Структурные уровни материалов. Молекулы. Кристаллические решетки

Сентябрь 14, 2022

Главная
Физика
Структурные уровни материалов. Молекулы. Кристаллические решетки

Содержание

2. План лекции Структурные уровни материалов От атомов к молекулам Введение в кристаллографию Примеры кристаллических решеток Влияние
3. Структурные уровни материалов Атомная структура ≈0.1-1 нм Наноструктура 1-100 нм Микроструктура 100 нм-1 см Макроструктура 0.1
4. Введение в кристаллографию Точкой отсчета считается доклад Лауэ (теории), Фрудриха и Книппинга (эксперимент) по дифракции рентгеновских
5. Кристаллическая структура Идеальный кристалл можно построить путем бесконечного закономерного повторения в пространстве одинаковых структурных единиц. В
6. Кристаллическая решетка решетка + базис = структура
7. Базис
8. Примитивная решетка, вектора примитивных трансляций
9. Примитивные ячейки Элементарная ячейка называется примитивной, если она обладает минимальным объемом. Число атомов в примитивной ячейке
10. Двухмерные кристаллические решетки Браве
11. Трехмерные кристаллические решетки
12. Индексы Миллера Найти точки, в которых плоскость пересекает кристаллографические оси, и записывает в единицах постоянной решетки
13. Таблица Менделеева
14. Кубические решетки: ОЦК и ГЦК ОЦК ГЦК
15. Гексагональная структура с плотной упаковкой Наиболее плотное расположение твердых шаров Два способа: 1) ГЦК, 2) ГПУ
16. Структура алмаза Решетка Браве – кубическая гранецентрированная. Базис из двух атомов – 0,0,0 и ¼, ¼,
17. Структура NaCl Решетка Браве – кубическая гранецентрированная Базис – два атома (Na и Cl)
18. Актиниды: влияние температуры на кристаллическую структуру
19. Актиниды: влияние состава на кристаллическую структуру
20. Бор Икосаэдр из 12 атомов бора Тригональная ячейка с базисом из икосаэдров
21. Молекулярный кристалл
22. Влияние кристаллической структуры на свойства материала Наличие периодически повторяющейся структуры дает возможность распространения волн различной природы:
23. Влияние анизотропии решетки на анизотропию свойств. Анизотропия упругих постоянных. Анизотропия коэффициента диффузии.
24. Пластические свойства. Системы скольжения. Критерии выбора плоскости скольжения: Минимальная длина вектора Бюргерса Максимальное расстояние между плоскостями
25. Зависимость твердости от решетки.
26. Вопросы к лекции Отличие примитивной ячейки от элементарной. Примитивные ячейки для ОЦК и ГЦК структур. Показать
27. Список литературы Физическое материаловедение. // Калин (2008). Физико-химический основы материаловедения. // Г. Готтштайн (2009) Введение в
28. Плотность упаковки. Междоузельные положения.
29. От атомов к молекулам
31. Скачать презентацию

Слайд 2

План лекции
Структурные уровни материалов
От атомов к молекулам
Введение в кристаллографию
Примеры кристаллических решеток
Влияние

кристаллической решетки на свойства материалов
Вопросы
Список литературы

Слайд 3

Структурные уровни материалов
Атомная структура
≈0.1-1 нм
Наноструктура
1-100 нм
Микроструктура
100 нм-1 см
Макроструктура
0.1
1
100
10^7

Слайд 4

Введение в кристаллографию
Точкой отсчета считается доклад Лауэ (теории), Фрудриха и Книппинга

(эксперимент) по дифракции рентгеновских лучей в 1912 г.
Работа неопровержимо доказала, что кристаллы состоят из периодических рядов атомов.
Первыми кристаллическими структурами, определенными У.Л. Бреггом в 1913 г. с помощью рентгеновского дифракционного анализа, были структуры кристаллов KCl, NaCl, KBr и KI.

Слайд 5

Кристаллическая структура
Идеальный кристалл можно построить путем бесконечного закономерного повторения в пространстве

одинаковых структурных единиц. В Cu, Ag, Au структурная единица – атом.

