Кристаллические и аморфные тела

Кристаллические и аморфные тела......88 [c.69]

КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ И АМОРФНЫЕ ТЕЛА [c.88]

Многие вещества имеют несколько кристаллических фаз или аллотропических модификаций. В кристаллических и аморфных телах наблюдаются, кроме того, фазовые переходы второго рода, а в металлических материалах — переходы проводник—диэлектрик . У таких веществ фазовая диаграмма будет иметь не одну, а несколько тройных точек. В некоторых из этих точек в равновесии будут находиться две кристаллические модификации и жидкая (рис. 3.11) или газообразная фаза (рис. 3.12) или три кристаллические фазы (рис. 3.11). Равновесие газообразной, жидкой и одной из кристаллических фаз возможно только в одной точке, которая является основной тройной точкой. Фазовая диаграмма воды, у которой известны пять кристаллических модификации (///i, +///, ), изображена на рис. 3.14. Обычный лед р-ю мпа представляет собой кристаллическую модификацию ///j, остальные модификации образуются 200 при достаточно больших давлениях. Область [c.215]

На основании приведенных выше положений получена зависимость для определения теплоемкости твердых кристаллических и аморфных тел [c.28]

СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ 1.1. Кристаллические и аморфные тела [c.7]

Б. Полупроводники, кристаллические и аморфные тела [c.120]

Кристаллические и аморфные тела. Основы кристаллографии, теория кристаллических решеток и гипотеза о закономерном размещении атомов в кристаллах были разработаны в XIX веке выдающимся русским ученым Е. С. Федоровым и продолжены его учениками и последователями. Применение рентгенографического структурного анализа в дальнейшем подтвердило правильность выводов Е. С. Федорова. [c.23]

Особенности строения кристаллических и аморфных тел обусловливают различие их многих свойств. [c.67]

Рентгеновский структурный анализ позволяет экспериментальным путём находить распределение электронной плотности в кристаллических и аморфных, в жидких и газообразных телах. В применении к кристаллическим телам структурный анализ позволяет определять кристаллическую структуру, т. е. координаты центров тяжести атомов (или ионов) в кристаллической решётке. [c.164]

Структуры кристаллических и аморфных твердых тел имеют существенное различие. В отличие от кристаллических в структурах [c.29]

Диаметрально противоположное атомное строение кристаллических и аморфных металлических веществ— в аморфном состоянии отсутствует дальний порядок в расположении атомов, а следовательно, кристаллическая анизотропия и дефекты кристаллического строения такие, как дислокации и вакансии, границы зереи и блоков, двойники и дефекты упаковки — есть та первопричина, которая обусловливает не только разительное отличие свойств этих веществ, но и уникальное, не характерное для кристаллических тел, сочетание различных свойств в аморфных металлических материалах. [c.8]

В природе существуют две разновидности твердых тел, различающиеся по своим свойствам, — кристаллические и аморфные. [c.7]

В.2. Твердое кристаллическое тело. Твердым телом называют агрегатное состояние вещества, определяемое стабильностью формы и характером теплового движения атомов, которые совершают малые колебания около положения равновесия. Различают кристаллические и аморфные [c.13]

Так же обстоит дело и с жидкостями ). На этом основании, если исключить из рассмотрения мономолекулярные пленки, мы можем рассматривать аморфные (стекловидные) твердые тела как переохлажденные жидкости ). Полностью ли в беспорядке расположены элементарные частицы жидкостей и аморфных тел или нет, не установлено достоверно. Мы знаем лишь, что элементы обычных жидкостей не образуют такого правильного расположения, как элементы кристаллической решетки. Тем не менее в жидкостях [c.53]

Мы уже упоминали, что как кристаллические твердые тела, и в особенности металлы, так и аморфные тела под продолжительно действующей нагрузкой и при наличии достаточно высоких температур непрерывно деформируются, ползут . Хотя явления медленной ползучести технических металлов и не рассматриваются в этом томе, здесь уместно все же кратко упомянуть о тех различных изменениях, которые наблюдаются в структуре зерен сплавов и чистых металлов при долговременных испытаниях на растяжение в условиях высокой температуры. Одним из наиболее известных изменений является разрушение металла по границам зерен, характерное для ползучести, особенно для ее последней стадии, когда приближается разрушение. На фиг. 153 и 154 приводятся примеры двух образцов, подвергнутых испытанию на ползучесть путем растяжения. На фиг. 53 представлен микрошлиф, взятый из одного из образцов свинца и его сплавов, исследованных на ползучесть Муром ). На этом шлифе можно заметить, что мельчайшие тонкие царапины, имевшиеся на поверхности образца до его испытания на ползучесть, вследствие [c.81]

