Если отклонение от стехиометрии можно считать вызванным присутствием небольшого количества второго варианта молекулы и если проявляется тенденция к тому, что эти искаженные группировки обладают более высокой свободной поверхностной энергией, чем стехиометрические, то эти вторые группировки будут иметь тенденцию адсорбироваться и не вызовут сильного увеличения свободной поверхностной энергии. С другой стороны, свободная поверхностная энергия может быть сильно понижена в результате присутствия молекул с более низкой энергией.
Если такие группировки присутствуют в заметных количествах, могут образоваться новые структуры.
Примеры подобных явлений приведены в предыдущей главе для окислов железа. Влияние кристаллографических несовершенств предсказать, по-видимому, легче.
Раньше было показано, что свободная поверхностная энергия непрерывно изменяется в зависимости от ориентации и поэтому ступенчатые вицинальные грани будут стремиться уменьшить свободную поверхностную энергию богатых энергией граней и увеличить ее для граней с малой поверхностной энергией.
Судя по фотографиям, можно считать, что эти ступени увеличивают площадь поверхности на — 0,01 %. При повышении температуры изломы на этих ступенях становятся более многочисленными.
При температуре 0,5-0,8 Тт один излом приходится на каждые четыре молекулы, кроме того, также могут существовать дырки и островки примерно такой же протяженности, так что общий вклад этих дефектов может увеличить свободную поверхностную энергию на ~0,02%. Дислокации могут приводить к образованию террас, влияние которых аналогично описанному выше.
Однако центр винтовой дислокации, согласно Котреллу, обладает избытком свободной энергии, а энергия краевой дислокации на 50% выше.
Учитывая высокое сопротивление сдвигу 10 кн/см2 (109 дин/см2) и предполагая, что радиус дислокации составляет 100 нм (1000 А) при радиусе ее центральной части 0,25 нм (2,5 А), можно подсчитать, что свободная энергия винтовой дислокации в керамическом материале составляет 24 кдж/см (2,4-Ю-4 эрг/см), или в среднем для обоих типов дислокаций 30 кдж/см (3-10-4 эрг/см).