URSS.ru Магазин научной книги
Обложка Жданов Г.С., Хунджуа А.Г. ФИЗИКА РЕАЛЬНЫХ КРИСТАЛЛОВ: Принципы строения, реальная структура, фазовые превращения
Id: 277306
799 р.

ФИЗИКА РЕАЛЬНЫХ КРИСТАЛЛОВ:
Принципы строения, реальная структура, фазовые превращения. Изд. 2, перераб. и доп.

URSS. 2023. 256 с. ISBN 978-5-9710-6257-8.
Белая офсетная бумага

Аннотация

В настоящей книге дается углубленное изложение некоторых важных разделов структурной кристаллофизики. В их числе — теория межатомных взаимодействий, принципы строения конденсированных систем, особенности дефектной структуры кристаллов, термодинамика структурных фазовых превращений в конденсированном состоянии. Теоретические выводы проиллюстрированы экспериментальными данными.

Книга предназначена для студентов, специализирующихся в области... (Подробнее)


Оглавление
top
ПРЕДИСЛОВИЕ5
ГЛАВА 1. Межатомные взаимодействия и теория химической связи6
§ 1. Строение атомов и периодическая система элементов6
§ 2. Межатомные взаимодействия17
§ 3. Гомополярные связи21
§ 4. Гетерополярная и ионная связи30
§ 5. Донорно-акцепторная связь34
§ 6. Силы отталкивания35
§ 7. Энергия связи36
§ 8. Энергия решетки ионных кристаллов40
§ 9. Энергия металлической связи41
ГЛАВА 2. Электронные волны в кристалле45
§ 1. Электронные волны в бесконечном кристалле45
§ 2. Электронные волны в конечном кристалле47
§ 3. Энергия Ферми48
§ 4. Псевдопотенциал54
ГЛАВА 3. Принципы строения твердого тела60
§ 1. Ближний и дальний порядок60
§ 2. Конденсация модельной системы69
§ 3. Плотные шаровые упаковки72
§ 4. Принцип плотной упаковки76
§ 5. Принцип валентной упаковки82
Задачи85
ГЛАВА 4. Типы конденсированных систем91
§ 1. Общие характеристики конденсированных систем91
§ 2. Кристаллизация93
§ 3. Стеклование (твердение расплава)99
§ 4. Аморфизация101
§ 5. Жидкие кристаллы102
§ 6. Многообразие фазовых переходов вещества106
ГЛАВА 5. Идеальный и реальный кристаллы107
§ 1. Идеальный кристалл107
§ 2. Рассеяние идеальным и мозаичным кристаллами107
§ 3. Реальный кристалл109
§ 4. Ограниченный кристалл111
ГЛАВА 6. Точечные дефекты114
§ 1. Точечные дефекты в металлах114
§ 2. Твердые растворы118
§ 3. Самодиффузия и диффузия124
§ 4. Точечные дефекты в ковалентных и ионных кристаллах127
ГЛАВА 7. Дислокации и поверхностные дефекты в металлах129
§ 1. Прочность и пластичность кристаллов129
§ 2. Краевая, винтовая и криволинейная дислокации132
§ 3. Континуальная теория дислокаций137
§ 4. Динамика дислокаций140
§ 5. Преодоление препятствий дислокациями144
§ 6. Наблюдение дислокаций в кристаллах146
§ 7. Винтовые дислокации и рост кристаллов149
§ 8. Поверхности раздела и объемные дефекты151
ГЛАВА 8. Термодинамика фазовых превращений154
§ 1. Термодинамическое равновесие в бинарных системах154
§ 2. Классификация фазовых переходов164
§ 3. Диаграммы состояний бинарных систем169
§ 4. Построение диаграмм состояний182
§ 5. Диаграммы состояний тройных (тернарных) систем183
ГЛАВА 9. Статистический расчет термодинамических характеристик бинарного твердого раствора187
§ 1. Энергия связи в приближении парного взаимодействия187
§ 2. Энтропия смешения190
§ 3. Концентрационная зависимость термодинамического потенциала твердого раствора192
§ 4. Вывод основных типов диаграмм состояний методами геометрической термодинамики197
§ 5. Температурная зависимость растворимости202
ГЛАВА 10. Фазовые превращения в твердом состоянии205
§1. Стабильность фаз и механизмы фазовых превращений в твердом состоянии205
§ 2. Роль межфазной границы при фазовых превращениях207
§ 3. Бездиффузионные и диффузионные фазовые превращения211
§ 4. Диффузия в твердых телах212
§ 5. Распад твердого раствора219
§ 6. Спинодальный распад225
§ 7. Фазовые переходы типа «порядок – беспорядок»231
§ 8. Мартенситные и магнитные превращения242
ЛИТЕРАТУРА253

Предисловие ко второму изданию
top

Предлагаемое учебное пособие представляет собой переработанное и дополненное 2-е издание книги «Лекции по физике твердого тела» (М.: Изд-во МГУ, 1988). Соответствующий курс лекций в течение многих лет читается для студентов кафедры физики твердого тела и аспирантов соответствующего отделения физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова.