Все тела в природе могут быть разделены на две группы кристаллические и аморфные. Кристаллические тела отличаются от аморфных своим внутренним строением и свойствами. Кристаллические тела характеризуются тем, что атомы или молекулы (элементарные частицы, из которых состоят все вещества) в них расположены в определённом строгом порядке. Правильное расположение атомов создаёт пространственную решётку, являющуюся основным признаком кристаллического тела. Если образованию кристаллического тела не мешают другие тела, то и внешняя форма его также получается правильной, сообразно его кристаллической решётке. Однако правильная внешняя форма тела не является обязательным признаком его кристаллического строения. [c.7]

Существуют тела аморфные и кристаллические. Структура аморфных тел состоит из хаотически. расположенных атомов. К таким телам относятся, например, стекло, янтарь, смолы и т. п. Кристаллические тела отличаются от аморфных тем, что атомы в них располагаются в геометрически правильном порядке. Металлы и металлические сплавы относятся к типичным кристаллическим телам. [c.29]

Смешанными твердыми телами являются многие керамические материалы, имеющие в своем составе кристаллическую и стекловидную фазы. Кристаллическую структуру могут иметь не только неорганические соединения. Сейчас известен ряд синтетических органических смол с кристаллической структурой. Кристаллическую структуру имеет парафин. Одно и то же тело может иметь и кристаллическую и аморфную структуру. Если расплавить кристаллы кварца и достаточно быстро охладить этот расплав, то мы получим аморфное кварцевое стекло, так как в процессе охлаждения не успевает произойти кристаллизация. [c.17]

Твердые тела обычно имеют кристаллическое строение, характеризующееся так называемым дальним порядком в расположении частиц, а для данной массы вещества — наименьшей внутренней энергией. Внутренняя энергия системы есть сумма всей кинетической и потенциальной энергии частиц. Жидкости и аморфные тела обладают лишь ближним порядком, а газы имеют беспорядочное расположение частиц при максимальной внутренней энергии системы. Состояние вещества зависит от температуры Т и величины сил межмолекулярного взаимодействия. Энергия теплового движения, или так называемая энергетическая температура частиц, равна кТ. При высоких температурах величина кТ превосходит энергию взаимодействия молекул и вещество может быть только газом. Напротив, в кристалле частицы связаны сильно и энергия взаимодействия много больше кТ. [c.35]

Аморфное состояние - это одно из физических состояний твердых тел, характеризующееся только ближним порядком, т. е. отсутствием строгой периодичности в расположении атомов, ионов, молекул и их групп, присущей кристаллам (рис. 1.27). У вещества в аморфном состоянии есть согласованность в расположении соседних частиц, т. е. ближний порядок. Из-за отсутствия дальнего порядка аморфные тела изотропны. По сравнению с кристаллом того же вещества аморфное тело обладает большим объемом и энтропией. Общим для кристаллического и аморфного состояний является отсутствие поступательного перемещения частиц и сохранение в основном только их колебательного движения около положения равновесия. [c.44]

В процессе конденсации частицы вещества стремятся занять места в пространстве, соответствующие их минимуму потенциальной энергии. Сконденсированные таким образом тела, приобретшие упругие свойства, получили название твердых тел. В зависимости от характера взаимодействия и свойств твердые тела разделяют на кристаллические и аморфные [1, 4]. [c.65]

Как правило, аморфные и кристаллические тела являются лишь разновидностями или различными состояниями одного и того же вещества. Например, кристаллический и аморфный кварц представляют собой различные состояния кремнезема. Кристаллическая форма вещества является более устойчивой, чем аморфная. [c.68]

Вещества, обладающие способностью вращать плоскость по- яяризации, называют оптически активными. Этот эффект наб-,г1Юдается у ряда кристаллических и аморфных тел. Начнем наше рассмотрение с анализа экспериментального материала. [c.153]

