Кристаллография

Автор(ы):Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А., Уманский Я.С.

Издание:Металлургия, Москва, 1982 г., 632 стр., УДК: 548.73.187 (075.8)

Язык(и)Русский

Приведены необходимые для применения дифракционных методов сведения по кристаллографии. Рассмотрены теоретические основы и практическое использование дифракции рентгеновских-лучей, электронов и нейтронов для изучения структуры кристаллов н металлических материалов. Изложены принципы и применение просвечивающей, дифракционной и растровой электронной микроскопии. Описаны методы локального элементного анализа, основанные на различных видах взаимодействия быстрых электронов с веществом.

Учебник предназначен для студентов металлургических и политехнических вузов, специализирующихся в области металлофизики, металловедения и физико-химических исследований материалов. Может быть полезен инженерам-исследователям, работающим в области физического металловедения и физико-химических исследований, технологии производства и обработки металлических материа- t лов.

Развитие металлургии в настоящее время в соответствии с решениями XXVI съезда КПСС направлено прежде всего на повышение качества металлических материалов и эффективности их использования.

Исследования структуры металлов и сплавов с помощью современных дифракционных методов позволяют выявить ресурсы улучшения механических и других эксплуатационных характеристик материала. Требования практики, с одной стороны, и развитие рентгеновских и электроннооптических методов, с другой, приводят к тому, что методы анализа структуры оказываются не только методами исследования, но и методами контроля качества металлических материалов, а также технологических процессов их получения и обработки.

Курс «Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия» для подготовки инженеров-металлургов по специальностям «Физика металлов», «Физико-химические исследования металлургических процессов» и «Металловедение, оборудование и технология термической обработки металлов» включает дисциплину фундаментального характера — кристаллографию, теорию и практику методов анализа атомно-кристаллической структуры вещества — рентгенографический, электроно-графический анализы, электронную микроскопию и примыкающие к ним методы анализа элементного (химического) состава вещества, т. е. рентгеноспектральныи анализ, электронную и ионную спектроскопию.

Кристаллография изучается прежде всего как первый и основополагающий раздел физики твердого тела, знание которого является обязательным для изучения всех других курсов металлофизического цикла, начиная с курса металлографии и кончая дисциплинами специализации. Главное внимание концентрируется на вопросах структурной кристаллографии, поскольку курс в целом направлен на овладение дифракционными методами анализа для изучения структуры металлов и сплавов. В кристаллохимии рассматриваются только самые общие закономерности, достаточные для анализа типичных структур металлов, твердых растворов на их основе и некоторых химических соединений (или промежуточных фаз сплавов) либо интересных в методическом отношении (для демонстрации Кристаллографических закономерностей), либо важных с точки зрения металлургического производства.

Центральной частью курса является изучение основ общей теории дифракции на трехмерной кристаллической решетке. Все изложение ведется с помощью понятий обратной решетки, которая вводится как физическая реальность — проявление определенной группы свойств кристаллов — наряду с ранее рассмотренным понятием кристаллической решетки. Обсуждение особенностей дифракции разного вида излучений — рентгеновских лучей, нейтронов и электронов— дается как на основе феноменологического описания соответствующих физических явлений, так и на основе квантово-механической теории. <...>

Автор(ы):Ферсман А.Е.

Редактор(ы):Белянкин Д.С., Шафрановский И.И.

Издание:Издательство академии наук СССР, Москва, 1955 г., 580 стр.

Язык(и)Русский

С вопросами кристаллизации и происхождения алмаза связаны проблемы исключительного интереса и важности. Во всей длинной истории исследования этой тетраэдрической разности кристаллического углерода алмаз вполне оправдывал свое название, которое было ему дано еще греками — это слово в переводе означает неукротимый, недоступный, и мы видим, что недоступность проходит красной нитью через всю историю этого минерального вида, так как он всегда и везде упорно не поддавался ни руке шлифовальщика, ни сильнейшим реактивам химика, ни пытливому уму ученого.

Когда в XIII в. индийские алмазы наводнили рынки Европы ювелиры упорно не могли справиться с огранкой этого красивого камня, пока только в конце XV в. голландец Ван-Беркем не дошел до мысли шлифовать камни друг о друга; при этом он самостоятельно повторил тот способ, которым давно уже пользовались в Индии и о котором знал еще Плиний, когда писал, что алмаз может быть обработан лишь другим алмазом.

Издание 5

Автор(ы):Попов Г.М., Шафрановский И.И.

Издание:Высшая Школа, Москва, 1972 г., 352 стр., УДК: 531.9

Язык(и)Русский

Учебник содержит краткое изложение основ науки о кристаллах: общие понятия о свойствах и строении твердого кристаллического вещества, основы геометрии, физики и химии кристаллов. Описан ряд кристаллографических методов.
При подготовке учебника к переизданию в него были внесены исправления и существенные дополнения с учетом последних достижений науки.

