Физические свойства аморфных твердых тел

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АМОРФНЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ [c.353]

Аморфными называются тела, физические свойства которых одинаковы по всем направлениям. Примерами аморфных тел могут служить куски затвердевшей смолы, янтарь, изделия из стекла. Аморфные тела являются изотропными телами. Изотропность физических свойств аморфных тел объясняется беспорядочностью расположения составляющих их атомов и молекул. Твердые тела, в которых атомы или молекулы расположены упорядоченно и образуют периодически повторяющуюся внутреннюю структуру, называются кристаллами. [c.88]

При нагревании сплавов и смешанных кристаллов переход от твердого состояния к жидкому происходит в более широком интервале температур, проходя через температуру размягчения. Вместе с тем физические свойства аморфных тел обычно резко изменяются при температуре стеклования при которой вязкость вещества порядка 10 пз. [c.43]

Физическая природа жидких полупроводников ставит их в промежуточное положение между несколькими другими классами веществ жидкими металлами, расплавленными солями, молекулярными жидкостями и аморфными твердыми телами. Часто оказывается трудным определить точно границу между этими веществами. Некоторое прояснение взаимосвязей между указанными выше веществами является одной из целей настоящей книги, и в некоторой степени этой цели посвящена вводная глава. С помощью этих взаимосвязей современное понимание других веществ может быть применено для решения проблем, связанных с жидкими полупроводниками. С другой стороны, можно ожидать, что лучшее понимание свойств жидких полупроводников сделает более глубоким понимание природы других, более известных веществ. [c.13]

Изотропия - независимость свойств физических объектов от направления. Характерна для жидкостей, газов и аморфных состояний твердых тел [c.149]

В книге рассматриваются межатомные взаимодействия и энергия связи, некоторые физические свойства, симметрия и структура кристаллов, динамические и статические дефекты решетки, фазовые равновесия и превращения, новые типы аморфных материалов. Изложение ведется, как правило, таким образом, чтобы подчеркивать определяющую роль межчастичных взаимодействий в формировании структуры и Свойств твердого тела. Вместе с тем автор счел важным посвятить специальную главу аморфным материалам. Включение этого раздела отражает как возрастающую роль этих материалов в науке и технике, так и желание автора предметно показать, что физика твердого тела не сводится -к физике идеальных или чуть-чуть подпорченных монокристаллов. В то же время некоторые нередко излагающиеся в подобных книгах вопросы физики частных типов твердых тел не нашли отражения. Эти материалы читатель может найти в обстоятельных монографиях, указанных в списке литературы [1-5]. [c.6]

Разработка принципов создания материалов, способных выдерживать высокие радиационные нагрузки, безусловно, одна из актуальных задач физики твердого тела, и аморфные материалы оказались одним из интереснейших испытуемых объектов, поскольку в них не могут возникать дефекты, типичные для кристаллов. Имеющиеся данные показывают, что, действительно, некоторые аморфные сплавы, например Pd — Si [61], не теряют своих прочностных характеристик и после значительного радиационного воздействия. К сожалению, ряд интересных в практическом отношении аморфных материалов содержит элементы (например, бор) с высоким сечением захвата нейтронов. Поэтому при создании материалов с высокими физическими свойствами и одновременно с высоким сопротивлением действию радиации необходимо уделять особое внимание выбору состава сплава. Следует также учитывать возможную кристаллизацию под действием радиации. [c.289]

Твердые тела разделяются, как известно, на аморфные и кристаллические. Что касается первых, то диаграмма растяжения таких тел не носит стабильного характера она существенно зависит от времени действия сил, а сами материалы в своем поведении обнаруживают качественное сходство с вязкой жидкостью. Мы остановимся только на механизме деформирования металлов. Все металлы в том виде, в каком они применяются в машиностроении, имеют поли кристаллическую структуру, т. е. состоят из множества мелких кристалликов, хаотически расположенных в объеме. Внутри кристаллов атомы металла располагаются в определен- ном порядке, образуя правильную пространственную решетку. Система расположения атомов зависит от свойств атомов. Она меняется также в зависимости от физических условий кристаллизации. [c.62]