Молекулярные силы, которые являются следствием молекулярной связи, обусловлены ориентационным, индукционным и дисперсионным взаимодействиями. Кроме того, между молекулами может возникнуть водородная связь. Для определения соотношения между природой и числом связей следует рассмотреть молекулярное взаимодействие кристаллических и аморфных тел. Для кристаллических тел молекулярное взаимодействие и константа этого взаимодействия определяются су.ммированием парных взаимодействий атомов (ионов) [99]. Равновесная работа адгезии в этом случае определяется суммой энергий молекулярного притяжения, индукционного взаимодействия для ионных кристаллов и отталкивания при перекрывании электронных оболочек. При сближении аморфных тел производят интегрирование всех парных взаимодействий атомов. [c.103]

Другим обш им свойством кристаллических и аморфных тел является упругость. Относительно малая, но легко измеримая часть обш ей деформации твердых тел, находяш ихся под нагрузкой, является по своей природе упругой. Примерами, иллюстрирующими это основное свойство в его чистом виде, могут служить деформации кристаллов твердых минералов (кварц, алмаз) под равномерно распределенными силами они деформируются на очень малые величины, зависящие только от мгновенных значений нагрузки. По снятии нагрузки эти малые деформации полностью исчезают. Изменения формы зависят от угла между направлением нагрузки и осями кристаллов, а также от свойств симметрии кристаллов. Кроме того, эти изменения пропорциональны приложенным силам. В кристаллофизике такие искажения формы называются упругими анизотропными деформациями. В поликристалличе-ских телах влияние анизотропии отдельных кристаллов взаимно уничтожается в связи с беспорядочностью ориентации осей кристаллов во множестве отдельных кристаллитов, составляющем массу образца. Здесь мы имеем тот же случай, что и в аморфных телах, где отдельные частицы предполагаются субмикроскопически малыми. В отношении малых обратимых искажений формы обычные твердые тела обладают изотропной упругостью. [c.23]

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]

Предпринимались разные попытки выявить характерные атомные конфигурации в зернограничной структуре, но пути решения этого вопроса удалось найти используя результаты геометрического анализа [164] и моделирования на ЭВМ [165-167], которые позволили выявить те кирпичики , из которых построена любая граница. Оказалось, что существует строго ограниченный набор координационных многогранников, по вершинам которых могут располагаться атомы в границе зерен. Эти многогранники совпадают с берналовскими полиэдрами, предложенными для описания структуры жидкостей и аморфных тел. В работе [168] показано, что многогранники можно разбить на тетраэдры и октаэдры, т. в. на основные элементы, характерные для кристаллической структуры металлов, однако искажения этих тетраэдров и октаэдров по сравнению с правильными формами довольно велики. В отличие от структуры аморфных тел, где атомные полиэдры расположены неупорядочено, в границе полиэдры располагаются в один слой, для них имеются жесткие граничные условия, обусловленные периодичностью кристаллов по обе стороны границы, что приводит к строго упорядоченному построению атомных групп в структуре границ. Упорядоченность структуры характерна для всех границ зерен. [c.89]

В настоящее время установлено, что теплопроводность полимеров в общем меньше теплопроводности низкомолекулярных твердых тел. Абсолютная величина теплофизических характеристик у аморфных полимеров всегда ниже, чем у кристаллических. Природу этого явления объясняют [Л. 26] тем, что у кристаллических полимеров, как структур с дальним порядком, механизм передачи колебаний более упорядочен и интенсивен по сравнению с неупорядоченной системой связи макромолекул аморфных полимеров. В то же время в области низких температур порядка 10— 100 К теплоемкость аморфных и кристаллических полимеров с одной и той же химической природой практически одинакова [Л. 41]. Такой температурный характер теплоемкости объясняется тем, что в указанной области температур колебательные движения цепей имеют одинаковую амплитуду в кристаллическом и аморфном состоянии. Инертность воздействия неупорядоченности структуры на процесс теплопереноса в области низких температур характерна и для низкомолекулярных соединений [Л. 35]. При повышении температуры возникают ангармоничные колебания значительной амплитуды с участием самых крупных структурных образований, которые имеют различную природу для аморфных и кристаллических полимеров. Температурная зависимость теплофизических характеристик аморфных полимеров в большинстве случаев носит немонотонный характер с экстремальной точкой в области температуры стеклования 1[Л. 44]. [c.33]

