Дефектная структура катализаторов. Факторы, влияющие на ее формирование, страница 3

1.2.2. Дефекты упаковки.

Дефекты упаковки относятся к двумерным дефектам. Они типичны для материалов со слоистой структурой и в особенности для тех из них, которые могут находиться в двух основных формах, различающиеся по способу упаковки атомов (среди металлов это характерно для кобальта). Плотнейшая кубическая упаковка отвечает последовательности слоев …АВСАВСАВС…, гексагональная - …АВАВАВ… В двух измерениях такие структуры одинаковы, а в третьем различаются последовательностью слоев. Дефекты упаковки представляют собой нерегулярное нарушение нормального чередования в виде появления «ошибочных» атомных слоев: …АВАВАВСАВАВ… Выделенные буквы символизируют атомные слои, которые либо вообще чужды данной структуре (слой С), либо имеют ненормальное для данной структуры окружение соседних слоев (слои А и В).

1.2.3. Антифазные домены (двойники)

При линейном смещении двух соседних блоков возникает антифазная граница, разделяющая кристалл на домены, представляющие собой зеркальное отражение друг друга (рис. 3). При больших концентрациях таких дефектов в объеме кристалла генерируется дефект Де Вульфа – упорядоченные слои доменов [[4]].

 1.3. Дислокации.

Дислокации это стехиометрические линейные дефекты. Известны два различных типа дислокаций – краевые и винтовые, однако встречаются также дислокации, промежуточные между этими двумя крайними разновидностями с различными вкладами краевого и винтового типов.

1.3.1. Краевые дислокации

Краевые дислокации  (рис. 4.) представляют собой «лишнюю» атомную плоскость которая проходит не через весь кристалл, а только через его часть. Атомные плоскости параллельны друг другу всюду, кроме той области где обрывается добавочная полуплоскость. В центральной части этой области через весь кристалл перпендикулярно плоскости рисунка проходит линия дислокации. За пределами этой части кристалл остается практически нормальный. Хотя влияние дислокаций на механические свойства кристаллических тел не входит в обсуждаемую нами область, необходимо отметить, что наличие подобных дефектов очень сильно сказывается на пластичности твердых тел, что связывают с их легким перемещением в объеме. Процесс движения дислокаций называется скольжением, а выходы полуплоскостей к поверхности приводят к появлению рельефа или следов скольжения.

1.3.2. Винтовые дислокации

Винтовые дислокации несколько труднее для наглядного представления. При воздействии сдвигового напряжения происходит образование дислокационной петли. Т.е. происходит сдвиг атомов плоскости от одного слоя к другому в направлении действия силы.

 Аналогично краевым дислокациям, винтовые имеют аномальную подвижность в связи с тем, что для ее движения необходимо разорвать достаточно малое количество связей.

Торможение движения дислокаций происходит на границах зерен включения. Кроме того, может происходить переползание дислокаций за счет миграции вакансий. Не будем рассматривать процессы миграции, образования дислокаций за счет образования кластеров вакансий, а перейдем к рассмотрению методов, направленных на получения тех или иных видов дефектов.

2. Методы приготовления катализаторов с дефектной структурой.

Формирование дефектной структуры катализаторов происходит практически на каждой стадии приготовления катализаторов, в процессе которой происходит либо образование твердой фазы, либо ее модификация. Однако наиболее интенсивные процессы образования и  дефектов происходят на стадиях сушки, прокалки и активации катализаторов приготовленных традиционными методами (осаждения, нанесения, механического смешения) и непосредственно в ходе синтеза при использовании метода механохимического синтеза. Следует отметить, что на стадиях прокалки, активации и, естественно, в ходе реакции может происходить не только образование дефектов, но и их отжиг.

В связи с вышеизложенным, целесообразно разделить данный раздел по влиянию таких факторов как температура, условия сушки и прокалки, влияние механохимической обработки  и реакционной смеси на формирование дефектной структуры. В качестве объектов рассмотрим оксиды различных типов.