ТРЕХМЕРНЫЕ ДЕФЕКТЫ
Трехмерные дефекты наиболее четко отражаются в секториальном и зонарном строении кристаллов.
Секториальное строение кристаллов
Представление о секториальном строении кристаллов дал Бекке: «Реальный кристалл сложен пирамидами роста его граней. Пирамиды роста разных простых форм физически различны».
Секториальное строение определяется индивидуальными свойствами каждого из элементов огранения кристалла и их взаимоотношением с питающей средой. Различие в химическом составе или тонком строении пирамид нарастания приводит к различию в свойствах этих пирамид внутри одного кристалла. Так, широко известно секториальное распределение окраски в кристаллах топаза, аметиста, барита, гипса (см. рис. 52). В толстых пластинках, вырезанных из прозрачных, совершенно бесцветных кристаллов, граница между различными <hrl> может быть обнаружена по полоске Бекке, возникающей в результате полного внутреннего отражения.
Повышенные различия показателей преломления пирамид нарастания, слагающих кристалл, становятся причиной технического брака (так называемых «свилей» кристаллооптического сырья — кварца, исландского шпата, флюорита). Часто пирамиды нарастания граней обнаруживают значительные различия в твердости и в устойчивости против химических реагентов. Секториальную неоднородность кристаллов легко вскрывают явления аномального двойного лучепреломления и плеохроизма. Свойства эти могут быть, например, результатом некоторого упорядоченного распределения изоморфных или просто адсорбированных ионов в структуре кристалла. В кристалле возникают напряжения, следствием чего является двойное лучепреломление, а в случае окрашенных ионов — и плеохроизм.
В кристалле с внутренними напряжениями особенно отчетливо проявляется его секториальное строение. Напряжение можно снять полностью или частично путем длительной термической обработки, нарушающей «ненужную» упорядоченность расположения примесных ионов путем диффузии ионов по структуре с выравниванием физических свойств. Этим самым стираются границы между пирамидами нарастания разных граней.
Учение о секториальном строении кристаллов разработано Г.Г. Леммлейном. Им, в частности, было показано, каким образом, основываясь на изучении секториального строения, можно определить относительные скорости роста различных граней кристалла.
Строгое постоянство скоростей роста граней (а, б) кристалла за весь период его образования сохраняется только в исключительных случаях (рис. 88).
В соответствии с изменением внешних условий граница между пирамидами роста двух соседних граней не остается плоскостью, а получается изогнутой (рис. 89, 90), ступенчатой или какой-нибудь более сложной формы (рис. 91).
В связи с этим изучение секториального строения кристаллов важно также и для восстановления условий их роста, их истории— онтогении кристаллов.
Зонарная структура
Зонарная структура кристалла может рассматриваться как проявление изменяющихся во времени внешних условий роста кристалла (рис. 92). Если на протяжении истории кристалла тот или иной фактор, оказывающий влияние на степень однородности или химический состав кристалла, меняется периодически, то кристалл приобретает зонарную структуру. В минералах зонарные структуры встречаются весьма часто. Так, в дымчатом кварце более или менее интенсивная окраска нередко распределяется слоями — оболочками, параллельными определенным граням кристалла.
В кристаллах турмалина нередкое чередование розовой, зеленой и коричневой окрасок позволяет полностью воссоздать тот облик, который имел растущий кристалл в отдельных стадиях своей истории. Зонарные структуры очень легко могут быть получены искусственно на кристаллах квасцов, если выращивать их из сильно пересыщенного раствора при периодически меняющейся температуре. Прозрачные слои в таких кристаллах чередуются с менее прозрачными.
Скачать реферат: