Определение выполняют при комнатной температуре следующим образом. Навеску 1,5 г алюминиевой пудры помещают в пробирку (диаметр 12-15 мм, высота 100-120 мм) с 10 мл 25%-ного раствора кумароновой смолы в скипидаре. Содержимое пробирки перемешивают полированным стальныи шпателем (длина 150-200 мм, ширина 8-10 мм, толщина 0,5-1,0 мм) с округленным концом. Перемешивание смеси производят в течение 1 минуты.

Затем шпатель осторожно, не касаясь стенок пробирки, вынимают с равномерной скоростью (3-5 см/сек) и подвешивают на воздухе в вертикальном положении. Когда стекание жидкости со шпателя прекратится, измеряют высоту участка шпателя, покрытую сплошным зеркальным покровом алюминиевой пудры, а также измеряют общую глубину погружения шпателя в смесь. Измерения производят при помощи миллиметровой линейки. Отношение измеренной длины участка зеркального покрытия к общей длине погруженного конца шпателя, выраженное в процентах, определяет величину всплываемости пудры.

Всплываемость алюминиевой пудры в зависимости от марки колеблется в пределах 40-80%.

Одной из констант, необходимых при проектировании красочных заводов, является угол падения пигментов по любой поверхности.

Под углом падения пигментов понимают угол наклона поверхности, при котором пигмент свободно с нее скатывается. Прибор и метод определения угла падения. Прибор пред­ставляет собой согнутый из листового железа желоб, нижний конец которого закреплен на одной оси с центром транспортира, находящегося за желобом. Под желобом находится винт, посредством которого желоб может вращаться вокруг оси, образуя любой угол с горизонтальной плоскостью. Ссыпающийся с желоба пигмент падает в ящик, находящийся у конца желоба.

Для определения угла падения пигмент равномерно насыпают из расположенной наверху воронки на верхний конец желоба. В начале опыта желоб образует минимальный угол с горизонтальной плоскостью. Постепенно желоб посредством винта поднимают до тех пор, пока пигмент не начнет свободно скатываться с железной поверхности желоба. Тогда отмечают угол по транспортиру; этот угол и является углом падения пигмента по железу. Для определения угла падения пигментов по другим материалам (белая жесть, дерево и т. д.) в железный желоб вкладывают пластинку из соответствующего материала.

Под углом естественного откоса понимают угол, образуемый сухим пигментом с горизонтальной поверхностью при свободном насыпании пигмента. Этот угол зависит от удельного веса пигмента, степени его дисперсности и коэффициента трения. Угол естественного откоса пигмента, как правило, тем больше, чем выше его дисперсность, но для высокодисперсных пигментов такой зависимости уже не наблюдается.

Определение угла естественного откоса методом Якубовича-Терехова. На прямоугольный стеклянный сосуд, на задней стенке которого нанесены деления шкалы транспортира, надевают жестяную крышку с воронкой. Нижнее отверстие воронки закрыто двумя заслонками, из которых одна глухая, а другая имёет отверстие диаметром 10 мм. Загрузив воронку сухим пигментом, открывают глухую заслонку и слегка помешивают пигмент стеклянной палочкой; пигмент равномерно сыплется внутрь сосуда и располагается там под некоторым углом к горизонтальной плоскости.

Когда пигмент приблизится к левой стенке сосуда, протйвопо ложной воронке, определение считается законченным. Воронку закрывают глухой заслонкой и отсчитырают по задней стенке сосуда угол, образуемый пигментом с горизонтальной поверхностью. Этот метод пригоден для определения угла естественного откоса воздушно-сухих, но не влажных пигментов.

Определение угла естественного откоса методом Лангханса. Прибор состоит из круглого (деревянного) горизонтального основания, на которое с небольшой высоты насыпают пигмент, образующий конус. Количество пигмента должно быть достаточным для того, чтобы он мог равномерно сыпаться и покрыть всю окружность основания. Это необходимо потому, что тогда диаметр основания конуса пигмента будет равен диаметру основания прибора.