Как известно, методом закалки расплава аморфное состояние в металлических сплавах впервые было получено в 1960 г. (Дювез, Виллене и Клемент). Однако широкое признание аморфных металлических материалов в науке и технике началось в начале 70-х годов, когда были разработаны высокоэффективные методы их получения в виде тонкой ленты или проволоки. Стало ясно, что понятие металлическое тело> уже нельзя рассматривать как синоним понятия кристаллическое тело , что с получением металлического вешества в новом (аморфном) состоянии необходимо рассматривать два- существенно отличающихся по своей природе и свойствам класса металлических тел —кристаллические и аморфные. [c.8]

Рентгеновский структурный анализ с 1916 г. начал приме-liflTb fl для определения межплоскостных расстояний и параметров элементарных ячеек моно- и поликристаллических веществ. В 50-х годах XX в. начали бурно развиваться методы этого анализа с использованием ЭВМ в технике эксперимента и при обработке рентгеновских дифракционных картин. Результаты исследований практически для всех кристаллических веществ, а также кристаллических полимеров, аморфных тел и жидкостей щироко представлены как в государственных, так и в международных стандартных справочных источниках. [c.50]

Развиваемые в настоящей работе представления позволяют считать что в основе не.обычного поведения материалов в условиях высоких давлений и сдвиговой деформации лежит возникновение в сильно искаженных кристаллах атом-вакансионных состояний. При воздействии на кристалл сверхвысоких давлений в сочетании со сдвиговой деформацией энергия искаженного кристалла приближается к максимуму на рис. 1, кристалл, должен переходить в состояние атом-вакаисионной плазмы с последующим ее распадом на кристаллическую и аморфную фазы. Последняя, будучи м етаста-бильной, испытывает в ходе сдвиговой деформации динамический возврат в кристаллическое состояние. Другими словами, в рассматриваемых условиях кристалл находится в критическом состоянии -И испытывает дисторсиопный структурный фазовый переход. Это определяет квазивязкое течение твердого тела подобно жидкости. [c.18]

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]

Книга включает введение и семь глав. Во введении изложены элементы физической механики применительно к таким состояниям среды, как газ, жидкость, кристаллическое и аморфное твердые тела, и сформулированы основные гипотезы и предмет термомеханики, а в первой главе приведены используемые далее в книге понятия и соотношения тензорного исчисления. Вторая глава посвящена описанию движения и деформирования сплошной среды и изложению теории напряжений. Законы сохранения физических субстанций и основы термодинамики необратимых процессов рассмотрены в третьей главе. В остальных четырех главах методы термомеханики применены к построению линейных математических моделей жидкости, термоупругой и термовязкоупругой сплошных сред, а также нелинейных моделей термоупругопластической среды. [c.5]

Большинство твердых материалов способно выдерживать, не разрушаясь, очень высокое всестороннее давление, если только оно действует равномерно со всех сторон, как это, например, имеет место в твердом теле, окруженном жидкостью. Материалы с неплотной или пористой структурой, как, например, дерево, под действием высокого гидростатического давления подвергаются значительной остаточной деформации, и после снятия давления их объем остается уменьшенным. (Достаточно спрессованное таким образом дерево теряет свойство пловучести в воде.) С другой стороны, в кристаллических телах (металлах, твердых плотных горных породах) в тех же условиях наблюдается лишь упругая деформация весьма небольшой величины. В отношении сжимаемости плотные поликристаллические и аморфные тела ведут себя подобно жидкостям. Они упруго ся имаемы и способны противостоять высоким гидростатическим давлениям, достигающим почти любой технически возможной величины, не претерпевая остаточной деформации. Зато в твердых материалах меньшей плотности всестороннее давление вызывает явные признаки разрушения, как, например, в подвергнутых гидростатическому давлению цилиндрических образцах мрамора (Карман), а также в образцах дерева, которые при сжатии принимают неправильную форму вследствие своей клеточной анизотропной структуры (А. Фёппль). Если, подвергая такие материалы высоким всесторонним давлениям, не принять особых мер предосторожности, то передающая давление жидкость проникает в материал через его мельчайшие щели и трещинки. По наблюдениям Т. Паултера, стеклянные шары, подвергнутые в течение короткого периода времени очень высокому всестороннему давлению жидкости, разрушаются не прп максимальном давлении, а либо в течение периода уменьшения давления, либо же вскоре после быстрого снятия последнего. Ничтожные количества жидкости, способные проникнуть через невидимые мельчайшие поверхностные трещины в наружных слоях шаров, не успевают достаточно быстро вытечь из этих трещин при внезапном снижении давления. Поэтому при снятии внешнего давления в жидкости, попавшей в узкие трещины или каналы поверхностного слоя, возникает градиент давления, который и приводит к высокой местной концентрации растягивающих напряжений, создающих опасность разрыва стекла. В сравнительно более слабых материалах, как мрамор и песчаник, внешнее давление жидкости приводит к образованию трещин, в результате чего может произойти разрушение структуры этих пород. [c.199]