Кристаллография, изучающая процессы образования, формы, структуру и физико-химические свойства кристаллов, теснейшим образом связана с промышленностью.

Развитие металлургии, приборостроения, радиотехники, оптической промышленности, производство новых высококачественных химических продуктов, создание высокопрочных и жаростойких материалов, каменного литья, сахарного производства и многих других отраслей требуют от своих работников углубленных знаний в области кристаллографии.

ТематикаКристаллография

Автор(ы):Урусов В.С.

Издание:Издательство МГУ, Москва, 1987 г., 275 стр., УДК: 548.5

Язык(и)Русский

В учебнике, подготовленном в соответствии с программой, утвержденной Министерством высшего и среднего специального образования СССР, на современном уровне систематически изложены основы теоретической кристаллохимии. Впервые дается исторический очерк развития химической кристаллографии и кристаллохимии После описания важнейших для кристаллохимии свойств атомов и их связей в кристаллической структуре излагаются приемы описания атомного строения кристалла. Отдельные главы посвящены основным категориям кристаллохимии: морфотропии и структурной гомологии, полиморфизму и политипизму, изоморфизму.

Настоящий курс теоретической кристаллохимии существенно отличается, особенно построением, от известных учебников, например от популярной «Кристаллохимии» Г. Б. Бокия, по которой учились многие поколения студентов и последнее, третье, издание которой вышло в 1971 г. В отличие от прежних учебников, он содержит только краткие сведения о геометрических основах кристаллохимии (гл. V). Такое сокращение сделано сознательно, поскольку, как показывает практика преподавания курса кристаллохимии на геологическом факультете МГУ, этот материал лучше усваивается студентами на семинарских занятиях и требует самостоятельной работы по решению задач и упражнений. Большое .число последних читатель найдет в «Руководстве к практическим занятиям по кристаллохимии» Ю. Г. Загальской, Г. П. Литвинской, Ю. К. Егорова-Тисменко (1983).

В учебнике отсутствуют также главы описательной кристаллохимии, которые традиционно отводились для структурно-химической систематики отдельных классов соединений. Здесь эти сведения используются только для иллюстрации кристаллохимических законов и правил (главы III, V—VIII). В то же время в новом варианте курса впервые достаточно полно и последовательно излагается история кристаллохимии (гл. I). Внимание, которое здесь уделяется историческим сведениям, вполне соответствует убеждению В. И. Вернадского (1903), что «сознание исторической эволюции знания... особенно необходимо при изложении современного состояния какой-нибудь науки, так как только этим путем возможно сохранить для будущего исследователя указания на взгляды и факты, которые кажутся автору ложными и неважными,— но которые ход времен как раз выдвинет вперед, как правильные или научно полезные...»

Раздельное рассмотрение имеющих кристаллохимическое значение свойств свободного атома (гл. II) и атома в кристалле (гл. IV), по мнению автора, совершенно необходимо, чтобы показать со всей отчетливостью, что свойства атома (или иона) в кристалле не являются константами, а носят характер эффективных величин, физический смысл и численные значения которых меняются в зависимости от уровня наших знаний. Например, представления о размерах и форме атомов в кристаллах сейчас в нарастающем количестве получают как прямой результат прецизионных рентгеноструктурных исследований распределения электронной плотности (гл. IV), раньше технически недоступных для экспериментатора. Такое разделение подчеркивается и тем, что между указанными описаниями двух наборов атомных свойств помещается изложение теории межатомного взаимодействия в кристаллах (гл. III).

В последних трех главах (VI—VIII) содержится последовательный анализ основных категорий кристаллохимии, крупнейших обобщений этой науки. Автор при написании этих глав стремился показать тесную взаимосвязь между отдельными понятиями и доказать, что современная кристаллохимия вплотную подступила к созданию количественных моделей выработанных ею в течение предыдущих десятилетий представлений об устойчивости структурного типа (морфотроп'ия, полиморфизм — гл. VI, VII и особенно изоморфизм — гл. VIII).

Автор отдает себе отчет в том, что опыт создания по существу первого учебника собственно теоретической кристаллохимии не лишен многочисленных недостатков, и поэтому будет благодарен тем лицам, которые в любой форме внесут свои замечания и пожелания. Автор приносит свою благодарность рецензентам книги - В. А. Франк-Каменецкому и Ю. А. Пятенко, чьи критические замечания и поправки во многом способствовали ее улучшению. Автор признателен также Ю. Г. Загальской, Г. П.Литвинской и Н. Л. Смирновой за внимательное прочтение главы V и И. П. Дейнеко за большую помощь в подготовке рукописи к печати.