С одной стороны к доске прикреплены две шкалы, между которыми может проходить линейка, прикрепленная к доске на шарнире. Накладывая осторожно линейку на поверхность конуса по его образующей (положение линейки), определяют угол естественного откоса.

Различают объем пигмента при свободном насыпании (насыпной объем), объем пигмента после встряхивания и объем пигмента после взбалтывания в какой-либо жидкости.

Насыпной объем. Насыпной объем- который принимает весовая единица порошкообразного пигмента при свободном насыпании. Однако это понятие является неопределенным, так как насыпной объем зависит не только от величины и формы мерного сосуда, но и от количества порошка, с которым производится определение. Кроме того, насыпной объем зависит от того, не спрессовался ли перед испытанием порошок пигмента от какой-либо причины (перевозка, хранение на складе, увлажнение и т. п.).

Для практических целей насыпной объем, однако, имеет важное  значение. Например, насыпной объем, как и насыпной вес, служит для расчета складских помещений, для определения количества пигмента во вскрытой таре, так как удельный вес пигмента не определяет размеров занимаемого пигментом места.

Объем после встряхивания. Объемом пигмента после встряхивания называется объем, который принимает весовая единица после полного встряхивания. Объем после встряхи­вания можно определить с большей точностью, чем насыпной объем.

Объем после взбалтывания в жидкости. Объемом пигмента после взбалтывания называется объем, занимаемый весовой единицей пигмента через определенное время после взбалтывания пигмента в какой-нибудь жидкости. Это испытание дает сравнительную характеристику степени измельчения (дисперсности) пигмента.

Насыпной вес. Насыпным весом называется отношение веса определенного количества пигмента при свободном насыпании к занимаемому этим пигментом объему. Насыпной вес вычисляют в кг/дм. Если, например, 0,1 кг свободно насыпанного порошка занимает объем, равный 0,85 дм, то его насыпной вес составит , кг/дм.

Вес после встряхивания. Весом после встряхивания называется отношение определенного количества пигмента к объему, который занимает это количество пигмента после встря­хивания. Разница между насыпным весом и весом после встряхивания составляет определенную величину, характеризующую дисперсность пигмента. Вес после встряхивания вычисляют в кг/дм. Естественно, что вес после встряхивания больше насыпного веса.

Предложено много способов определения насыпного объема и объема после встряхивания и взбалтывания, основанных на одном и том же принципе и отличающихся, главным образом, размерами мерного цилиндра и величиной взятой навески.

Для определения рекомендуют стеклянные мерные цилиндры емкостью 50 мл, 100 мл, 200 мл и 500 мл. Навески исследуемого пигмента обычно берут соответственно емкости цилиндра 10 г, 50 г, 100 г и т. д. При наличии малых количеств испытуемого пигмента можно пользоваться небольшими цилиндрами.

Определение насыпного объема и объема после встряхивания

В стеклянный мерный цилиндр высотой см и диаметром 2,2 см (емкость 50 мл) через специальную воронку, надетую на цилиндр, равномерно насыпают 10 г испытуемого пигмента, после чего определяют занимаемый им объем (насыпной объем). Затем воронку снимают, закрывают цилиндр пробкой и производят рукой 150 сильных встряхиваний, ударяя цилиндр о мягкую подкладку (резина,войлок) или о ладонь руки. Затем дополнительно производят 15-20 ударов и если после этого объем пигмента в цилиндре больше не изменится, то испытание считается законченным. Отмеренный объем и есть объем пигмента после встряхивания. Для определения насыпного веса или веса после встряхивания берут обратные величины полученных данных.

Определение объема после встряхивания на специальном приборе

Для более точного определения объема пигментов после встряхивания можно пользоваться специальным прибором. Прибор состоит из мерного цилиндра с делениями, который прикреплен нижним концом при помощи металлической манжеты к круглой фундаментной плитке. Фундаментная плитка точно входит в вырез тарелки встряхивателя и прочно соединяется с последней винтами через накладное кольцо. Нижний конец встряхивателя, заканчивающийся стержнем, скользит в цилиндре. Стержень скользит по маленькому сталь­ному кулачковому валу, который приводится в движение шкивом. При каждом повороте вала встряхиватель с цилиндром поднимается, а затем падает. Высота подъема или падения составляет точно 3 мм. Скорость вращения 250 об/мин.