Аморфные тела вследствие их структурных особенностей являются упругоизотропными. Сравнивая некоторые упругие постоянные кристаллических и аморфных металлических материалов (табл. 2.11), можно наблюдать следующую закономерность. Во всех случаях модуль Юнга Е, модуль сдвига О, модуль объемной упругости В аморфных сплавов на 30+50 % меньше аналогичных величин для кристаллических металлов Е 10+60. Это объясняется тем, что отсутствует регулярность в расположении атомов, а следовательно, средняя сила межатомного взаимодействия в аморфном состоянии слабее, чем в кристаллическом, и в структуре присутствует свободный объем. [c.217]

Свойства материала существенно зависят от его химического состава и структуры. Влияние состава проявляется не только через общее соотношение химических элементов в материале, но также и через их распределение по фазам и объему изделия, через химические реакции, специфичные для каждой из фаз. При этом каждая реакция имеет свою полноту протекания, зависящую от условий получения материала. Не менее сложно на свойства влияет и структура материала. Во-первых, каждая фаза характеризуется своей кристаллической решеткой, или в общем случае - структурой расположения атомов твердого тела (если иметь в виду также и квазикристаллы, и аморфные тела) - это кристаллическая (атомная) структура. Во-вторых, существенную роль играют дефекты кристаллического строения, особенно зеренная, субзеренная и дислокационная структуры - это дефектная структура. В-третьих, значительное влияние на свойства материала оказывает распределение фаз по объему, их дисперсность и химический состав - фазовая структура. В-четвертых, важное значение имеют форма и размеры кристаллитов и их взаимная кристаллографическая ориентация - зеренная структура. [c.304]

Равновесные и релаксационные состояния П. У всех П. темп-ра, при к-рой происходит деструкция П., ниже темп-ры кипения поэтому газовое состояние ие реализуется и все состояния П. — конденсированные. Все виды конденсированного состояния, характерные для низкомолекулярного состояния, — кристаллическое, стеклообразное и жидкое, — встречаются и у П. (жидкому соответствует вязко-текучее состояние). Кроме то1 о, для П. характерно высокоэластич. состояние, не осуществляющееся у низкомолекулярных веществ. Вязко-текучее, высокоэластическое и стеклообразное состояния— это лишь разновидности аморфного состояния, и охлаждение П. от вязкотекучего расплава до стекла представляет собой непрерывный переход от подвижной системы к твердому телу. Истинным фазовым переходом 1-го рода является только переход между кристаллическим и аморфным состояниями. [c.94]

Твердые тела по их внутреннему строе-Е1ИЮ делятся на кристаллические и аморфные. [c.67]

Различие между кристаллическими и некристаллическими телами проявляется также и в характере излома. У кристаллических тел поверхность излома состо ит из большого числа правильных плоскостей, соответствующих плоскостям скалывания кристаллических зерен вещества. Излом аморфного тела имеет неправильнук> раковистую поверхность. [c.68]

Кристаллическое и аморфное состояние твёрдых тел. Твёрдые тела встречаются в двух состояниях кристаллическом и аморфном. Кристаллическое состояние твёрдого тела характеризуется правильным расположением молекул атомов или ионов в пространстве (кристаллическая решётка), существованием определённой температуры плавления и скачкообразным изменением, многих свойств при плавлении. Аморфное состояние характеризуется хаотическим расположением молекул, существованием. теди1ературного интервала размягчения и непрерывного хотя и резкого изменения всех физических свойств в интервале размягчения. Большинство веществ встречается в обоих твёрдых состояниях. Однако есть вещества, существующие только в кристаллическом или только в аморфном состоянии. [c.316]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...