, слегка «разъезжаются» в разные стороны. Этот переход от мо­ ноклинной к триклинной структуре калиевого полевого шпата виден из сравнения рис. 14, а и рис. 14,6. Для удобства срав­ нения разных структур полевых шпатов в литературе принято давать структуру триклинных полевых шпатов базоцентрирован-

этой группы удваиваются. Восьмикратные позиции Т\ и Т2 мо­

венно этому координаты атомов кремния или алюминия в ука­

В замечательно точной работе Брауна и Бэйли [90] найдено распределение атомов кремния и алюминия по указанным

и алюминия в структуре полевых шпатов заключается в преиму-

элементов по местам данной правильной системы кристаллогра­ фически эквивалентных точек. Другие типы беспорядка в струк­ турах полевых шпатов, а именно: беспорядок в положении и беспорядок в упаковке, мы не будем рассматривать и отсылаем читателя к статье Э. Мэгоу [91].

Строение твердых растворов внедрения

В качестве примера фазы внедрения с широкой областью однородности возьмем а-фазу системы Ті — О, диаграмма со­ стояния которой представлена на рис. 15 по последним данным, учитывающим окислы гомологического ряда TinC>2n-i [92].

2000

П-~оо

1,0 V

Состав, 0/ТІ

Рис. 15. Диаграмма состояния Ті—О. (Заштрихованы однофазные области.)

По своему кристаллическому строению фаза а-(Ті—О) формально представляет собой твердый раствор внедрения ато­ марного кислорода в структуру низкотемпературной гексаго­ нальной а-модификации металлического титана. При высокой температуре твердые растворы имеют неупорядоченное располо­ жение атомов кислорода в пустотах структуры а-титана, а при низких температурах — упорядоченное.

Едва ли столь сильный химический агрессор, каким является атомарный кислород, может рассматриваться как нейтральное растворимое вещество. Скорее всего фазу а-(Ті—О) следует рассматривать как химическое соединение переменного состава

цию а-Ті и делает ее устойчивой вплоть до плавления в точке максимума при 1900° С (отвечающего составу около 25 ат. % О) —температуре, более чем вдвое превышающей тем­

окисью титана, указывает на сильную химическую связь атомов кислорода и титана и подтверждает, что эта фаза есть соедине­ ние, а не раствор.

На рис. 16 приведены область однородности фазы а-(Ті—О) и кристаллографические характеристики ее строения, по данным работы [93], для закаленного от 1000° С состояния. По оси абсцисс отложен кислородный коэффициент х в формуле ТіОж , указывающий, сколько атомов кислорода приходится на один атом титана.

Рассмотрим вначале строение неупорядоченных твердых растворов внедрения ос-фазы (Ті—О).

Металлический а-титан кристаллизуется в структурном типе

рой находятся все слагающие структуру атомы, причем начало координат перенесено в атом титана. Черными кружками и бук­ вами с обозначены положения точек правильной системы 2(c), в которых лежат атомы титана. Крестиками и буквами а от­ мечены точки правильной системы 2(a), отвечающие центрам •октаэдрических пустот гексагональной плотноупакованной структуры типа магния. В эта пустоты внедряются атомы кис­

ным работы [94]. Это означает, что отношение числа атомов кислорода к числу атомов титана в фазе TiOo-o,so за счет вхож­

Рис. 16. Область однородности и кристаллографические характеристики строения низших окислов титана a-TiOo-o.so-