Задачі для розв'язування
Задача 1. Електронографічні дослідження [1] ГЩП-фази W2C показують, що найбільш інтенсивні лінії (002) і (110) мають міжплощинні відстані 0,235 і 0,177 нм. За цими даними оцінити величину параметрів а і с ГЩП - решітки.
Задача 2. Згідно з даними [2] плівковий нітрид титану має ГЦК - решітку з параметром а = 0,424 нм, причому радіус іона Ті має величину r+ = 0,147 нм. Виходячи із цих даних, оцінити величину радіуса (r-) іона азоту.
Задача 3. Виходячи із даних [3], прокласифікувати фізичні й хімічні методи отримання нанокристалічних нітридів і карбідів.
Список літератури
Иевлев В.М. Синтез пленок карбидов W при быстром фотонном отжиге пленочных гетероструктур W/C / В.М. Иевлев, О.В. Сербин, С.Б.Кущев // Алмазные пленки и пленки родственных материалов.- Харьков: ННЦ ХФТИ, 2003.- С. 302-309.
Васильев М.А. Покрытия из TiN, осажденные методом вакуумного дугового разряда (обзор) / М.А. Васильев, В.Е. Панарин, А.А. Ткачук // Металлофиз. новейшие технол.- 2000.- Т.22; № 11.- С. 58-71.
Проценко І.Ю. Технологія одержання і застосування плівкових матеріалів: навч. посібник з грифом МОНУ/ І.Ю.Проценко, Н.І.Шумакова. – Суми: Вид-во СумДУ, 2008.– 198 с.
Заняття 4. Кристалічна структура та властивості фулериту
Методичні вказівки. При розв’язуванні задач необхідно використовувати таку інформацію. Вуглець має поліморфні (алотропні) модифікації: графіт, алмаз і карбін (sp3- sp2- i sp - зв’язки). Графіт утворюється тоді, коли атоми С пакуються в шестикутники, які утворюють площини. Ці площини зміщені одна відносно одної з певним чергування. Якщо положення кожного третього шару повторює положення першого, то структура відповідає гексагональній решітці із 4 атомами на комірку. Якщо положення четвертого шару повторює положення першого, то структура буде мати ромбоедричну решітку. Якщо ж атоми С мають інше пакування у вигляді тетраедрів, то це буде алмаз.
Починаючи з 1966 року, Е. Донс, А. Бочвар, Г. Крото та ін. дослідники передбачали, що С може формувати об’ємні замкнені структури у вигляді багатошарових кластерів, які потім почали називати фулеренами (Ф). Необхідно відмітити найбільш важливі моменти історії відкриття фулеренів.
По-перше, деякі лінії у спектрі червоних гігантів можна було пояснити, виходячи із гіпотези про існування відносно стійких кластерів С із декількох десятків атомів.
По-друге, як стійка модифікація С фулерен був відкритий у 1991 році (Г. Крото, Р. Смоллі і Р. Керл, Великобританія, Нобелівська премія з хімії в 1996р.). Спочатку в мас-спектрах спостерігався характерний пік для С60. Було висунуто припущення, що кластер має форму зрізаного ікосаедра, який складається із 12 п’ятикутників і 20 шестикутників. Атоми С утворюють своєрідний каркас. Якщо взяти його половину, то отримаємо квазіпівсферу. Такі півсфери застосував в архітектурі Бакмінстер Фуллер (США) при будівництві куполів. На честь нього Г. Крото запропонував назву для С60 „бакмінстерфулерен”, яка зрештою трансформувалася в просто „фулерен”.
С60 при кристалізації із розчину або газової фази утворює молекулярний кристал під назвою фулерит (має дві модифікації – ГЦК з а = 1,417 нм або гексагональну і ПК (рис.1).
Рисунок 1 – Кристалічна решітка фулериту
Фулерити – напівпровідники, а т.р. на їх основі – напівпровідники і провідники. C60 розчиняється в бензолі, толуолі і т.п., вони не токсичні. Цікавою особливістю фулеренів є те, що вони можуть захоплювати у свій об’єм атоми практично усіх елементів, що приводить до утворення нового матеріалу. Такі матеріали мають назву ендофулерени (позначаються так: Ме @ C60).