Фізичне матеріалознавство

Структура за темами

• Загальне
  

  Загальне

  • Новини Форум
• 1. Кореляція між міжатомною взаємодією, кристалічною структурою і властивостями твердих тіл

  Викладач: Валентин Геннадійович Гаврилюк

  Зміст теми

  1. Вступ: проблеми в описі електронної структури кристалів.
  2. Екскурс в історію.
  3. Електронна будова ізольованого атома.
  4. Електронна структура кристалічного твердого тіла.
  5. Кореляція між електронною і кристалічною структурами і властивостями хімічних елементів.

  
  

  Контрольні питання:
  

  1. Чому електронна будова ізольованого атома визначає кристалічну структуру хімічного елемента?
  2. Причини гібридизації електронів різної просторової симетрії в конденсованому стані?
  3. Яким є взаємозв'язок між типом міжатомних зв'язків і електронною структурою ізольованого атома?

  Файл: 1
• 2. Дефекти кристалічної будови

  Викладач: Валентин Геннадійович Гаврилюк

  Зміст теми

  1. Спроби класссіфікаціі.
  2. Точкові дефекти.
  3. Лінійні дефекти.
  4. Планарні дефекти.

  Контрольні питання:
  

  1. Як і чому змінюється об'єм кристала при утворенні вакансій?
  2. Механізм радіаційного розпухання металів.
  3. Чому розчинення міжвузлових атомів збільшує рівноважну концентрацію вакансій?
  4. Механізм генерації точкових дефектів при перетині дислокацій. 
  5. Загальне визначення дислокації. У чому відмінність між дислокацією і ланцюжком вакансій? 
  6. Чому дислокація прагне скоротити свою довжину? 
  7. У чому відмінність між енергіями крайової і гвинтової дислокацій?
  8. Що таке сили зображення і дислокації зображення?
  9. Типи взаємодії між дислокаціями.
  10. Механізми емісії дислокацій.
  11. Чому дорівнює напруга, що діє на дислокацію-лідера в пласкому дислокаційному скупченні? 
  12. Чим визначається відстань між дислокаціями в пласкому дислокаційному скупченні? 
  13. Механізм ефекту Баушінгера в термінах дислокацій. 
  14. Що спричиняє появу дефекту упаковки в кристалах? 
  15. Фізичний сенс енергії дефекту упаковки. 
  16. Залежність енергії дефекту упаковки від електронної структури кристалів.
      
  17. Механізм ковзання розщепленої дислокації. 
  18. Природа залежності напруги ковзання дислокацій від кристалографічної орієнтації. 
  19. Кристалографічна будова границь зерен. 
  20. Механізми полігонізації і рекристалізації. 
  21. Уявлення про дисклінації в кристалах.
      

  Файл: 1
• 3. Ефект Мессбауера і його застосування у фізичному матеріалознавстві

  Викладач: Валентин Геннадійович Гаврилюк

  Зміст теми

  1. Експеримент Вуда для переходів між енергетичними рівнями зовнішніх електронів в атомах натрію.
     
  2. Проблеми для резонансу на ядерних рівнях.
  3. Спроби отримати ядерний резонанс до відкриття Месбауера.
  4. Відкриття Месбауера. Схема експериментальної установки.
  5. Параметри ЯГР спектрів. Ізомерний зсув.
  6. Квадрупольна взаємодія.
  7. Надтонке поле на ядрі (ефект Зеємана).
  8. Інтерпретація компонент ЯГР спектрів в твердих розчинах.
  9. Конфігурації атомів вуглецю і азоту в парамагнітних ГЦК твердих розчинах Fe-C і Fe-N.
  10. Взаємодія між атомами впровадження в ГЦК твердих розчинах на основі заліза. Фазовий склад.

  Завдання для лабораторної роботи:
  

  1. Ознайомлення з месбауерівських спектрометром WISSEL.
     
  2. Вимірювання спектра твердого розчину Fe -9.1% C-9.3% N (at.%).
  3. Аналіз отриманого спектра в термінах розподілу атомів вуглецю і азоту в парамагнитной (аустеніт) і феромагнітної (мартенсит) компонентах спектру.