Твердые тела, как известно, разделяются на аморфные и кристаллические, Считается, что в аморфных телах, типичными представителями которых является обычное стекло и бакелит, атомы и молекулы расположены хаотически, неориентированно, и потому аморфные тела изотропны, т. е. механические, оптические и электрические их свойства одинаковы во всех направлениях. Характерным линейным размером аморфного вещества является среднее межатомное расстояние. Кристаллические тела, типичными представителями которых являются металлы, напротив, имеют правильную структуру, элементарные частицы их (атомы, ионы) расположены в определенном порядке. Например, железо имеет кубическую решетку. Однако кусок железа представляет собой не кристалл, а поликристаллическое тело, состоящее из зерен, являющихся кристаллами (кристаллитами), размеры которых имеют порядок 0,01 мм и более, т. е. значительно больше межатомных расстояний. Каждый кристаллит является анизотропным, т. е. имеет различные свойства в разных направлениях и потому характеризуется не только размером и формой, но и ориентацией в пространстве, определяемой физическими свойствами. Но и отдельное зерно не может быть взято за основной объем при изучении внутренних напряжений и деформаций в больших телах, главным образом по той же причине, что и атом здесь дело ухудшается еще тем, что формы зерен неправильны [c.11]

Исследования эти — отнюдь не чисто академические. Действительно, неупорядоченные фазы конденсированных сред — сталь и стекло, земля и вода, пусть и без остальных стихий, огня и воздуха,— встречаются несравненно чаще и в практическом отношении никак не менее важны, чем идеализированные монокристаллы, которыми не столь давно только и занималась физика твердого-тела . Теперь уже безвозвратно прошло то время, когда можно было надеяться втиснуть содержание физики неупорядоченных систем в рамки одной книги. Действительно, было бы в принципе ошибочно пытаться оторвать каждую из упомянутых разноликих систем от ее естественного места в науке. Так, например, аморфный полупроводник по своему поведению гораздо более похож на кристаллический полупроводник, чем на жидкий металл, металл-аммиачный раствор интересен своими экзотическими химическими свойствами, а не как физическая реализация сильно раз-упорядоченной системы, содержащей свободные электроны. [c.9]

Приведенный выше далеко не полный обзор свойств аморфных твердых тел свидетельствует о том, что некристаллические вещества образуют класс материалов с большим разнообразием физических свойств. Их относительно слабая чувствительность к посторонним примесям позволяет использовать для изготовления аморфных твердых тел более простые и дешевые методы, чем в случае выраш,ивания.монокристаллов. Все это, вместе взятое, дает основание утверждать, что применение некристаллических твердых тел будет еще более широким. [c.369]

Твердые тела — это вещества, которые обладают некоторой жесткостью по отношению к сдвигу. Структура таких веществ обычно является кристаллической. Кристаллы характеризуются правильным расположением атомов. В них существует строгая повторяемость одних и тех же элементов структуры (атомы, группы атомов, молекулы). Кроме кристаллических веществ в природе имеются также аморфные твердые тела, в которых отсутствует характерный для кристаллов дальний порядок. В то, же время в них наблюдается определенная упорядоченность в расположении атомо , характеризуемая так называемым ближним порядком. Различие в структуре этих двух групп твердых тел приводит к различию в их физических свойствах. [c.8]

Физика твердого тела сводится, в сущности, к установлению связи между свойствами индивидуальных атомов и молекул и свойствами, обнаруживаемыми при объединении атомов или молекул в гигантские ассоциации в виде регулярно-упорядоченных систем — кристаллов. Эти свойства можно об75Яснить, опираясь на простые физические модели твердых тел. Реальные кристаллы и аморфные твердые тела значительно сложнее, но эффективность и полезность простых моделей едва ли можно пере-оцепнть. [c.9]