По материалам tikkurila powder coatings

Качество наполненных составов (красок) во многом зависит от способа смешения пигментов с пленкообразователем.

Определились следующие пути введения пигментов в порошковые составы 1) сухое смешение; 2) смешение (диспергирование) в расплаве; 3) диспергирование в растворе (дисперсии) пленкообразователя с последующей сушкой образующейся жидкой краски; 4) осаждение полимера из раствора на поверхности частиц пигмента; 5) осаждение (кристаллизация) пигмента на поверхности частиц полимера; 6) эмульсионная полимеризация или поликонденсация мономера в присутствии пигмента. Промышленное применение получили в основном первые два способа. Далее »

Все известные красящие вещества делятся по отношению к пленкообразователю на пигменты (нерастворимы в пленкообразующем веществе) и красители (растворимы). Понятие пигмент – краситель может быть относительным, так как ряд красящих веществ могут растворяться в одних пленкообразователях и не растворяться в других.

Красящие вещества известны очень давно, но в настоящее время на пигменты возлагается еще и масса побочных требований. Производство пигментов как отрасль промышленности появилось в 18 веке. 1704 г – Дисбах получил Берлинскую лазурь, 1828 – ультрамарин, начало 20 века – титановые белила. Применяемые в лакокрасочной промышленности пигменты на 80 % являются неорганическими, однако определенное будущее у органических пигментов несомненно есть, и их доля, вероятно, будет увеличиваться с развитием химии и технологии основного органического синтеза.

Основная задача пигмента – придание покрытию определенного внешнего вида, однако пигменты влияют практически на все свойства лакокрасочного покрытия. Частицы пигмента могут частично поглощать и диффузно или зеркально отражать падающий на них свет. Отношение пигмента к падающему свету определяется в основном его природой и формой частиц. Так, пигменты синих тонов избирательно поглощают более длинноволновую часть света и диффузно рассеивают во все стороны более коротковолновые лучи, вызывая тем самым ускоренное разрушение пленки. Пигменты красных тонов – наоборот, следовательно в защитных покрытиях, подверженных длительному воздействию света более выгодно применять красные пигменты.

В последние годы широкое применение в качестве пигментов нашли алюминиевые порошки (сферическая форма частиц) и пудры (чешуйчатая). В красочной пленке пудры располагаются параллельно поверхности и работают как мини-зеркала, так что почти весь свет отражается от поверхности, в том числе и ИК.

По защитным свойствам все пигменты делятся:

1.  Ингибитивные (свинцовый сурик, основной хромат цинка, цинковый крон, цинковая пыль, алюминиевая пудра)

2.  Нейтральные (барит, некоторые оксиды железа)

3.  Стимуляторы коррозии (некоторые оксиды железа)

Основной потребитель ЛКМ – тяжелая промышленность, так как из большого числа существующих методов защиты металлов от коррозии шире всего применяется покрытие пленкой, металлической либо лакокрасочной. Преимущество лакокрасочной в большем ассортименте, лучшей адгезии, способности следовать за всеми изменениями формы и размера изделий, вызванными температурными колебаниями.

Некоторые пигменты обладают комплексом специфических свойств, которые  и определяют область их применения. Например, HgO и Cu2О входят в состав противообрастающих красок для подводных частей морских судов, некоторые пигменты входят в состав светящихся красок, в состав термоскопических красок входят пигменты, способные изменять цвет при определенной температуре. HgI2*2AgI обратимо меняет цвет от темно-желтого до темно-коричневого при 40 С. Изменение окраски происходит вследствие перестройки кристаллической структуры. Кроме лакокрасочной промышленности ряд пигментов применяется и в других отраслях. Сажа используется в полиграфии и резиновой промышленности, оксид титана – для матирования тканей и волокон и т.д.