  
  

  Файл: 1
• 4. Рентгенодифракційні методи дослідження структури матеріалів

  Викладач: Валентин Геннадійович Гаврилюк

  Зміст теми

  1. Дифрактограми від аморфного і кристалічного матеріалу.
     
  2. Масові коефіцієнти ослаблення.
     
  3. Приклад якісного фазового аналізу трифазного сплаву на основі заліза.
     
  4. Рентгенівські полюсні фігури.
     
  5. Ga в сплавах заліза.
     
  6. Визначення систем двійникування у 5-ти шаровому мартенситі сплаву Ni2MnGa.
     
  7. Вплив різних параметрів на криву рентгенівської рефлектометрії.
     
  8. Визначення періоду впорядкованої структури графітоподібних кластерів вуглецю з високою щільністю турбостратних дефектів.
     

  
  

  
  

  Файл: 1
• 5. Дифузія в кристалах - 1

  Викладач: Валентин Геннадійович Гаврилюк

  Зміст теми

  1. Визначення. Хімічний потенціал і термодинамічна активність.
  2. Механізми дифузії. Роль дислокацій і границь зерен.
  3. Макроскопічна теорія дифузії. Перший закон Фіка.
  4. Лабораторна та ґраткова системи координат. Коефіцієнти взаємної дифузії, власні та парціальні коефіцієнти дифузії.
  5. Дифузія при наявності зовнішніх впливів. Аномальний масоперенос.
  6. Другий закон Фіка. Рівняння Планка-Фоккера.

  
  

  Файл: 1
• 6. Дифузія в кристалах - 2: мікроскопічна теорія дифузії

  Викладач: Валентин Геннадійович Гаврилюк

  Зміст теми

  1. Випадкові переміщення, довжина і частота дифузійних стрибків.
  2. Вираз для коефіцієнта дифузії.
  3. Експериментальні методи вивчення дифузії.

  
  

  Файл: 1
• 7. Діаграми фазової рівноваги

  Викладач: Валентин Геннадійович Гаврилюк

  Зміст теми

  1. Визначення: система, компонент, фаза.
  2. Бінарна діаграма з повною взаємною розчинністю.
  3. Термодинаміка фазових діаграм.
  4. Фазові діаграми для систем з ближнім атомним порядком.
  5. Розрив змішуваності.
  6. Евтектика.
  7. Монотектика.
  8. Перитектика.
  9. Правило фаз.
  10. Практичне застосування правила фаз.
  11. Потрійні діаграми.
  12. Електронна концепція фазової рівноваги.

  
  

  Файл: 1
• 8. Фази в металах

  Викладач: Валентин Геннадійович Гаврилюк

  Зміст теми

  1. Розчинність в твердому стані. Типи твердих розчинів.
  2. Фактори, що керують утворенням твердих розчинів. Правила Юм-Розері.
  3. Значення електронної концентрації. Електронна модель Джонса для обмежених твердих розчинів.
  4. Роль розмірного фактору. Закон Вегарда.
  5. Атомний порядок в твердих розчинах.
  6. Проміжні сполуки: електронні фази та інтерметаліди.

  Файл: 1
• 9. Функціональні матеріали: ефект пам'яті форми

  Викладач: Валентин Геннадійович Гаврилюк

  Зміст теми

  1. Термопружна рівновага при мартенситному перетворенні
     
  2. One way shape memory
     
  3. Two way shape memory
     
  4. Superelasticity and damping
  5. Термодинаміка мартенситних перетворень
     
  6. Механізм мартенситного перетворення
     
  7. Геометричний аналог інваріантної деформації
     
  8. Самоаккомодація при мартенситному перетворенні
     
  9. Кристалографія ефекту пам'яті форми
     
  10. Роль мартенситного перетворення в ефекті пам'яті форми
      
  11. Деформація під дією магнітного поля
      
  12. Сплав Ni2MnGa з магнітною пам'яттю форми
      
  13. Деформація, індукована магнітним полем
      
  14. Магнітний кріп
      

  
  

  Файл: 1