Предисловие к первому изданию
top

За редкими исключениями, кристаллы и кристаллиты, образующие поликристаллы, обладают различными типами структурных дефектов. Знание типов, способов образования, а также влияния структурных дефектов на различные процессы и свойства твердых тел совершенно необходимо для современных специалистов по физике твердого тела. Понятие «реальный кристалл» чрезвычайно широко. При малой концентрации структурных несовершенств реальный кристалл в пределе переходит в идеальный, приобретая качественно новые свойства. При большом содержании дефектов реальный кристалл в пределе приобретает аморфную структуру и свойства, характерные для аморфного состояния. Воздействие на реальную структуру твердых тел является одним из способов управления их свойствами. Например, в зависимости от концентрации точечных дефектов коэффициент диффузии в металлах может меняться на семь порядков, в т^ком же диапазоне меняется электропроводность полупроводника. Техническая прочность твердых тел отличается от теоретической (предельной) на три-четыре порядка. Исключив возможность влияния несовершенств, можно реализовать теоретическую прочность. Каждому понятно, насколько это важно для практических целей.

Другим важным аспектом, во многом определяющим физико-химические свойства вещества, является фазовый состав, поэтому изучение условий фазового равновесия, фазовых превращений и фазового состава необходимо для понимания свойств кристаллических твердых тел. Наиболее общим методом изучения условий равновесия и фазовых переходов со времени классического исследования Гиббса остается термодинамика: в настоящем пособии дан вывод основных типов диаграмм равновесных состояний бинарных систем, проведена классификация фазовых превращений в твердом состоянии. Теоретические выводы проиллюстрированы, по возможности, экспериментальными данными.

1988 г.


Об авторах
top
photoЖданов Герман Степанович
Выдающийся физик, основоположник советской школы радиационной кристаллографии, иностранный член Саксонской академии наук. Награжден орденом Трудового Красного Знамени (дважды), орденом «Знак Почета». Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, лауреат премии имени А. Н. Баха (1947), премии имени Д. И. Менделеева (1952), премии имени Е. С. Федорова (1977). Родился в Санкт-Петербурге, в семье журналиста. Окончил физическое отделение Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова по специальности «радиорентгенология». Работал лаборантом, затем инженером авиазавода, заведующим рентгеновской лабораторией Центрального государственного института цветных металлов, ассистентом, а затем и доцентом на физическом факультете МГУ. С 1938 г. — заведующий рентгеновской лабораторией Научно-исследовательского физико-химического института имени Л. Я. Карпова (в 1948–1951 гг. — заместитель директора по науке).

В эвакуации был старшим преподавателем кафедры физики Военной академии бронетанковых и механизированных войск (Ташкент, 1942–1946 гг.). В 1947–1952 гг. по совместительству был заведующим кафедрой металлофизики МИФИ. В 1953 г. занял должность заведующего кафедрой физики твердого тела физического факультета МГУ (1953–1987 гг.). В 1963–1971 гг. был заведующим и председателем Совета отделения физики твердого тела и заведующим проблемной лабораторией «Атомно-кристаллическая структура веществ с особыми физическими свойствами».

Область научных интересов Г. С. Жданова: рентгеноструктурный анализ кристаллов, металлофизика, физика твердого тела и применение дифракционных методов в исследовании материалов в промышленности. Он также вел активную работу по подготовке научных кадров в этих областях, активно занимался редактурой переводов иностранных книг, знакомя научную общественность с физической литературой. Учебники Г. С. Жданова по рентгеновскому анализу и физике твердого тела оставались непревзойденными по методике изложения самых трудных проблем структурной физики твердого тела и кристаллов на протяжении десятилетий. Он опубликовал свыше 250 научных работ, более 10 учебников, учебных пособий и монографий. Имел 5 авторских свидетельств на изобретения. Подготовил 60 кандидатов наук, 8 из которых стали докторами при его жизни.

photoХунджуа Андрей Георгиевич
Доктор физико-математических наук, профессор. Профессор кафедры физики твердого тела физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова. Заслуженный профессор Московского университета. Родился в Москве, окончил физический факультет МГУ имени М. В. Ломоносова в 1973 г. В 1980 г. защитил кандидатскую, а в 1998 г. — докторскую диссертацию по фазовым превращениям в металлических сплавах.

А. Г. Хунджуа — автор более 200 научных работ, в том числе учебников и учебных пособий «Введение в физику твердого тела и молекулярную биологию», «Лекции по физике твердого тела» (М.: URSS, соавтор Г. С. Жданов), «Введение в структурную физику сплавов с эффектами памяти формы», «Структурные превращения в сплавах с эффектами памяти формы» (М.: URSS), «Физика в истории человечества» и др.