- •Основы кристаллографии и дефекты кристаллического строения
- •Лекция 1. Основные понятия о кристаллах План лекции
- •1.1. Закон постоянства гранных углов
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 2. Структура кристаллов и пространственная
- •План лекции
- •2.1. Элементарная ячейка, её выбор, метрика
- •2.2. Кристаллическая структура
- •2.3. Кристаллографические символы узлов, плоскостей и направлений в кристаллах кубической сингонии
- •2.4. Символы узлов
- •2.5. Символы рядов (ребер, направлений)
- •2.6. Символы плоскостей (граней)
- •Контрольные вопросы
- •3.2. Определение символа атомной плоскости по координатам трёх узлов пространственной решётки
- •3.4. Кристаллографическая символика в гексагональной сингонии
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 4. Элементы симметрии конечных фигур План лекции
- •4.1. Понятие о симметрии
- •4.2. Элементы симметрии кристаллических многогранников
- •Обозначение элементов симметрии
- •4.3. Взаимодействие симметрических операций (элементов симметрии)
- •4.4. Осевая теорема Эйлера
- •4.5. Теоремы сложения элементов симметрии
- •4.6. Точечные группы симметрии
- •Контрольные вопросы
- •5.2. Правила кристаллографической установки кристаллов для различных сингоний.
- •5.3. Кристаллографические проекции
- •5.4. Сферическая проекция
- •5.5. Стереографическая проекция
- •5.6. Гномостереографическая проекция
- •Контрольные вопросы
- •План лекции
- •6.1. Классы симметрии
- •6.2. Виды симметрии кристаллов, обладающих единичных направлением
- •6.3. Элементы симметрии бесконечных фигур
- •6.4. Винтовые оси симметрии
- •6.5. Плоскость скользящего отражения
- •6.6 Решетки Бравэ
- •6.7. Условия выбора ячеек Бравэ
- •6.8 Характеристика решеток Бравэ
- •Тип ячейки Бравэ.
- •6.9. Трансляционная группа, базис ячейки
- •6.10. Пример Выбора элементарной ячейки Бравэ
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 7. Задачи, решаемые кристаллохимией План лекции
- •7.1 Координационное число, координационный полиэдр, число формульных единиц
- •7. 2. Плотнейшие шаровые упаковки в кристаллах
- •7.3. Основные типы структур
- •7.4. Основные категории кристаллохимии
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 8. Точечные дефекты План лекции
- •8.1. Понятие об идеальном и реальном кристалле
- •8.2. Классификация дефектов кристаллической решетки
- •8.3. Точечные дефекты
- •8.4. Искажение решетки вокруг точечных дефектов
- •8.5. Термодинамика точечных дефектов
- •8.6. Миграция точечных дефектов
- •8.6.1.Миграция вакансий
- •8.6.2. Миграция межузельных атомов
- •8.6.3.Миграция примесных атомов
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 9. Основные типы дислокаций и их движение План лекции
- •9.2. Скольжение краевой дислокации
- •9.3.Переползание краевой дислокации
- •9.6. Смешанные дислокации и их движение
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 10. Количественные характеристики дислокаций План лекции
- •10.2 Вектор Бюргерса
- •10.3. Плотность дислокаций
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 11. Упругие свойства дислокаций План лекции
- •11.1. Энергия дислокации
- •11.2. Силы, действующие на дислокацию
- •11.3. Упругое взаимодействие параллельных краевых дислокаций
- •11.4. Упругое взаимодействие параллельных винтовых дислокации
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 13. Пересечение дислокаций План лекции
- •13.1. Пересечение краевых дислокаций
- •13.2. Пересечение краевой и винтовой дислокаций
- •13.3. Пересечение винтовых дислокаций
- •13.4. Движение дислокации с порогами
- •13.5. Пересечение растянутых дислокаций
- •Контрольные вопросы
- •14.1.2 Атмосферы Снука
- •14.1.3. Атмосферы Сузуки
- •1.4.2. Взаимодействие дислокаций с вакансиями и межузельными атомами
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 15. Образование дислокаций План лекции
- •15.1. Происхождение дислокаций
- •15.2. Размножение дислокаций при пластической деформации Источник Франка — Рида
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 16. Границы зерен и субзерен План лекции
- •16.1.Границы кручения и наклона
- •16.2. Малоугловые границы
- •16.3. Высокоугловые границы
- •16.4. Специальные и произвольные границы
- •16.5. Зернограничные дислокации
- •План лекции
- •17.2. Торможение дислокаций при их взаимодействии с другими дислокациями и границами зерен
- •17.3. Торможение дислокаций дисперсными частицами
- •17.4. Выгибание дислокаций между дисперсными частицами
- •17.5. Локальное поперечное скольжение
- •17.6. Перерезание дислокациями дисперсных частиц
- •17.7.2. Торможение дислокаций в твердых растворах
Контрольные вопросы
1. Дайте определение координационного числа, координационного многогранника.
