- •Министерство образования и науки украины
- •1. Строение атома
- •1.2. Некоторые сведения из квантовой механики
- •1.3. Уравнение Шредингера для атома водорода
- •1.4. Спин электрона
- •1.5. Атомная орбиталь
- •1.6. Принцип Паули
- •1.7. Многоэлектронные атомы
- •2. Химическая связь
- •2.1. Основные характеристики химической связи
- •2.1. Составление химических уравнений
- •2.3. Стехиометрические расчеты в химии
- •2.5. Номенклатура неорганических соединений
- •2.5. Скорость химических реакций.
- •3. Кристаллохимия
- •3.1. Ионные кристаллы
- •3.2. Ковалентные связи в кристаллах
- •3.3. Металлическая связь
- •3.4. Слабая (ван-дер-ваальсовая) связь в кристаллах
- •3.5. Кристаллохимические параметры
- •4. Кристаллография (1 часть)
- •4.1. Предмет кристаллографии
- •4.4. Сетка Вульфа. Сферические координаты
- •4.5. Элементы симметрии кристалла
- •5. Кристаллография (2 часть)
- •5.1. Сингонии. Решетки Бравэ
- •5.2. Некоторые наиболее распространенные типы решеток
- •5.3. Пространственная решетка
- •5.4. Индицирование направления
- •5.5. Индицирование плоскостей (hkl)
- •5.6. Индицирование гексагональных кристаллов (граней)
- •5.7. Термины в кристаллографии
- •6. Дефекты кристаллической решетки
- •6.1. Точечные дефекты
- •6.2. Миграция точечных дефектов
- •6.3. Диффузия в твердых телах
- •6.4. Дислокации в кристаллах
- •7. Макро-, микро- и наноструктура материалов
- •7.1. Макроскопический анализ
- •7.2. Микроскопический анализ
- •7.3. Принцип работы металлографического микроскопа
- •7.4. Определение балла зерна
- •7.5 Фазовый анализ
- •7.6. Наноструктура
- •7.7. Рентгеноструктурный анализ материалов
- •8. Механические свойства твердых материалов
- •8.1. Разновидности механических свойств материалов
- •8.3. Упругая линейная продольная деформация
- •8.4. Сдвиг. Упругая деформация сдвига
- •8.5. Взаимосвязь между деформациями растяжения (сжатия) и сдвига
- •9. Всесторонняя деформация сжатия
- •9.1. Закон Гука для всесторонней деформации
- •9.2. Закон Гука для деформации вдоль одной стороны
- •9.3. Связь между модулем всестороннего сжатия и
- •9.4. Напряжения при ударе
- •9.5. Упругое последствие
- •10. Изгиб и кручение материалов
- •10.1. Изгиб. Упругая изгибная деформация
- •10.2. Прогиб и поворот сечения балки
- •10.3. Прогиб балки на двух опорах
- •10.4. Кручение материалов. Деформация кручения
- •11. Пластичность. Твердость. Ударная вязкость
- •11.1. Пластическая деформация твердых тел
- •11.2. Физическая сущность пластической деформации
- •11.3. Пластическая деформация поликристаллов
- •11.4. Основные характеристики деформации и разрушения
- •11.5. Твердость материалов
- •12. Разрушение материалов. Пути повышения прочности
- •12.1. Прочность. Виды разрушений
- •12.2. Ползучесть материалов
- •12.3. Другие механические свойства
- •12.4. Пути повышения прочности материалов
- •13. Тепловые свойства твердых тел
- •13.1. Колебания атомов в кристаллах
- •13.2. Теплоемкость твердых тел
- •13.3. Теплопроводность твердых тел
- •13.4. Тепловое расширение твердых тел
- •13.5. Зависимость механических напряжений от температуры
- •13.6. Повышение механических свойств материалов под действием температуры
- •14. Жидкое состояние вещества
- •14.3. Вязкость жидкостей
- •14.4. Поверхностное натяжение
- •14.5. Явления смачивания
- •14.6. Жидкие растворы
- •14.9. Осмотическое давление
- •15. Структура полимеров
- •15.1. Молекулярное строение полимеров
- •15.2. Классификация полимеров
- •15.3. Превращения в полимерах
- •15.4. Надмолекулярная структура полимеров
- •16. Механические свойства полимеров
- •16.1 Высокоэластическое состояние полимеров
- •16.2. Модель Максвелла для линейных полимеров
- •16.3. Модель Кельвина-Фогта для сетчатых полимеров
- •17. Термодинамика фазовых превращений
- •17.1. Фазовые превращения. Правило фаз
- •17.2. Термодинамические функции и параметры
- •Свойства термодинамических функций:
- •17.3. Связь между основными термодинамическими функциями и параметрами
- •17.4. Химический потенциал
- •18. Фазовые переходы I рода. Плавление и
- •18.1. Фазовые переходы I рода
- •18.2. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса
- •18.3. Плавление и кристаллизация
- •18.4. Термический анализ
- •19. Фазовые превращения в твердом состоянии
- •19.1. Изоморфизм и полиморфизм вещества
- •19.2. Полиморфные превращения
- •19.3. Бездиффузионные и диффузионные превращения
- •19.4 Кинетика твердофазных превращений
- •19. 5 Упорядочение и разупорядочение в сплавах
- •19.6. Диаграмма состояния сплавов с учетом твердофазных превращений
- •19.7. Эвтектоидные превращения
- •19. 8. Рекристаллизация
- •20. Сплавы
- •20.1. Классификация сплавов
- •20.2. Зависимость свободной энергии Гиббса от температуры и
- •20.3. Система с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и твердом состояниях
- •20.4. Построение диаграмм состояния методом термического
- •21. Диаграммы состояния бинарных систем
- •21.1. Система с ограниченной взаимной растворимостью
- •21.2. Анализ диаграммы состояния для сплавов с эвтектическим
- •21.3. Анализ диаграммы состояния для сплавов с перитектическим превращением.