Общепринятой классификации пигментов нет. Первая попытка была предпринята Вагнером, он положил в основу классификации положение Ме в периодической системе. Такая классификация оказалась несостоятельной, т.к. в одну группу попадали пигменты не только разного цвета, но и совершенно разных технических свойств (например, зеленый кобальт CoO*nZnO и железная лазурь Fe4[Fe(CN)6]3).

Классификация по цвету также несостоятельна, так как в одной группе оказываются пигменты с разными химическими и техническими свойствами, а пигменты со сходными свойствами попадают в разные группы (оксиды железа).

Наиболее приемлема классификация по двум признакам:

1.  Цвет

2.  Химический признак

Тогда все пигменты делятся на две группы

1.  ахроматические (черные, белые и серые)

2.  хроматические (цветные)

Ахроматические делятся на три подгруппы:

1.  Белые

a) TiO2

б)ZnO – цинковые белила

в)ZnS+BaSO4‑ литопон; ZnS+CaSO4‑ сульфопон

г)2PbCO3*Pb(OH)2 – свинцовые белила

2.  Серые

а)алюминиевая пудра

б)цинковая пыль

3.  Черные

а) сажа

б) черни

Хроматические делятся на две большие подгруппы:

1.  Желтые, оранжевые и красные пигменты

а) крона (соли хромовой кислоты H2CrO4), хромофор CrO4-2

б) желтый кадмий (CdS) и красный кадмий (CdS*nCaSe), хромофоры S-2, Se-2

в) красный и желтый оксиды железа (Fe+3, Fe+2)

г) свинцовые пигменты (PbO - глет, Pb3O4 - сурик) хромофор Pb+2

2.  Синие, зеленые и фиолетовые пигменты:

а)хромовые пигменты – окись хрома (Cr2O3) и зелень Гинье (изумрудная зелень) (Cr2O3*nH2O), хромофор Cr+3

б)марганцевые пигменты (Mn+3; +5; +6)

в)медные пигменты Cu+2

г)ультрамарин (Na8Al6Si6S4O24)

д)железная лазурь

е)смешанные зелени (получают смешением кронов с железной лазурью)

ж)кобальтовые пигменты Co+2

Органические пигменты классифицируют:

1.  пигментные красители

2.  крапплаки

3.  красочные лаки

Пигменты специального назначения делят на:

1.  пигменты для необрастающих красок

2.  пигменты для светящихся красок

3.  пигменты для термоиндикаторных красок

Для характеристики свойств пигментов применяют ряд показателей, их можно разбить на 5 групп:

1.  Химические показатели:
а) основной химический состав
б) наличие примесей
в) содержание водорастворимых солей
г) рН водной вытяжки

2.  Физические показатели:
а) кристаллическая структура
б) форма частиц
в) дисперсность
г) показатель преломления
д) цвет
е) твердость
ж) удельная поверхность
з) насыпной вес и насыпной объем

3.  Технические показатели
а) укрывистость
б) маслоемкость
в) интенсивность
г) термостойкость
д) светостойкость
е) коррозионная стойкость
ж) атмосферостойкость
з) стойкость при смешении с другими пигментами

4.  Технико-экономические показатели (рациональность производства)
а) стоимость исходного сырья
б) доступность сырья
в) сложность производства

5.  Санитарно-гигиенические показатели
а) вредность производства
б) вредность применения

Знание основного химического состава очевидно важно, однако далеко не всегда оно дает возможность судить о технических свойствах пигмента. Тем не менее, например, чем больше в литопоне (сульфид цинка и сульфат бария) содержание сульфида цинка тем лучшими техническими свойствами он обладает.

Наличие примесей и водорастворимых солей нежелательно, так как водорастворимые соли вымываются из пленки с образованием микропустот, а такие примеси, как известь, могут омылять пленкообразователь. Тем не менее, и примеси, и водорастворимые соли всегда присутствуют, избавиться от них полностью невозможно. РН водной вытяжки пигментов должен находиться в пределах 6,5-7,5.