2. Дайте определение стехиометрической формулы вещества.
3. Укажите какая часть атома приходится на долю элементарной ячейки, если он находится в вершине, на грани, на ребре ячейки.
6. Укажите какая часть атома приходится на долю элементарной ячейки, если он находится в центре объема ячейки.
7. Дайте понятия основным категориям кристаллохимии.
8. Перечислите основные типы изоморфных растворов и их характеристик.
Лекция 8. Точечные дефекты План лекции
1. Понятие об идеальном и реальном кристалле.
2. Классификация дефектов кристаллического строения.
3. Виды точечных дефектов.
4. Искажение кристаллической решётки вокруг точечных дефектов.
5. Термодинамика точечных дефектов.
6. Миграция точечных дефектов.
6.1. Миграция вакансий.
6.2. Миграция межузельных атомов.
6.3. Миграция примесных атомов.
8.1. Понятие об идеальном и реальном кристалле
Искажения решётки, связанные с тепловыми колебаниями, также как и упругие деформации, отличающие реальный кристалл от идеального, не относят к несовершенствам. Таким образом, следует различать идеальный кристалл, являющийся застывшей схемой, в которой неподвижные атомы образуют правильную систему точек, и реальный несовершенный кристалл, содержащий точечные, линейные, поверхностные и объёмные дефекты или один из этих видов дефектов. Из-за дефектов в несовершенном кристалле расположение точек, вблизи которых колеблются атомы, не соответствует правильной системе точек в идеальном кристалле. Широко используемое понятие реальный совершенный кристалл условно, так как в реальном кристалле всегда должны содержаться точечные дефекты (вакансии и межузельные атомы), равновесная концентрация которых определяется температурой.
8.2. Классификация дефектов кристаллической решетки
Дефекты (несовершенства) кристаллического строения подразделяют по геометрическим признакам на:
- точечные (нульмерные);
- линейные (одномерные);
- поверхностные (двумерные);
-объёмные (трёхмерные).
Точечные дефекты малы во всех трёх измерениях; их размеры по всем направлениям не больше нескольких атомных диаметров. К точечным дефектам относятся вакансии, межузельные атомы, примесные атомы и их комплексы.
Линейные дефекты малы (имеют атомные размеры) в двух измерениях, а в третьем они значительно больше размера, который может быть соизмерим с длиной кристалла. К линейным дефектам относятся дислокации, дисклинации, цепочки вакансий и межузельных атомов.
Поверхностные, в частном случае плоские, дефекты малы только в одном измерении. К ним относятся границы зёрен, субзёрен и двойников, дефекты упаковки, границы доменов в сверхструктуре.
Точечные, линейные и поверхностные дефекты являются микроскопическими - минимум в одном измерении их протяжённость измеряется атомными диаметрами. В отличие от них объемные дефекты в атомном масштабе макроскопические - они имеют во всех трёх измерениях относительно большие размеры, несоизмеримые с атомным диаметром. К объёмным дефектам относятся поры, трещины и царапины. Когда говорят о несовершенстве металлических кристаллов,то имеют в виду микроскопические дефекты,количеством которых можно варьировать, применяя различные виды обработки.