СОДЕРЖАНИЕ

Введение......................................................................................................................3

1 Электронное строение твердых тел. Зонное строение твердых тел.

Энергия Ферми............................................................................................................6

1.1 Электронное строение твердых тел. Зонное строение твердых тел..........8

1.2 Энергия Ферми..............................................................................................16

2 Активные диэлектрики. Пьезоэлектирики. Их особенности...........................18

2.1 Активные диэлектрики................................................................................18

2.2 Пьезоэлектрики............................................................................................20

3 Поведение твердых тел в магнитном поле. Магнитные свойства

твердых тел.................................................................................................................25

3.1 Магнитное поле в магнетиках....................................................................25

3.2 Магнитные свойства твердых тел..............................................................27

3.2.1 Диамагнитные и парамагнитные тела.................................................27

3.2.2 Ферромагнитные тела...........................................................................28

4 Рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализ...........................................36

4.1 Рентгеновские спектры...............................................................................37

4.2 Рентгеноструктурный анализ.....................................................................38

4.2.1 Методы рентгеновской съёмки кристаллов........................................40

4.2.2 Применение рентгеноструктурного анализа......................................46

4.3 Рентгенофазовый анализ...........................................................................46

4.3.1 Расшифровка дифрактограмм.............................................................48

5 Магнитные характеристики материалов............................................................49

6 Задача.....................................................................................................................56

Выводы......................................................................................................................59

Список использованной литературы......................................................................60

ВВЕДЕНИЕ

Материаловедение – обширная область знаний, наука, которая, базируясь на основных положениях физики твёрдого тела, физической химии и электрохимии, исследует и направленно использует взаимосвязь структуры и свойств для улучшения качеств применяемых материалов, или для создания новых материалов с заданными свойствами.

Главное в материаловедении – это научно обоснованное предсказание поведения применяемых в технике материалов.

Свойства технических материалов формируются в процессе их изготовления. При одинаковом химическом составе, но разной технологии изготовления, образуется разная структура, и вследствие – свойства.

Целью материаловедения является изучение закономерностей формирования структуры и свойств материалов методами их упрочнения для эффективного использования в технике.

Редакция американского научного журнала по материаловедению "The Minerals, Metals & Materials Society" (TMS) в 2007 году в ознаменование юбилея журнала провела "конкурс" величайших событий в истории материаловедения. Был подготовлен список из ста наиболее значительных событий, открытий и людей, внёсших вклад в историю материаловедения, потом было голосование экспертов.

Победителем стал Дмитрий Иванович Менделеев, разработавший в 1864 году Периодическую систему элементов.

Вот "почётная десятка" людей и событий в истории материаловедения по мнению экспертов.

1. Менделеев Д.И. и его периодическая таблица элементов (1864).

2. Египтяне, придумавшие плавить железо за 3500 до н.э., тем самым "подарившие" нам секрет обработки главного на сегодня металлургического материала.

3. Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли, которые в 1948 году создали транзистор (начало микроэлектроники и компьютерных технологий).

4. Жители Северо-Западного Ирана, изготовившие первое стекло - второй после керамики неметаллический материал цивилизованного мира (2200 лет до н.э.).

5. Разработка в конце XVII века оптического микроскопа с 200-кратным увеличением Антоном ван Левенгуком: начало исследования микроструктур.

6. Изобретение бетона Джоном Смитоном в 1755 году - главного современного строительного материала.

7. За 300 лет до н.э. индийские металлурги придумали способ плавления стали в вагранках (врытых в землю керамических сосудах). При этом была получена та самая сталь, которую спустя столетия назовут «дамасской» и секрет получения которой останется загадкой для многих поколений кузнецов и металлургов.

8. В Малой Азии за 5000 лет до н.э. было обнаружено, что из малахита и лазурита можно добывать медь, и что расплавленный металл может приобретать самые разнообразные формы (начало металлургии и освоения минералов).

9. Макс фон Лауэ в 1912 году открыл дифракцию рентгеновских лучей в кристаллах, что позволило давать характеристику кристаллическим структурам. Впоследствии Ю.В.Вульф и Уильям Генри Брэгг вывели основную формулу рентгеноструктурного анализа кристаллических материалов (правило Вульфа–Брэггов).

10. Генри Бессемер в 1856 году запатентовал конвертерный кислый процесс производства низкоуглеродистой стали.

Цель данной работы – проанализировть электронное строение твердых тел, их поведение в магнитном поле, раскрыть магнитные свойства. В работе рассматриваются вопросы зонного строения твердых тел, способности активных диэлектриков и пьезоэлектриков, рентгеноструктурный и рентгенофазовый анализ твердых тел.