В зависимости от внешних условий возможно три агрегатных состояния вещества, каждое отличается характером движения частиц, который, в свою очередь, зависит от типа связи их друг с другом. По степени распространенности среди твердых тел выделяется кристаллическое состояние, кое характеризуется строго определенной ориентацией частиц друг относительно друга. Это, в свою очередь, обуславливает и внешнюю форму тела в виде какого-либо многоугольника – кристалла. В идеале кристалл ограничен плоскими гранями, сходящимися в точечных вершинах и прямолинейных ребрах. Такие монокристаллы иногда встречаются в природе, можно также получить их искусственно. Но большинство известных кристаллических тел являются поликристаллическими, т.е. сростками большого количества мелких кристаллов, имеют неправильную внешнюю форму но правильное внутреннее строение.

Получение кристаллов из растворов называют кристаллизацией. Процесс кристаллизации включает в себя:

1.  Образование перенасыщенных растворов

2.  Возникновение зародышей кристаллизации

3.  Рост кристалла

4.  Перекристаллизация (сочетание процессов растворения и кристаллизации)

Одним из способов получения перенасыщенных растворов является химическое взаимодействие веществ. Если в результате химической реакции образуется малорастворимое вещество, то со временем его концентрация становится выше растворимости и раствор по отношению к нему становится перенасыщенным.

Кристаллизация включает два процесса:

1.  Рост уже имеющихся центров кристаллизации за счет отложения новых молекулярных слоев

2.  Возникновение центров кристаллизации

В зависимости от условий эти процессы идут с разными скоростями. Если скорость первого процесса значительно больше скорости второго, то образуются крупные кристаллы, если наоборот – аморфный осадок, если скорости приблизительно равны, то образуется полидисперсная кристаллическая система.

Массовому возникновению центров кристаллизации способствует быстрое смешение холодных растворов, при медленном смешении горячих растворов образуются крупные кристаллы. Если в сосуде находятся полидисперсные кристаллы одного и того же вещества, то со временем будет постепенно происходить рост крупных кристаллов за счет растворения мелких. Это объясняется тем, что из-за большей удельной поверхности мелких частиц раствор по отношению к ним является ненасыщенным и наоборот. Теоретически, этот процесс завершится образованием одного крупного кристалла. Различная скорость роста отдельных граней кристалла обуславливает разнообразие форм. Изучением формы кристаллов занимается кристаллография.

Фазовое состояние твердого тела, характеризующееся правильной периодической повторяемостью в пространстве расположения структурных элементов называется кристаллическим состоянием. Все неорганические и органические пигменты являются кристаллическими веществами, и большая часть их физических и технических свойств определяется именно кристаллическим состоянием.

В зависимости от вида структурных элементов и преобладающего характера связи между ними кристаллы подразделяются на атомные (ковалентная связь), ионные (ионная связь), молекулярные (силы межмолекулярного притяжения) и металлические (металлическая связь). Среди пигментоввстречаются кристаллы со всеми видами связи, однако не всегда можно достаточно строго отнести кристалл к тому или другому виду. Чаще всего связи в кристаллах пигментов, по своей природе являющихся солями или оксидами, имеют ковалентный или ионно-ковалентный характер. Молекулярные кристаллы наиболее характерны для органических пигментов. Преобладающий характер связи определяет многие свойства кристаллов — твердость, температуру плавления, электрические свойства и др.

То или иное конкретное расположение структурных элементов вещества в пространстве носит название кристаллической структуры. Определенный отрезок, при переносе на который в каком-либо направлении вся кристаллическая структура совмещается сама с собой, называется трансляцией. Совокупность трансляций образует кристаллическую
решетку.

Важнейшим признаком кристаллов является их симметрия, характеризуемая  элементами  симметрии   (плоскости,  оси  и  центры  симметрии). Для кристаллов возможны 32 различных набора элементов симметрии. Это — так называемые классы симметрии. Параллелепипед,  построенный из кратчайших трансляций, которые направлены по координатным осям, соответствующим симметрии кристалла, называется элементарной ячейкой. Углы при ее вершине и длины трансляций, являющихся ее ребрами, называются
параметрами решетки. В зависимости от направления координатных   осей   и   соотношения размеров трансляций, из которых   образована   элементарная   ячейка, все классы симметрии, которые возможны для кристаллических решеток, делятся на 6 систем, называемых сингониями: кубическая, тетрагональная, гексагональная,   ромбическая,   моноклинная   и   триклинная. Кубическая сингония относится к высшей категории симметрии, тетрагональная   и   гексагональная — к средней, ромбическая, моноклинная и триклинная — к низшей.