Как известно из общего курса физики, материальные тела обладают сложной молекулярной структурой, причем молекулы среды совершают тепловые движения хаотичные в газах, более или менее упорядоченные в жидкостях и аморфных телах и колебательные в кристаллических решетках твердых тел. Эти внутренние движения определяют физические свойства тел, которые в модели сплошной среды задаются наперед основными феноменологическими закономерностями (например, законы Бойля — Мариотта, Клапейрона — в газах, законы вязкости — в ньютоновских и неиыотоповских жидкостях, закон Гука — в твердых телах). [c.103]

В кииге изложены узловые вопросы фиаики твердого тела межатомные взаимодействия, основы электронной теории твердого тела, симметрия к структура кристаллов, динамика кристаллической решетки, основные представления физики реальных кристаллов и аморфных материалов, фазовые превращения, физические свойства твердых тел. В отличие от других книг по физике твердого тела пособие начинается с вопросов образования твердых тел (межатомных взаимодействий и энергии связи). Это облегЧ1ает восприятие материала. [c.2]

Смолы —применяемое в практике, хотя и не вполне строгое научное название обширной группы материалов, характеризующихся как некоторым сходством химической природы (это сложные смеси органических веществ, главным образом высокомолекуляр-)1ых), так и некоторыми общими для них физическими свойствами. При достаточно низких температурах смолы — это аморфные, стеклообразные массы, более или менее хрупкие. При нагреве смолы (если только они ранее не претерпевают химических изменений) размягчаются, становясь пластичными, а затем жидкими. Применяемые в электроизоляционной технике смолы большей частью нерастворимы в воде и мало гигроскопич)1Ы, но растворимы в близких по химической природе органических растворителях. Обычно смолы обладают клейкостью и при переходе из жидкого состояния в твердое (при охлаждении расплава или при испарении летучего растворителя из раствора) прочно прилипают к соприкасающимся с ними твердым телам. [c.107]

Уже в первых исследованиях наноматериалов, выполненных Гляйтером с сотрудниками [1] и И. Д. Мороховым с соавторами [5], были обнаружены изменения удельной теплоемкости, упругих модулей, коэффициентов диффузии и других фундаментальных параметров. Это позволило утверждать [1] о формировании особого наноструктурного состояния твердых тел, принципиально отличного от аморфного или кристаллического. Однако последующие исследования показали, что вклад в изменение фундаментальных характеристик связан не только с наноструктурой, но и во многом с дефектами получаемых образцов — остаточной пористостью, загрязнениями, примесями. Поэтому исследования фундаментальных физических свойств наноструктурных материалов, полученных ИПД методами и лишенных этих недостатков, имеют большой научный интерес. [c.153]

К другой группе относят эффекты, которые вызываются в основном обратимыми физическими и физико-химическими процессами, приводящими к понижению свободной поверхностной энергии твердого тела. Эти эффекты приводят к более или менее значительному изменению самих механических свойств материала. Понижение прочности и пластичности твердых тел в результате физико-химического влияния окружающей среды и соответствующего снижения свободной поверхностной энергии тела называется эффектом Ребиндера — по имени П. А. Ребиндера, который в 1928 г. открыл и впервые исследовал этот эффект. Эффект Ребиндера может проявляться на любых твердых телах — кристаллических и аморфных, сплошных и пористых, металлах и полупроводниках, ионнных и ковалентных кристаллах, стеклах и полимерах. В качестве примера проявления эффекта Ребиндера можно назвать значительное понижение прочности стекла или гипса вследствие адсорбции водяных паров. Другой пример — медь, покрытая тонкой пленкой расплавленного висмута, утрачивает присущую ей высокую пластичность и хрупко разрушается при напряжении, которое намного ниже, чем при растяжении на воздухе. [c.228]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...