кристалл из молекул

Слайд 6

Кристаллическая решетка

решетка + базис = структура

Слайд 7

Базис

Слайд 8

Примитивная решетка, вектора примитивных трансляций

Слайд 9

Примитивные ячейки
Элементарная ячейка называется примитивной, если она обладает минимальным объемом.
Число атомов

в примитивной ячейке равно числу атомов в базисе

Слайд 10

Двухмерные кристаллические решетки Браве

Слайд 11

Трехмерные кристаллические решетки

Слайд 12

Индексы Миллера
Найти точки, в которых плоскость пересекает кристаллографические оси, и записывает

в единицах постоянной решетки
Взять обратные значения полученных чисел и привести их к наименьшему целому значению, кратное каждому числу
Обозначения:
Плоскость - (100)
Направление - [100]
Плоскости с эквивалентной симметрией – {100}. Направления - <100>

Слайд 13

Таблица Менделеева

Слайд 14

Кубические решетки: ОЦК и ГЦК
ОЦК
ГЦК

Слайд 15

Гексагональная структура с плотной упаковкой
Наиболее плотное расположение твердых шаров
Два способа: 1)

ГЦК, 2) ГПУ
Для идеальной ГПУ с/а = 1.633
Доля занятого объема – 0.74
Примеры: He (1.633), Be (1.581), Mg, Ti, Zn, Zr

Слайд 16

Структура алмаза
Решетка Браве – кубическая гранецентрированная.
Базис из двух атомов – 0,0,0

и ¼, ¼, ¼.
Занятый объем твердыми шарами составляет – 0.34.
Примеры: C, Si, Ge, Sn

Слайд 17

Структура NaCl
Решетка Браве – кубическая гранецентрированная
Базис – два атома (Na и

Cl)

Слайд 18

Актиниды: влияние температуры на кристаллическую структуру

Слайд 19

Актиниды: влияние состава на кристаллическую структуру

Слайд 20

Бор
Икосаэдр из 12 атомов бора
Тригональная ячейка с базисом из икосаэдров

Слайд 21

Молекулярный кристалл

Слайд 22

Влияние кристаллической структуры на свойства материала
Наличие периодически повторяющейся структуры дает возможность

распространения волн различной природы:
колебания атомов
колебания электронной плотности
колебания спина

Слайд 23

Влияние анизотропии решетки на анизотропию свойств.
Анизотропия упругих постоянных.
Анизотропия коэффициента диффузии.

Слайд 24

Пластические свойства. Системы скольжения.
Критерии выбора плоскости скольжения:
Минимальная длина вектора Бюргерса
Максимальное расстояние

между плоскостями скольжения
ГЦК кристаллы: {111}<110>
ОЦК кристаллы: {112} или {110} ½ <111>.
ГПУ кристаллы: {0001}<11-20>

Слайд 25

Зависимость твердости от решетки.

Слайд 26

Вопросы к лекции
Отличие примитивной ячейки от элементарной.
Примитивные ячейки для ОЦК и

ГЦК структур.
Показать с/a = 1.633 для идеальной ГПУ структуры.
Получить доля занятого объема для алмазной решетки из твердых шаров.
Нарисовать систему скольжения {111}<110>.

Слайд 27

Список литературы
Физическое материаловедение. // Калин (2008).
Физико-химический основы материаловедения. // Г. Готтштайн

(2009)
Введение в физику твердого тела. // Киттель (1978).
Теория дислокаций. // Хирт и Лоте (1972).
Plutonium and Its Alloys // Hecker (2000).
Wikipedia

Слайд 28

Плотность упаковки. Междоузельные положения.

Слайд 29

Структурные уровни материалов. Молекулы. Кристаллические решетки

Содержание

План лекцииСтруктурные уровни материаловОт атомов к молекуламВведение в кристаллографиюПримеры кристаллических решетокВлияние

Структурные уровни материаловАтомная структура≈0.1-1 нмНаноструктура1-100 нмМикроструктура100 нм-1 смМакроструктура0.1110010^7

Введение в кристаллографиюТочкой отсчета считается доклад Лауэ (теории), Фрудриха и Книппинга

Кристаллическая структураИдеальный кристалл можно построить путем бесконечного закономерного повторения в пространстве

Кристаллическая решетка решетка + базис = структура

Базис

Примитивная решетка, вектора примитивных трансляций

Примитивные ячейкиЭлементарная ячейка называется примитивной, если она обладает минимальным объемом.Число атомов

Двухмерные кристаллические решетки Браве

Трехмерные кристаллические решетки

Индексы МиллераНайти точки, в которых плоскость пересекает кристаллографические оси, и записывает

Таблица Менделеева

Кубические решетки: ОЦК и ГЦКОЦКГЦК

Гексагональная структура с плотной упаковкойНаиболее плотное расположение твердых шаровДва способа: 1)

Структура алмазаРешетка Браве – кубическая гранецентрированная.Базис из двух атомов – 0,0,0

Структура NaClРешетка Браве – кубическая гранецентрированнаяБазис – два атома (Na и