- •1.Лекция Общая характеристика геологических дисциплин
- •Понятие о кристаллах и аморфных веществах
- •Процессы минералообразования
- •Эндогенные процессы минералообразования
- •Экзогенные процессы минералообразования
- •Метаморфические процессы минералообразования
- •Методы изучения минералов
- •Петрография. Основные теории генезиса месторождения полезных ископаемых, промышленные типы месторождений.
- •Промышленные типы месторождений Железо
- •2.Лекция Основы геометрической кристаллографии
- •Характеристика кристаллического состояния .Анизотропия свойств
- •Пространственные решетки, кристаллографические системы координат.
- •Индексы кристаллографических направлений и плоскостей. Индексы в гексагональной системе координат.
- •3 Лекция Типы решеток Бравэ.
- •Типы решеток Бравэ.
- •Симметрия – основное свойство кристаллов.
- •Элементы симметрии и симметричные преобразования. Простые и сложные элементы симметрии..
- •Распределение классов по сингониям. Общие определения и системы обозначений классов симметрии. Формула симметрии.
- •Элементы кристаллохимии
- •Принципы упаковки кристаллических структур.
- •Коэффициент компактности(плотность упаковки),координационные числа и координационные многогранники.
- •Понятие атомного радиуса.Связь структур с типами связи.
- •5.Лекция Точечные дефекты
- •Вакансии, межузельные атомы,атомы примеси.Механизм образования точечных дефектов(механизм Шоттки,дефекты Френкеля)
- •Искажение кристаллической решетки вокруг точечных дефектов.
- •Поры вразличных по типу кристаллических структурах,их заполнение межузельными атомами.
- •Линейные дефекты (дислокации )
- •Понятие о дислокациях,виды дислокаций.Краевые дислокации,образование краевой дислокации в результате сдвига.
- •Вектор Бюргерса,его величина и направление. Движение дислокаций.
- •7.Лекция Поверхностные дефекты.
- •Дислокационный механизм процесса полигонизации.
- •Атомно-кристаллическое строение
- •Простые и переходные металлы. Атомно-кристаллическое строение чистых металлов. Кристаллические решетки.
- •Межатомные связи в металлах. Способы размещения атомов в кристаллических решетках.
- •Физические свойства металлических материалов
- •9.Лекция Кристаллизация металлов.
- •Общие закономерности фазовых превращений. Зависимость свободной энергии фаз от температуры.
- •Термодинамические условия протекания процесса кристаллизации.
- •10.Лекция Механизм образования зародышей твердой фазы. Гомогенное и гетерогенное зарождение. Скорости образования и роста кристаллов.
- •Механизм образования зародышей твердой фазы.
- •Форма кристаллов. Факторы,влияющие на форму кристаллов. Дендритная кристаллизация и ликвация.
- •Строение слитка. Образование пор пустот и газовых пузырьков. Зональная ликвация. Распределение примесей внутри слитка.
- •11.Лекция Деформация металлов.
- •Упругая и пластическая деформация металлов
- •Диаграмма растяжения металлов. Изменения, происходящие в металлах при упругой деформации.
- •Пластическая деформация.
- •Дислокационные механизмы пластической деформации поликристаллов.
- •12.Лекция Строение твердых фаз.
- •Твердые растворы .Твердые растворы внедрения и замещения. Ограниченные и неограниченные твердые растворы.
- •13.Лекция Двухкомпонентные системы.
- •Методы построения диаграмм фазовых равновесий. Правило фаз. Фазовые диаграммы систем с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состояниях.
- •Фазовые диаграммы систем с отсутствием растворимости в твердом состоянии. Фазовые диаграммы эвтектических и перитектических систем.
- •Правило н.С. Курнакова
- •14.Трехкомпонентные системы.
- •Способы изображения диаграмм трехкомпонентных систем.
- •Основные типы фазовых диаграмм тройных систем.
- •15.Лекция Диаграмма состояния железо-углерод(-цементит)
Коэффициент компактности(плотность упаковки),координационные числа и координационные многогранники.
При анализе кристаллов важным является рассмотрение окружения того или иного атома (или другой структурной единицы)- числа их соседей, их сортов, расстояний до них, что объединяют единым понятием координацией.
Под координационным числом (координацией) понимают число ближайших соседних атомов или ионов одного сорта, находящихся на одинаковым расстоянии от атома или иона, принятого за центральный. Координационное число (к.ч.) в структурах кристаллов в значительной степени определяется природой сил, действующих между частицами. Металлические структуры «стремятся» к высокой координации 12 или 8. К высокой координации стремятся также и ионные кристаллы, в которых каждый ион «старается» окружить себя максимальным числом противоположно заряженных ионов. Координационное число зависит от относительных размеров центрального иона и соседних к ним ионов. Устойчивая структура будет тогда, когда каждый ион будет соприкасаться только с ионами противоположного знака. Однако при этом должен соблюдаться принцип электрической нейтральности, вследствие чего значение координационного числа ограничено.
Структуры металлоидов обладают наименьшими координационными числами 3-4.В простейших структурах металлов и ионных соединений и в ряде других случаев соседи, окружающие данный атом, занимают симметрично равные позиции, и тогда расстояние до них от центрального атома оказывается одинаковыми. Число таких ближайших соседей ,
или как говорят, число их в первой координационной сфере, является координационным числом, следующие по дальности соседи образуют вторую координационную сферу и т.д. В сложных и низкосимметричных структурах расстояние до ближайших соседей могут быть не совсем одинаковыми, но все же понятие координации использовать можно, если набор этих расстоянии имеет определенный разрыв с набором расстоянии до атомов следующей сферы. Если расстояние до атомов первой и второй сфер близки, то иногда указывают оба координационных числа – например 8 + 6 и т.д.
Если соединить между собой прямыми центры ближайших друг к другу атомов (ионов) первой координационной сферы, то получим координационный многогранник (полиэдр), представляющий собой геометрическую фигуру, ограниченную плоскими граниями, все вершины которой заняты атомами (ионами) одного сорта. Число вершин координационного полиэдра равно координационному числу. Расстояние от вершин до центрального атома (иона) есть межатомные расстояния в этой сфере, а ребра полиэдра-расстояние между ближайщими соседями центрального атома. Различные типы координационных полиэдров приведены на рис. 7. Как следует из этого рисунка, одному и тому же к.ч. могут соответствовать различные коорданиционные полиэдры.
Координационные числа имеют существенное значение при классификаций химических соединений, выявлений их устойчивости и при получении новых кристаллических веществ с заданными свойствами.