Добрый день, Коллеги. Важное сообщение, просьба принять участие. Музей Ферсмана ищет помощь для реставрационных работ в помещении. Подробности по ссылке
Кристаллография. Учебное пособие для втузов
В книге (1-е издание вышло в 1976 г.) излагаются основы классической кристаллографии и кристаллохимии, а также вопросы широко развившейся за последние годы кристаллофизики, технической кристаллографии, приводятся инженерные методы расчета свойств кристаллов, описываются новые кристаллические материалы и подробно рассматривается применение кристаллов в технике.
В Основных направлениях экономическог
о и социального развития СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года поставлена задача создания химико-технологических процессов получения новых веществ и материалов с заданными свойствами. В применении к кристаллам это означает поиск, синтез и выращивание новых кристаллических материалов, всестороннее исследование и научную разработку путей целенаправленного изменения их свойств и прогнозирование новых веществ.
Вплоть до начала XX в. промышленное использование монокристаллов ограничивалось почти исключительно ювелирными самоцветами. Применение кристаллов с богатой гаммой вариаций их физических свойств, обусловленных симметрией и анизотропией, началось в 20-х годах нашего столетия. Требования к качеству монакристальных материалов и их массовому производству вызвало к жизни появление промышленности выращивания кристаллов, которая в настоящее время становится промышленностью создания материалов с заданными свойствами. В настоящее время рождаются и развиваются новые области техники, целиком базирующиеся на использовании своеобразных свойств кристаллов.
Одновременно ширится потребность в специалистах, которые умели бы целенаправленно выращивать кристаллы с требуемыми свойствами, исследовать, рассчитывать и применять эти кристаллы, для чего требуется активное владение математическим аппаратом кристаллографии и кристаллофизики. На подготовку таких специалистов и рассчитана данная книга.
Книга включает в себя элементы классической кристаллографии и избранные разделы кристаллофизики.
В ней даны также инженерные методы расчетов физических свойств кристаллов и сведения об их применении в современной технологии.
В пособии шесть глав. Первая из них посвящена симметрии внешних форм кристаллов. Темами этой главы являются анизотропия и внешняя симметрия как форм кристаллов, так и их физических свойств и структуры. Подробно рассматриваются основные кристаллографические законы, принципы проекций (сферической, стереографической и гномонической) и элементы симметрии кристаллических многогранников. Излагаются кристаллографические системы и классы, символы элементов симметрии, классов, осей и плоскостей. В конце главы показываются физически различные формы кристаллов и объясняются причины их образования. После изложения основной темы решаются задачи.
Во второй главе рассматривается симметрия кристаллической структуры: решетки Бравэ, элементы симметрии кристаллических структур, пространственные группы, символы и основные факты об экспериментальном определении структур кристаллов.
В третьей главе излагаются некоторые основные вопросы кристаллохимии, особо обращается внимание на связь изменений структуры кристалла с его физико-химическими свойствами. Эта глава содержит обширный материал об атомных и ионных радиусах, координационных числах и многогранниках, методах определения стехио-метрической формулы веществ, поляризации ионов, типах связи, стабильности структур, плотных упаковках атомов и молекул, построении структур с помощью координационных полиэдров, об основных типах структур, политипизме, изоморфизме и полиморфизме.
В четвертой главе дается исчерпывающее описание физических свойствкристаллов. Приводятся тензорные физическке свойства в кристаллофизической системе координат. Рассматриваются антисимметрия, скалярные и векторные физические свойства, такие, как пьезоэлектрические, диэлектрические и магнитные, тепловое расширение, напряжения и деформации в кристаллах, упругость, двупреломление, поляризация света и кристаллооптические эффекты. Существенная часть этой главы посвящена оптическим свойствам кристаллов и их исследованию в поляризованном свете. Много внимания обращается на применения оптических свойств. Рассматривается корреляция между физическими свойствами и различными явлениями, происходящими в кристаллах.Подробное описание механических свойств и пластической деформации кристаллов дано в главе пятой. В этой главе рассматриваются такие вопросы, как спайность, твердость и нарушения кристаллической структуры. Дается общая классификация структурных дефектов (точечные дефекты или дислокации). Приводятся также: энергия и движение дислокаций, дислокационные реакции, дислокации в некоторых конкретных структурах, поле напряжений дислокаций, взаимодействие дислокаций и методы исследования дислокаций.
В шестой главе излагаются вопросы роста кристаллов, что имеет основное значение для кристаллографов. В ней рассматриваются условия и возможности для роста кристаллов из паров, растворов и расплавов, а также условия и возможности рекристаллизации из различных кристаллических фаз. Кроме того, в этой главе содержатся основные сведения о росте кристаллов, о равновесной и реальных формах кристаллов, о макроскопических дефектах, о нормальном и двойниковом росте кристаллов, об эпитаксии. В конце приводится обзор методов выращивания кристаллов из паров, растворов и расплавов.
В книге обобщен опыт преподавания на кафедре кристаллографии Московского института стали и сплавов, готовящей инженеров, специализирующихся в области полупроводниковых и диэлектрических материалов, редких и цветных металлов, физико-химических методов исследования материалов электронной техники. Поскольку в учебные планы этих специальностей входят обширные курсы химии, физической химии и рентгеноструктурного анализа, в эту книгу не вошли вопросы структурного анализа, термодинамики, кинетической теории и отдельные вопросы кристаллохимии, освещаемые в курсах общей и физической химии.
Как в этой книге, так и вo всей работе по постановке преподавания кристаллографии автор с глубочайшей благодарностью и признательностью руководствуется идеями своего первого учителя, основоположника отечественной кристаллофизики, академика А. В. Шубникова (1887—1970).
Книга в значительной мере является результатом коллективного и дружного труда преподавателей кафедры кристаллографии Московского института стали и сплавов. В отдельных параграфах частично использованы тексты учебных пособий, написанных ими, и выполненные ими рисунки.
Первое издание книги вышло в 1976 г. и прошло проверку во многих вузах страны. Во второе издание внесены исправления и дополнения.
Пособие предназначается для студентов, изучающих общие и специальные курсы кристаллографии в вузах в втузах.
Автор выражает глубокую благодарность всем, приславшим свои замечания, на первое издание книги.