- •21.4. Диаграммы состояния для сплавов, когда компоненты образуют химические соединения
- •22. Изучение диаграмм состояния
- •22.1. Построение и расшифровка диаграмм состояния тройных сплавов
- •22.2. Основные типы диаграмм состояния трехкомпонентных
- •II. Изотермические и политермические сечения тройных диаграмм.
- •23. Определение концентрации компонентов
- •Бинарные сплавы
- •Найти молярную массу бинарного раствора м при известных ,,м1 и м2.
- •24.2. Неорганическое стекло
- •24.3. Механические и тепловые свойства стекла
- •24.6. Оптические свойства стекла
- •24.5. Применение технических стекол.
- •25. Дисперсные системы
- •25.1. Введение
- •25.2. Свойства малых частиц
- •25.3. Коагуляция частиц
- •26. Электрические свойства материалов
- •26.1. Элементы зонной теории твердого тела
- •26.2. Электропроводность твердых тел
- •26.2. Поляризация диэлектрика
- •26.4. Сверхпроводники
- •26.5. Электрический ток в жидкостях
- •27. Магнитные свойства твердых тел
- •27.1. Магнитные моменты атомов
- •27.2. Намагничивание. Диа- и парамагнетики
- •27.3. Ферромагнетики
5.4. Индицирование направления
а) Направление проходит через начальный узел [[0 0 0]] и узел М [[m n p]]. В этом случае (рис. слева)
m: n: p: = ОА/а: OB/b: ОС/с. (5.2)
Из этих соотношений находим числа m, п, р. Символ направления берется в одинарные квадратные скобки [m n p ]. Например, для направлений: [0 0 1],[0 1],[0 0], [0 1 2] (рис. 5.1.б).
б) Направление , проходящее через две любые точки M1 [[m1 n1 p1]] и M2 [[m2 n2 p2]]. имеет символ[m n p].
Числа m, n, p находим из соотношения
m: п :р: = (m2 - m1): (n2 - n1): (p2 - p1), (5.3)
т.к. и.
в) Индицирование нормали к плоскости, в которой лежат два каких-либо направления. Пусть нормаль вектораиимеют символы[m n p]; .[m1 n1 p1]; [m2 n2 p2].
Тогда ,
.
Нормаль находим по правилу векторного умножения двух векторов:
.
Так как
,
то .
Поскольку
то ,
, (5.5)
n = m1 p2 - m2p1.
5.5. Индицирование плоскостей (hkl)
а) Закон рациональных отношений - Гаюи:
Двойные отношения параметров, отсекаемых двумя любыми гранями кристалла на трех пересекающихся его ребрах, равны отношениям целых чисел
ОА2/ОА1:ОВ2/ОВ1:ОС2/ОС1=р:q:r. (5.6)
б) Индицирование граней.
Возьмем обратные отношения (5.6)
ОА1/ОА2: ОВ1/ОВ2: ОС1/ОС2 = 1/р : 1/q : 1/r = h : k : l, (5.7)
где h, k, l целые числа, индексы плоскости (грани). Выражение 1/р : 1/q : 1/r приводим к наибольшему общему делителю. Отбрасывая знаменатель, получаем три числа h:k: l. Числа h, k, l называются индексами граней или индексами Миллера. Символ грани берется в круглые скобки (h k l).
Примеры: а) проиндицируем плоскость А2В2С2 из предыдущего рисунка (пункт а)
Следовательно символ грани А2В2С2 имеет вид (121).
б) примеры индицирования плоскостей для кубических кристаллов приведены на рисунке.
Семейство параллельных плоскостей описывается одинаковыми индексами.
Семейство параллельных плоскостей (граней) записывают в виде символа {hkl}.
5.6. Индицирование гексагональных кристаллов (граней)
Условие однотипности символов не выполняется при индицировании граней гексагональной призмы, которая имеет своим основанием правильный шестиугольник, с помощью трехосной координатной системы.
Это несоответствие устраняется путем введения еще одной оси u, которая лежит в горизонтальной плоскости и располагается на биссектрисе между осями х и у. В этом случае вдоль оси u вводится новый индекс i (установка Бравэ).
Для гексагональных кристаллов символ грани имеет вид (hkil).
Символы боковых граней гексагональных кристаллов, к примеру, представляются в виде (1100), (1010), (0110), а символ верхней грани (0001).
Символ грани, проходящей через начало координат и лежащей в плоскости в которой находятся оси х, у, u обозначается (0000).
Связь между четырехосными индексами имеет вид
h + k + i = 0. (5.12)
5.7. Термины в кристаллографии
монос – один, моноэдр - одногранник,
ди – два, диэдр - 2-х гранник,
три – три, триэдр - 3-х гранник,
тетра – четыре, тетраэдр - 4-х гранник,
пента – пять, пентаэдр - 5 гранник,
гекса – шесть, гексаэдр - 6 гранник,
окта – восемь, октаэдр - 8 гранник,
додека – двенадцать, додекаэдр - 12 гранник,
икоса – двадцать, икосаэдр -20 гранник,
поли – много, полиэдр - мкогогранник
гонос (гон) – угол, тетрагон – четырехугольник,
тригон – треугольник, пентагон – пятиугольник.
гексагон – шестиугольник,