Если элементарные ячейки, соответствующие шести сингониям, дополнить, по мере возможности, кратчайшими трансляциями, не совпадающими с осями координат, то в элементарных ячейках появятся дополнительные узлы кристаллической решетки. Эти узлы будут располагаться в пространстве между вершинами параллелепипеда, представляющего собой элементарную ячейку. Они могут располагаться в центрах всех граней,— такая решетка носит название гранецентрированной; в центрах пары противоположных граней — базоцентрированная решетка; в центре ячейки — объемноцентрированная решетка. Если в ячейке нет узлов, кроме узлов в вершинах, то ячейка называется примитивной. Таким образом, по виду центровки решетки кубической сингонии подразделяются на гранецентрированные, объемноцентрированные и примитивные; решетки гексагональной сингонии — на дважды центрированные (два узла на большей объемной диагонали) и примитивные; решетки ромбической сингонии — на объемноцентрированные, базоцентрированные, гранецентрированные и примитивные; решетки моноклинной сингонии — на базоцентрированные и примитивные,_Решетка—триклинной сингонии

может быть только примитивной. Эти 14 видов кристаллических решеток называются решетками Браве.

Для кристаллического состояния весьма характерно явление полиморфизма. Полиморфизм — это способность одного и того же химического вещества существовать в виде двух или нескольких кристаллических структур (модификаций). Переход из одной кристаллической модификации в другую называется полиморфным превращением. Кристаллические модификации одного и того же вещества обозначаются буквами греческого алфавита в порядке повышения температуры стабильного состояния данной модификации. Однако в химии пигментов для обозначения тех или иных модификаций часто пользуются исторически сложившимися названиями. Каждая кристаллическая модификация стабильна в определенном температурном интервале. Переход из одной модификации в другую сопровождается тепловым эффектом. Переход высокотемпературной модификации в низкотемпературную сопровождается выделением теплоты, обратный переход — поглощением теплоты. Переход одной кристаллической модификации в другую характеризуется обычно очень высоким значением энергии активации. В случае перегрева вблизи температуры полиморфного превращения, а при переохлаждении даже при очень большом удалении от нее, число структурных элементов, обладающих достаточной энергией для перестройки в пространстве, невелико, тем более, что поглощенная твердым телом энергия, даже сравнительно большая, распределяется между колоссальным числом

структурных элементов. Поэтому вероятность полиморфного превращения незначительна. Таким образом, при данных условиях могут существовать метастабильные кристаллические модификации, т. е. модификации относительно устойчивые, но термодинамически неравновесные.

Знание и использование возможных полиморфных превращений того или иного химического соединения, применяемого в качестве пигмента, позволяет направленно регулировать его физико-химические свойства, которые у разных модификаций могут сильно различаться. Ближе по свойствам кристаллы в том случае, если они относятся к одной и той же категории симметрии, и тем более к одной и той же сингонии. Переход от низшей категории симметрии к средней вызывает в этом случае резкое расширение полосы поглощения света в длинноволновую область, что вызывает значительное изменение окраски пигмента.

Модификации, относящиеся к одной сингонии, могут довольно значительно различаться по ряду физико-химических свойств — по плотности, показателю преломления, твердости и прочности кристаллов. Например диоксид титана анатазной модификации имеет плотность 3840 кг/м3 и показатель преломления 2,3, а рутильной модификации — 4200 кг/м3 и 2,6 соответственно. Рутил характеризуется большей твердостью, чем анатаз, и большей склонностью к явлению фототропии (обратимому изменению окраски под действием света в присутствии небольших количеств примесей), тогда как анатаз проявляет большую фотохимическую активность, нежели рутил.

