Кристаллических веществах

канием. При обычных методах производства керамик сохраняется значительная остаточная пористость, которая делает их полупрозрачными, а чаще непрозрачными. Большинство керамик характеризуются очень низкой пластичностью, высокой твердостью, жесткостью и относительно высоким пределом прочности на сжатие. Предел прочности на растяжение мал вследствие влияния микротрещин. Низкая пластичность кристаллических керамик является следствием природа их химических связей. Известно, что механизм пластического течения в кристаллических структурах основан на явлении движения линейных дефектов кристаллического строения - дислокаций - по определенным плоскостям, так называемым плоскостям скольжения.

В 1982 г. выпущено учебное пособие «Практическое руководст-по кристаллографии и кристаллохимии. Методы описания кристаллических многогранников». В настоящем пособии приведены основные методы описания кристаллических структур, включая определение пространственной группы симметрии, правильных систем точек, базиса кристаллической структуры, .символов атомных плоскостей и атомных рядов в кристаллических структурах, метод обратной решетки. Описаны кристаллические методы представления и расчета кристаллических структур, в том числе эпитаксиальных.

Предполагается [56], что в силикатных кристаллических структурах, содержащих бериллий и алюминий, должны быть разорваны дополнительные катионные кислородные связи, прежде чем будут смещены атомы кислорода в комплексах Si02 или Si04. Такие силикаты должны обладать большим сопротивлением влиянию быстрых нейтронов. Относительная радиационная стойкость некоторых кислородных катионных связей (в порядке уменьшения) такова: Be — О, А1 — О, Zr — О и Si —О. Порядок ослабления ионных связей такой же; при усилении ионных связей увеличивается возможность залечивания радиационных нарушений связей.

Низкомолекулярные стекла являются типичными аморфными материалами, технология получения которых построена так, чтобы искусственно предотвращать кристаллизацию охлаждающегося расплава. Наибольшее распространение имеют силикатные стекла, образованные на базе оксида кремния с рядом примесей. В атомной структуре стекла существует так называемый «ближний порядок», т. е. ближайшие друг к другу атомы расположены в определенном порядке, в то время как удаленные друг от друга группы атомов расположены одна по отношению к другой беспорядочно (отсутствует «дальний порядок», имеющийся в кристаллических структурах).

В табл. 4 приведены данные о кристаллических структурах модифика-

Рис. 4.1. Типы слоевых упаковок в кристаллических структурах р-(я) и a-Si3N4 (б)

Приведены критически рассмотренные и обобщенные сведения о диаграммах состояния двойных металлических систем, знание которых необходимо для выбора и разработки промышленных металлических материалов, технологии их производства и практического использования. Содержатся сведения об образующихся в системах соединениях и их кристаллических структурах, типах и температурах фазовых превращений, взаимных растворимостях компонентов друг в друге и изменении их с температурой.

Сведения о кристаллических структурах и составах всех обнаруженных соединений суммированы в табл. 36 и, кроме упомянутых выше работ, систематизированы в работе [6].

В системе Со—Zr при исследовании аморфных сплавов обнаружен ряд метастабильных фаз. Сведения о кристаллических структурах стабильных и метастабильных фаз приведены в табл. 38.

Имеются также данные о кристаллических структурах трех соеди-:ний Cu5Ho, Cu2Ho и CuHo, причем соединение Си2Но может 1сть как гексагональную структуру по данным работы [31, так и 'бичсскую структуру согласно работе [4J. На основании приведен-

Сведения о кристаллических структурах соединений, обнару-:енных и расшифрованных различными исследователями, противо-ечивы.

Энергии активации диффузионных процессов, как видно, ниже энергии активации химических реакций ввиду того, что молекулы или атомы при диффузии не изменяют своего строения. В данном случае энергия активации будет определяться диффузионной средой и ее строением. Особенно высоки значения энергии активации при диффузии в твердых металлах и других кристаллических веществах. В твердом теле диффузия может происходить

Прямым пьезозффектом называется возникновение поляризации в кристаллических веществах при наличии определенных деформаций. Обратным пьезоэффектом называется возникновение деформации кристаллов под воздействием электрического поля. Данные по свойствам некоторых пьезоэлектрических материалов приведены в [16].

В кристаллических веществах, где направления магнитного момента и оси легкого намагничивания в различных доменах отличаются, ситуация существенно иная. В свое время Киттель указывал, что в веществах, в которых магнитная анизотропия стремится к нулю, ширина доменных стенок существенно увеличивается, что может привести к образованию доменной .структуры, подобной круговой. Действительно, круговая доменная структура наблюдается, например, в пермаллоях, но она, как ус-

По поводу скорости звука как постоянной вещества следует еще отметить, что значения в табл. П1 справедливы только для веществ с бесструктурным стекловидным строением. В кристаллических веществах упругие свойства обычно неодинаковы в различных кристаллографических направлениях,, поэтому неодинаковы и скорости звука. Табличные значения являются лишь средними для неупорядоченной группы кристаллов, поэтому на практике возможны отклонения от них, если преобладает какое-либо одно кристаллографическое направление, т. е. имеется текстура, которая и обнаруживается как-раз по тому, что скорости звука в различных направлениях образца неодинаковы. Формулы для случая анизотропии или текстуры представлены в работе [27, раздел S1]. Упругая анизотропия особенно резко выражена у медв и латуни. Такая же анизотропия наблюдается и в аустенитных сталях.

В кристаллических веществах взаимодействие между структурными частицами определяет их принадлежность к одной из четырех основных групп: ковалентным, ионным, металлическим (металлам) или молекулярным кристаллам,

Во многих кристаллических веществах (графит, MoS2 и др.) между частицами сосуществуют связи различных типов (гетеродесмическое строение). Так, в кристаллах полупроводников (Ge, GaAs) связь в основном ковалентная, но с примесью ионной и металлической.

Дальний порядок существует в кристаллических веществах, где правильное чередование частиц на одних и тех же расстояниях друг от друга повторяется для сколь угодно отдаленных частиц. Основным признаком дальнего порядка является анизотропия свойств, а структура металлических сплавов в этом случае при определенных условиях ха-

Фазовые превращения в твердом состоянии описываются как результат образования новых фаз, имеющих состав и строение, отличные от существовавших в старой фазе. В кристаллических веществах при фазовом превращении решетка новой фазы стремится так ориентироваться по отношению к решетке исходной фазы, чтобы энергия межфазной границы была минимальна, а это обеспечивается максимальным сходством в расположении атомов и соприкасающихся гранях новой и старой фазы (принцип структурного соответствия Данкова — Конобеевского).

Они образуются в процессе кристаллизации, при наличии примесей, под влиянием тепловых, механических и электрических воздействий, а также под действием различного рода облучения (нейтронами, электронами, рентгеновскими лучами). Дефекты в кристаллических веществах вызывают упругие искажения кристаллической решетки, обусловливающие появление внутренних механических напряжений.

Дислокации в кристаллических веществах легко перемещаются, так как при их перемещении в плоскости скольжения в каждый данный момент разрываются и присоединяются связи не между всеми атомами, а только между теми, которые находятся у линии дислокации. При этом экстраплоскость путем незначительного смещения может переходить в полную плоскость, а ее функции передаются соседней полной плоскости.

В твердых телах характер плавления определяется их строением. Так, в кристаллических веществах плавление (кристаллизация) происходит при определенной, зависящей от внешнего давления температуре плавления. При этом в процессе плавления (кристаллизации) температура тела не меняется.