Основы кристаллографии: учеб. пособие

Description

Рассмотрено строение кристаллов: физически различные формы кристаллов, классы симметрии. Изложены основы классической кристаллографии и кристаллохимии, а также поведение вакансий при закалке и отжиге. Описаны методы расчета свойств кристаллов, применение кристаллов в новой технике. Предназначено для бакалавров направления подготовки 22.03.02 «Металлургия». Может быть интересно студентам специалитета и магистратуры, обучающимся по профилю 22.04.02.01 «Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов». О. В. Юшкова (Белоногова), А. С. Надолько, А. И. Безруких. Основы кристаллографии: учебное пособие ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ РАЗДЕЛ I. Геометрическая и структурная кристаллография. Кристаллохимия Глава 1. Кристаллическое состояние вещества 1.1. Геометрическая кристаллография 1.1.1. Энергия образования кристаллов. Понятие о кристаллическом строении. Основные свойства кристаллов 1.1.2. Закон постоянства гранных углов 1.1.3. Элементарная ячейка, ее выбор, метрика 1.2. Структура кристаллов и пространственная решетка 1.3. Кристаллографическая символика 1.3.1. Кристаллографическая символика кубической сингонии. Элементарный параллелепипед 1.3.2. Кристаллографическая символика гексагональной сингонии 1.3.3. Решетки Браве 1.3.4. Правильные системы точек 1.3.5. Базис кристаллической структуры 1.4. Кристаллографические проекции 1.4.1. Сферическая проекция 1.4.2. Стереографическая проекция 1.4.3. Гномостереографическая проекция 1.4.4. Гномоническая проекция 1.4.5. Кристаллографическая сетка Вульфа Глава 2. Структурная кристаллография 2.1. Элементы симметрии кристаллических многогранников 2.1.1. Центр симметрии 2.1.2. Центр инверсии 2.1.3. Оси симметрии 2.1.4. Зеркальные плоскости симметрии 2.1.5. Теоремы сложения элементов симметрии 2.1.6. Обозначение элементов симметрии на плоскости стереографической проекции 2.2. Симметрия структуры кристаллических веществ 2.2.1. Класс симметрии и категории кристаллов, сингонии 2.2.2. Формула симметрии 2.2.3. Характеристики координатных систем для кристаллов разных сингоний 2.2.4. Обозначение классов симметрии 2.3. Элементы симметрии бесконечных кристаллических фигур 2.3.1. Трансляция 2.3.2. Простые оси симметрии 2.3.3. Центр симметрии 2.3.4. Зеркальные плоскости симметрии 2.3.5. Центр инверсии 2.3.6. Плоскость скользящего отражения 2.3.7. Винтовая ось симметрии 2.4. Координационное число. Координационный многогранник 2.5. Координатные системы для описания кристаллов 2.5.1. Точечные группы симметрии. Виды симметрии кристаллов, обладающих единичным направлением 2.5.2. Стереографические проекции элементов симметрии кубических классов 2.5.3. Стереографические проекции элементов симметрии тетрагональной сингонии 2.5.4. Стереографические проекции элементов симметрии гексагональной и других классов сингонии 2.6. Связь между символами граней кристалла. Зоны в кристаллах Глава 3. Кристаллохимия 3.1. Основные типы кристаллических структур 3.1.1. Определение атомных, ионных и ковалентных радиусов 3.1.2. Влияние различных факторов на кристаллическую структуру 3.1.3. Характеристики плотнейших шаровых упаковок 3.2. Задачи, решаемые кристаллохимией 3.2.1. Правила определения плотнейших шаровых упаковок в кристаллических структурах 3.2.2. Координационные многогранники Полинга – Белова 3.2.3. Структурные типы фаз в металлических сплавах 3.2.4. Эпитаксиальные и двойниковые кристаллические структуры 3.2.5. Двойниковые кристаллические структуры РАЗДЕЛ II. Классификация дефектов кристаллического строения по геометрическим признакам Глава 4. Введение в дефекты кристаллического строения. Точечные дефекты 4.1. Виды точечных дефектов и искажения кристаллической решетки вокруг них 4.2. Термодинамика точечных дефектов 4.3. Миграция точечных дефектов 4.3.1. Миграция вакансий 4.3.2. Миграция межузельных атомов 4.3.3. Миграция примесных атомов 4.4. Источники и стоки точечных дефектов 4.5. Вакансионные комплексы 4.6. Поведение вакансий при закалке и отжиге 4.7. Методы определения концентрации вакансий, энергии их образования и миграции 4.8. Энергия активации миграции вакансий Глава 5. Линейные и поверхностные дефекты 5.1. Основные типы дефектов. Образование и механизмы их перемещения 5.1.1. Основные типы дислокаций 5.1.2. Образование дислокаций 5.1.3. Движение дислокаций, переползание и скольжение 5.2. Вектор Бюргерса 5.3. Количественные характеристики дислокаций 5.4. Упругие свойства дислокаций 5.5. Взаимодействие дислокаций между собой, с точечными дефектами и примесными атомами 5.5.1. Взаимодействие дислокаций 5.5.2. Взаимодействие дислокаций с примесными атомами 5.6. Размножение дислокаций при пластической деформации 5.6.1. Источник Франка – Рида 5.6.2. Сила Пайерлса 5.6.3. Торможение дислокаций и пересечение их с другими дислокациями и границами 5.7. Дефекты упаковки. Поверхностные дефекты 5.8. Энергетический критерий дислокационных реакций 5.8.1. Полные дислокации в гексагональной плотноупакованной ячейке или решетке 5.8.2. Частичные дислокации Шокли в гексагональной плотноупакованной решетке 5.8.3. Частичные дислокации Франка 5.8.4. Стандартный тетраэдр Томпсона ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