Получая в результате синтеза ту или иную кристаллическую модификацию или смесь модификаций, можно в довольно широких пределах варьировать многие свойства пигмента.

Некоторые соединения, близкие по химическому составу, могут образовывать одинаковые кристаллические структуры. Это явление называется изоструктурностью. Если соответствующие структурные единицы изоструктурных соединений способны к образованию близких по характеру связей и мало отличаются по объему, то эти соединения могут образовывать смешанные кристаллы. Такие химические соединения называют изоморфными.

Явления изоструктурности и изоморфизма широко используют при синтезе пигментов для управления процессами кристаллизации и повышения устойчивости метастабильных кристаллических модификаций (например, при синтезе лимонного свинцового крона для стабилизации ромбической модификации хромата свинца его соосаждают с изоморфным ему более устойчивым сульфатом свинца).

Многие свойства реальных кристаллических веществ, в отличие от идеальных кристаллов, в большой степени зависят от дефектов кристаллической структуры. Различают точечные, линейные, поверхностные  и объемные дефекты. Точечным дефектом может являться вакансия, т. е. отсутствие атома или иона в узле кристаллической решетки, или атом или ион (принесенный или собственный), располагающийся между узлами. Линейные дефекты, или дислокации,—
это нарушение периодичности расположения атомов или ионов вдоль какой-либо линии. Длина дислокации соизмерима с размерами кристалла, а ширина не превышает нескольких межатомных расстояний. Поверхностные дефекты — это нарушение периодичности кристаллической решетки, распространяющееся в двух направлениях. Толщина поверхностных дефектов не превышает нескольких межатомных расстояний. Объемные дефекты —
это макродефекты, представляющие собой включения в кристалл частиц другой фазы, микрополости, поры. Дефекты возникают как в ходе процесса кристаллизации, так и в последующих процессах термической обработки и механического измельчения, вызывающего деформацию кристаллов.

Все виды дефектов кристаллической решетки оказывают значительное влияние на свойства пигментов. Точечные дефекты влияют на цвет кристаллов, показатель преломления, плотность, электрическую проводимость, магнитные свойства. Наличие в кристаллической решетке посторонних атомов, даже в очень малых количествах, может вызывать явление фототропии — обратимого изменения свойств кристалла под действием света. Так, диоксид титана анатазной модификации, содержащий незначительное количество примесей железа, хрома и никеля, под действием света приобретает коричневую окраску, исчезающую в темноте.

Поверхностные дефекты разделяют кристаллы на отдельные блоки различной формы и размеров, разориентированные друг относительно друга на некоторый угол, что придает кристаллам мозаичное строение. Выходящие на поверхность кристаллов поверхностные дефекты и дислокации вызывают ее микронеоднородность. Нарушение упорядоченности расположения атомов или ионов на поверхности по местам выхода линейных или поверхностных дефектов можно рассматривать как микрообласти с аморфным состоянием, характеризующимся повышенным запасом поверхностной энергии.

От объемных дефектов зависит прочность кристаллов, что играет важную роль в процессах механического измельчения и диспергирования пигментов.

Точечные дефекты вызывает нестехиометричность соединения как в объеме кристалла, так и на его поверхности. В частности, такая нестехиометричность характерна для диоксида титана: из-за наличия вакансий содержание кислорода в кристаллической решетке может быть меньше стехиометрического на 0,1 моль. Нестехиометричность характерна для оксида цинка, в котором содержание кислорода может превышать стехиометрическое. Отклонение от стехиометрии, вызванное наличием в кристаллической решетке точечных дефектов, наблюдается и у других, оксидных пигментов (оксидов железа, свинца и др.).

Присутствие в кристаллической решетке посторонних ионов оказывает влияние на поверхностные свойства пигментов. Если посторонний ион имеет одинаковый заряд с ионом кристаллической решетки и отличается от последнего ионным радиусом, наблюдается деформация решетки. Такие дефекты в приповерхностном слое вызывают появление участков с повышенной поверхностной энергией, что влияет на адсорбционные свойства поверхности.