ТематикаКристаллохимия

МеткиИзоморфизм, Кристаллическая структура, Кристаллография, Кристаллохимия, Минералогия, Морфотропия, Полиморфизм, Политипизм, Структурная гомология, Учебная литература

Автор(ы):Пущаровский Д.Ю.

Издание:ЗАО Геоинформмарк, Москва, 2000 г., 292 стр., УДК: 548.73, ISBN: 5-900357-50-3

Язык(и)Русский

Дается описание весьма разнообразных физических явлений, сопровождающих процессы рассеяния дифракции рентгеновских волн в кристаллах, без привлечения сложного математического аппарата Рассматриваются природа и свойства рентгеновских лучей, излагаются подходы к решению ряда практических задач рентгенографии минералов, представлены основные принципы теории рассеяния рентгеновских лучей в кристаллах и теоретические основы рентгено-структурного анализа кристаллов Рассмотрены новые приложения рентгено структурного анализа для решения важнейших проблем современной геологии и минералогии

Учебник написан на основе курса лекций по рентгенофафии мине ралов, читаемого студентам Геологического факультета МГУ

Предназначен для студентов и аспирантов геологических вузов, а также для специалистов в области кристаллофафии, минералогии, петрологии, литологии и смежных дисциплин.

Основоположник российской школы рентгеноструктурного анализа кристаллов акад Н В Белов считал, что положение структурной кристаллографии среди других наук можно охарактеризовать центром треугольника, в вершинах которого находятся физика, химия и минералогия Именно в кристаллографии в полной мере проявляется синтез достижений, отмечаемых во всех трех указанных дисциплинах При этом чем выше уровень научных исследований, тем прочнее связь между концепциями и положениями этих наук, а также используемыми в них методами

Современный рентгеноструктурный анализ стал мощным инструментом изучения структуры веществ, открывающим много интересных фактов и позволяющим по-новому взглянуть на ряд природных явлений Общее число расшифрованных к концу 90-х годов структур превысило 300 тыс , а ежегодно структурно исследуется свыше 9 тыс природных и синтетических соединений Благодаря усовершенствованным методам, автоматизированной аппаратуре и вычислительным средствам стало возможным определять структуры самых сложных кристаллов, вплоть до белковых, содержащих сотни и даже тысячи аминогрупп NH2 На основе структурных данных удается интерпретировать разную температуру отдельных частей белковых молекул В специальных рентгеновских камерах достигаются давления, в миллионы раз превосходящие атмосферное, что позволяет моделировать и изучать состояние вещества в глубинных оболочках Земли Иллюстрацией изменения многих свойств различных кристаллов при таких высоких физико-химических параметрах может служить зафиксированный переход молекулярнойструктуры серы с ковалентной связью между атомами в структуру, характеризующуюся металлическим типом межатомных взаимодействий Структурные данные существенно расширяют научные представления о симметрии кристаллов Так, например, в 1984 г открыты квазикристаллы А16Мп, ближний порядок в которых характеризуется запрещенной с точки зрения классической геометрической кристаллографии пятерной поворотной осью Отсутствие четко выраженных параллельных переносов (трансляций) в такого рода кристаллах позволяет заключить, что строгая периодичность в кристаллических структурах не является обязательным условием для получения дифракционных картин

Полученная в течение последних 90 лет кристаллохимическая информация способствовала развитию многих научных дисциплин Однако ее наиболее весомый вклад отмечен в минералогии, где методы рентгеновской дифракции играют ключевую роль в исследовании состава и структуры минералов, расширяя научные представления о минералогической систематике, формах концентрации химических элементов в геосферах, об изоморфизме, полиморфизме и многих других кристаллохимических явлениях в минералах Важнейшая задача этого учебника - знакомство студентов геохимической специальности с теоретическими положениями и основными методическими приемами, используемыми в процессе рентгенографического исследования минералов Учебник написан на основе курса лекций, читаемого студентам геологического факультета МГУ им М В Ломоносова на протяжении последних 10 лет Особенностью курса является описание весьма разнообразных физических явлений, сопровождающих процессы рассеяния и дифракции рентгеновских волн в кристаллах, без привлечения сложного математического аппарата В рентгенографии это вполне реально Недаром один из основоположников современной рентгеновской кристаллографии В Л Брэгг заметил, что если бы такие известные ученые в области физической оптики как О Ж Френель и И Фраунгофер вернулись на Землю, им вполне можно было бы объяснить принципы структурных исследований, используя научные концепции, известные более 160 лет назад Они вряд ли смогли бы понять многие достижения в других об пастях современной физики, однако, уяснив, что рентгеновские лучи - волны с достаточно короткими длинами (0,1-500 А), определенно оказались бы в курсе того, как реализуются исследования в современной структурной кристаллографии <...>

Автор(ы):Гречушников Б.Н., Желудев И.С., Залесский А.В., Пикин С.А., Семилетов С.А., Урусовская А.А., Чистяков И.Г., Шувалов Л.А.

