чивость той или иной полиморфной
формы при данной температуре зависит от величины свободной энергии.
Однако, несмотря на то, что термодинамически стабильным оксидом
железа при всех температурах является a-Fe203,
при некоторых условиях могут образоваться у- и
8-Fe203.
Дефекты кристаллической решетки
Многие свойства твердых тел в
значительной степени зависят от незначительных отклонений строения их
решетки от идеального. Идеальным кристаллом считается такой, решетка
которого полностью упорядочена. Атомы в такой решетке неподвижны, а
электроны распределены по состояниям с минимумом энергии. В реальных
кристаллах могут быть несколько типов дефектов. Одним из них является
увеличение амплитуды колебаний атомов, другие- есть следствие
изменений в распределении электронов по возможным энергетическим уровням.
Имеется целый ряд атомных дефектов (замещение одного из атомов другим
атомом решетки или посторонним атомом, расположение атомов в междоузлиях,
не занятый атомом узел решетки или вакансия). Возможно также
образование линейных несовершенств- дислокаций.
Из многих типов отклонений
частыми являются внедрение посторонних атомов в решетку основного
кристалла (твердые растворы замещения). Кристаллы оксида магния, например,
часто содержат заметные количества железа, никеля и других элементов.
В кристаллах вюстита могут присутствовать ионы кальция, магния, марганца и
др. Подобные ряды твердых растворов наблюдаются в системах
Fe203—Al203 и у многих
шпинелей. Имеется несколько факторов, определяющих возможную степень
замещения основных ионов посторонними.
Если размеры двух ионов
различаются меньше чем при-. мерно на 15 %, то это благоприятствует
образованию твердых растворов замещения. Этот фактор для ионных
кристаллов является наиболее важным. Если валентности введенного
постороннего и основного иона различаются, то это ограничивает
образование твердого раствора. Чем выше склонность к протеканию химических
реакций, тем ограниченней возможность замещения основного иона
посторонним. Одинаковый тип кристаллической решетки способствует
образованию твердого раствора. *
28
