Физико-химические основы технологии материалов : учебное пособие (190,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

УДК 620.22(075) ББК 30.3я7 Г17 Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: д-р техн. наук Е. Ю. Разумов гл. инженер ООО «НПП «ТермоДревПром» А. А. Сычев Галяветдинов Н. Р. Г17 Физико-химические основы технологии материалов : учебное пособие / Н. Р. Галяветдинов; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2022. – 88 с. ISBN 978-5-7882-3281-2 Изложены основы современного материаловедения. Рассмотрены различные модели, в том числе на основе фазовых диаграмм и теории химической связи. Подробно обсуждаются теория дефектов в кристаллических твердых телах, процессы кристаллизации и рекристаллизации. Предназначено для бакалавров направлений 29.03.04 «Технология художественной обработки материалов», 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств». Подготовлено на кафедре архитектуры и дизайна изделий из древесины. УДК 620.22(075) ББК 30.3я7 ISBN 978-5-7882-3281-2 © Галяветдинов Н. Р., 2022 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2022

Стр.2

Содержание Введение ........................................................................................................................................... 5 1. Химическая связь ...................................................................................................................... 6 1.1. Подход Кесселя–Льюиса ................................................................................................ 7 1.1.1. Правило октета ........................................................................................................... 8 1.1.2. Ковалентная связь ..................................................................................................... 9 1.1.3. Связь атомов водорода ......................................................................................... 10 1.2. Структуры Льюиса ........................................................................................................... 12 1.3. Ионная или электровалентная связь ...................................................................... 13 1.4. Параметры связи ............................................................................................................. 14 1.4.1. Длина связи ................................................................................................................ 14 1.4.2. Угол связи .................................................................................................................... 15 1.4.3. Порядок связи ........................................................................................................... 16 1.4.4. Резонансные структуры ......................................................................................... 16 1.5. Теория валентных связей ............................................................................................. 17 1.5.1. Концепция перекрытия орбит ............................................................................ 18 1.5.2. Перекрытие атомных орбиталей ...................................................................... 19 1.5.3. Прочность сигма- и пи-связей ............................................................................ 21 1.6. Гибридизация .................................................................................................................... 21 1.7. Молекулярная орбитальная теория .......................................................................... 23 2. Строение твердых тел ........................................................................................................... 25 2.1. Атомное строение твердого тела .............................................................................. 25 2.2. Силы связи в твердом теле .......................................................................................... 29 2.3. Энергия связи ................................................................................................................... 32 2.4. Кристаллическая решетка ........................................................................................... 36 2.5. Типы кристаллических решеток ................................................................................ 40 3. Магнитные свойства кристаллов ...................................................................................... 43 3.1. Локализованные и делокализованные электроны ........................................... 44 3.2. Парамагнетизм ................................................................................................................. 45 3.3. Ферромагнетизм .............................................................................................................. 49 3

Стр.3

3.4. Антиферромагнетики и ферримагнетики ............................................................. 56 3.5. Магнитное хранение данных ..................................................................................... 57 4. Строение, кристаллизация и свойства сплавов. Физико-химические основы формирования кристаллических и аморфных материалов ...................... 59 4.1. Кристаллизация ............................................................................................................... 59 4.1.1. Основные определения кристаллизации ...................................................... 59 4.1.2. Общие параметры кристаллизации и превращения ................................ 60 4.1.3. Процесс кристаллизации чистых металлов .................................................. 62 4.1.4. Дендритное затвердевание ................................................................................. 62 4.1.5. Аллотропия металлов ............................................................................................. 64 4.2. Свойства сплавов ............................................................................................................ 65 4.2.1. Влияние размера зерен на свойства металлов ........................................... 66 4.2.2. Твердый раствор ...................................................................................................... 67 4.2.3. Типы твердых растворов ....................................................................................... 67 4.2.4. Промежуточные фазы ............................................................................................ 69 4.3. Аморфные материалы ................................................................................................... 70 4.3.1. Определяющие законы для аморфных твердых тел ................................. 73 4.3.2. Эффективная температура ................................................................................... 74 4.3.3. Локализация и разрушение ................................................................................. 74 4.3.4. Различие между кристаллическими и аморфными твердыми телами ...................................................................................................................................... 75 4.4. Получение аморфных твердых тел .......................................................................... 78 4.4.1. Закалка расплава ..................................................................................................... 79 4.4.2. Методы конденсации паров ................................................................................ 80 4.4.3. Другие методы получения аморфных твердых тел ................................... 81 4.4.4. Модели структур атомного масштаба ............................................................. 81 Заключение .................................................................................................................................... 84 Литература ..................................................................................................................................... 85 4

Стр.4