Издание:Наука, Москва, 1981 г., 496 стр., УДК: 548.053

Язык(и)Русский

Настоящий том посвящен изложению физических свойств кристаллов на основе учения о кристаллофизике.
Вначале вводится тензорный аппарат кристаллофизики и рассматриваются общие вопросы симметрии физических свойств кристаллов. Далее рассматриваются механические (упругие свойства, пластическая деформация, механическое двойни ковапие, разрушение), электрические (и основном гегнетоэлсктрнчесюю), магнитные, полупроводниковые и оптические свойства кристаллов. Изложены явления переноса в процессах ллектро- и теплопроводности, а также термоэлектрические, гальвано-и термомагнитиые явления в кристаллах. Описаны физические свойства жидких кристаллов.
Книга рассчитана на научных сотрудников и инженеров, работающих в области исследования, применения и выращивания кристаллов, а также преподавателей, аспирантов и студентов старших Курсов высших учебных Заведении.

ТематикаКристаллография

МеткиКристаллография, Физические свойства кристаллов

Автор(ы):Багдасаров Х.С., Гиваргизов Е.И., Демьянец Л.Н., Кузнецов В.А., Лабочев А.Н., Чернов А.А.

Издание:Наука, Москва, 1980 г., 401 стр., УДК: 548.5

Язык(и)Русский

Предлагаемый читателю третий том «Современной кристаллографии» посвящен научным и практическим вопросам образования кристаллов. В первой части систематически изложены основные представления о фундаментальных явлениях кристаллизации. Здесь рассмотрены: термодинамические движущие силы кристаллизации; структура фазовой границы между кристаллом и его паром, раствором и расплавом; образование зародышей в объемах переохлажденных фаз и на твердых поверхностях; эпитаксия; кинетика послойного и нормального роста; морфология поверхностей; влияние примесей на процессы роста и захват примесей; устойчивость фронта кристаллизации; образование дефолтов при кристаллизации — захват включении, образование дислокаций и остаточных напряжений; массовая кристаллизация и созревание в дисперсных кристаллических системах.
Во второй части книги систематически изложены основы всех методов выращивания кристаллов, получивших достаточно широкое распространение в промышленной и лабораторной практике: отдельно рассмотрены физические и химические методы выращивания из газовой фазы, методы выращивания из низкотемпературных водных растворов, из гидротермальных растворов, из растворов в высокотемпературных расплавах, методы выращивания из расплавов, в том числе при высоких температурах. Описаниям всех методов предпослан анализ их физико-химических основ. Для каждого из методов приведены характерные примеры его применения, разобраны важнейшие характеристики кристаллов, связанные с условиями их получения, диагностика дефектов в кристаллах п некоторые пути управления ростом и реальной структурой кристаллов. Изложены основные принципы выбора подходящей методики для практического выращивания кристаллов с теми или иными свойствами. Книга имеет целью вооружить читателя методическими основами анализа процессов кристаллизации и практического выращивания кристаллов. Изложение требует знакомства читателя с основами физики и химии в объеме начального вузовского курса и не предполагает знакомства с литературой по образованию кристаллов. Вместе с тем значительная часть материала представляет интерес также для специалистов в области образования кристаллов.

Том 2

Автор(ы):Вайнштейн В.Б., Инденбом Л.М., Фридкин В.М.

Редактор(ы):Семилетов С.А.

Издание:Наука, Москва, 1979 г., 360 стр., УДК: 548.0

Язык(и)Русский

Настоящий том посвящен описанию атомного (идеального) строения кристаллов, электронной структуры и динамики решетки, реальной структуры кристаллов с ее разнообразными дефектами.
Излагаются основы теории химической связи между атомами, рассматриваются геометрические представления в теории кристаллической структуры и кристаллохимии, энергия решетки. Описываются важнейшие классы кристаллических структур неорганических и органических соединений, а также строение полимеров, жидких кристаллов, биологических кристаллов и макромолекул.
Даны основы электронной теории кристаллической решетки, позволяющие классифицировать кристаллы по их энергетическому спектру. Рассматриваются динамика решетки и фазовые переходы. Изложены представления о реальной структуре кристаллов с ее различными термодинамически равновесными и неравновесными нарушениями, проанализированы и математически описаны все типы дефектов, особое внимание уделено теории дислокаций.
Книга рассчитана на научных сотрудников, специалистов-практиков и производственников: физиков, химиков, кристаллографов, минералогов, инженеров, изучающих кристаллы и использующих методы и аппарат кристаллографии, а также студентов старших курсов и аспирантов.