Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние теории и практики изучения процессов дефектообразования и описания структурных несовершенств в кристаллах неорганических веществ
1.1. Основные типы и количественные характеристики структурных несовершенств кристаллических фаз 19
1.2. Термодинамические аспекты описания несовершенного кристалла .
1.2.1. Общие понятия теории упругости 30
1.2.2. Модели твердых растворов 36
1.2.3. Термодинамическое описание дисперсных систем 40
1.3. Методы исследования структурных несовершенств и неоднородностей химического состава реальных кристаллов 43
1.3.1. Определение дислокационных структур методом гармонического анализа формы рентгеновских линий (ГАФРЛ) 44
1.3.2. Использование атомно-абсорбционного анализа, совмещенного с анализом термовыхода элемента, для изучения форм вхождения микроэлементов в минералы и неорганические кристаллы 47
1.3.3. Методы спектроскопии поверхности (РФЭС и Оже-спектроскопия) 50
1.3.4. Применение методов сканирующей зондовой микроскопии (атомно-силовой и туннельной микроскопии) для анализа морфологии и микроструктуры поверхности кристаллов 54
1.4. Выводы 58
ГЛАВА 2. Концепция вынужденных равновесий 60
2.1. Термодинамические состояния реальных неорганических и минеральных систем 60
2.2. Основные принципы, базовая концепция и определения 63
2.3. Термодинамическое описание дисперсных систем 67
2.4. Теоретическое описание стабильных вынужденных равновесий 82
2.5. Анализ метастабильных вынужденных равновесий 90
2.6. Выводы 93
ГЛАВА 3. Вынужденные равновесия при структурных и других твердофазовых превращениях 95
3.1. Изучение полиморфных и политипных переходов в твердых растворах 95
3.1.1. Устойчивость полиморфов, политипов, микродвойниковых и доменных структур с точки зрения реализации ВР (по литературным данным) 93
3.1.2. Теория твердофазовых превращений в твердых растворах с образованием когерентных фаз 104
3.1.3. Численное моделирование вынужденных равновесий в сульфидах цинка и ртути 112
3.2. Природа устойчивости модулированных структур (на
примере лазурита) 126
3.2.1. Термодинамическая теория модулированных структур в силикатах 127
3.2.2. Экспериментальное изучение вынужденных равновесий при структурно-химических превращениях в лазурите 144
3.3. Вынужденные равновесия при межпозиционном упорядочении в кристаллах в процессе их роста и при твердофазовых превращениях (на примере калиевого полевого шпата) 159
3.3.1. О возможности возникновения состояний BP в процессе роста кристаллов КПШ 159
3.3.2. Структурные особенности природных кристаллов щелочных полевых шпатов с точки зрения реализации ВР при твердофазовых превращениях 160
3.3.3. Численное моделирование вынужденных равновесий в калиевом полевом шпате 164
3.4. Выводы 170
ГЛАВА 4. Вынужденные равновесия в дисперсных и псевдоморфных системах 173
4.1. Изоморфная смесимость в дисперсных системах 173
4.1.1. Теория изоморфного размерного эффекта 174
4.1.2. Численное моделирование изоморфного размерного эффекта в неорганических системах 181
4.1.3. Экспериментальное и теоретическое изучение изоморфного размерного эффекта в системе
FeS2 - CoS2 187
4.2. Вынужденные равновесия и псевдоморфизм 200
4.2.1. Проявления псевдоморфизма в неорганических системах 201
4.2.2. Термодинамическая теория псевдоморфных систем 206
4.2.3. Природа устойчивости легкоокисляемых самородных металлов в природных условиях 226
4.2.4. Роль псевдоморфных структур в технологических процессах 232
4.2.4.1. Процесс сульфатизации тантало-ниобатов 332
4.2.4.2. Влияние собственных точечных дефектов на процесс карбидообразования при карботермического восстановления кремния из кремнезема 241
4.3. Выводы 250
ГЛАВА 5. Поведение микроэлементов в неорганических системах со структурно-несовершенными кристаллическими фазами 254
5.1. Эффект "улавливания" микропримесей точечными дефектами 254
5.1.1. Экспериментальное исследование вхождения микропримеси кадмия в кристаллы пирротина различной стехиометрии 256
5.1.2. Численное моделирование взаимодействия примеси кадмия с точечными дефектами в пирротине 264
5.2. Концентрирование микроэлементов дислокационными структурами минеральных кристаллов 269
5.2.1. Анализ взаимодействия атомов примеси с дислокациями (общий случай) 270
5.2.2. Взаимодействие атомов примеси с границами блоков несовершенного кристалла 272
5.3. Особенности проявления эффекта “улавливания” микропримеси в реальных экспериментальных условиях 288
5.3.1. Фракционирование Cd в системе галенит-сфалерит (PbS-ZnS) 289
5.3.2. Распределение Mn между PbS и водно-солевым раствором 293
5.3.3. Фракционирование марганца в реальных кристаллах сфалерита 296
5.3.4. Распределение цезия между механически диспергированным КПШ и водно-солевым раствором 300
5.4. Концентрирование микроэлементов поверхностными ультрадисперсными и нанофазами 307
5.4.1. Методика эксперимента 308
5.4.2. Концентрирование Cd поверхностными неавтономными фазами на кристаллах пирротина Fe1-xS 309
5.4.3. Значение поверхностных неавтономных фаз для экспериментальной геохимии 317
5.5. Выводы 318
ГЛАВА 6. Особенности проявления вынужденных равновесий при производстве порошкового алюминия 321
6.1. Характеристика промышленных образцов порошкового алюминия 321
6.2. Химический состав поверхности дисперсного алюминия по результатам РСМА и РФЭС 330
6.3. Химический состав порошкового алюминия в зависимости от размера частиц и технологической области отбора образцов 341
6.4. Физико-химическое моделирование вынужденных равновесий при получении порошкового алюминия 350
6.4.1. Устойчивость псевдоморфной системы "ядро (алюминий) - оболочка (оксиды и нитрид алюминия)" 350
6.4.2. Стабилизация полукогерентных псевдоморфных частиц за счет перераспределения микропримесей 353
6.5. Выводы 357
Заключение 361
Список литературы
