Основы кристаллографии


Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации:

Основы кристаллографии Презентация к лекциям Введение. Истоки, развитие, применение кристаллографии ТЕМА 1 Рис. 1. Закономерное расположениеатомов в кристалле золота. (Снято в электронном микроскопе) Рис. 2. Рентгенограмма кристалла Рис. 3. Симметричное расположение атомов в монокристалле платины, сфотографированное с помощью ионного проектора Основные свойства кристаллов Рис. 4. Модельрасположения частиц ввеществе: а - кристалл; б -жидкость; в – газ ТЕМА 1 Закон постоянства гранных углов Рис. 5. Схема параллельного нарастания гранейкристалла. Стрелками изображены нормали к граням ТЕМА 1 Кристаллографическая символика Рис. 6. Симметричный бесконечный ряд с трансляцией «а» Рис. 7. плоская сетка: а-различные основные трансляции; б- различные элементарные ячейки; в- примитивная ячейка Рис. 8. Элементарный параллелепипед (стандартные обозначения) ТЕМА 1 Рис.9 Символы узлов Рис. 10. Символы плоскостей ТЕМА 1 Символы плоскостей и направлений кристаллов гексагональной сингонии Рис. 11. Обозначение плоскостей в гексагональной решетки ТЕМА 1 Примеры определения символов плоскостей и направлений1. Найти символы плоскостей, отсекающей на осях координат отрезки 4а, 3в, 2с.Запишем отношение m:n:p = 4:3:2, отсюда (1/ m): (1/n): (1/p)= (1/4):(1/3): (1/2)= 3:4:6Символ плоскости (hkl)=(346)2. Найти символ плоскости, параллельной осям х и z и отсекающейтри единицы на оси у.Имеем m:n:p= ∞:3: ∞ , отсюда(1/ m): (1/n): (1/p)=0: (1/3):0= (hkl)=(010)3. Определить символ направления, проходящего через начало координат 0 и точку с координатами (а/8, 3в/8, 5с/8).Найдем целочисленные значения отношений координат (1/8):(3/8):(5/8)=1:3:5Это соответствует переносу заданной точки вдоль заданного направления в ближайший к началу координат узел кристаллической решетки с координатами (1,3,5). Символ заданного исправления [135].1.7.4. Определить символ направления, проходящего через точки А и Вс известными координатами: А(0 в/2 с/2) и В(а/2 0 с/2).Вычитая соответственно координаты одной точки из координат другой, что соответствует параллельному переносу вектора АВ в начало координат 0, получают новые координаты вектора (-(а/2) (в/2) 0). Таким образом, решениеэтой задачи сведено к решению предыдущей; заменяя полученное соотношение целочисленным –(1/2):1/2:0=-1:1:0, находят символ направления. ТЕМА 1 Определение символов граней и направлений по методу косинусов в кубической решетке Рис. 12. К выводу соотношения между индексами и направляющими косинусами грани ТЕМА 1 Геометрия кристаллического пространства ТЕМА 2 Кристаллическое строение металлов ТЕМА 2 Рис. 1. Кристаллическая решетка FeO:а – схема; б – пространственное изображение Рис. 2. Кристаллические решетки: а – алмаза; б – графита Рис. 3. Образование диполей при сближении атомов аргона Рис. 4. Кристаллическая решетка иода:а – схема; б – пространственное изображение Кристаллическое строение металлов ТЕМА 2 Рис. 5. Обобществление валентных электронов Рис. 6. Схема изображения пространственной кристаллической решетки металлов с параметрами a, b, c и , ,  α = β = γ = 90° a = b = c Кубическая 7 α = β = γ = 90° a = b ≠ c Тетрагональная 6 α = β = 90°; γ = 120° a = b ≠ c Гексагональная 5 α = β = γ ≠ 90° a = b = c Ромбоэдрическая 4 α = β = γ = 90° a ≠ b ≠ c Ромбическая 3 α = β = 90°; γ ≠ 90° a ≠ b ≠ c Моноклинная 2 α ≠ β ≠ γ a ≠ b ≠ c Триклинная 1 Углы Ребра Система (сингония) № п/п Сингонии кристаллов Типы элементарных ячеек металлов ТЕМА 2 Рис. 7. Объемно-центрированная кубическая элементарная ячейка Рис. 8. Гранецентрированная кубическая элементарная ячейка Рис. 9. Гексагональная плотноупакованная элементарная ячейка ТЕМА 2 Параметры элементарных ячеек /К8/ /К12/ /Г12/ Рис. 10. Схема, показывающая число атомов, находящихся на равномрасстоянии от атома А: а – ОЦК (К8); б – ГЦК (К12); в – ГПУ (Г12) ТЕМА 2 Параметры элементарных ячеек Рис. 11. Индексы кристаллографических плоскостей и направлений в элементарной ячейке Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах ТЕМА 2 Рис. 1. Сплошной спектр рентгеновского излучения; напряжение на трубке V2 > V1 Рис. 2. Характеристический спектр рентгеновского излучения на фоне сплошного Дифракция рентгеновских лучей ТЕМА 2 Метод Лауэ Рис. 4. К выводу уравнения Лауэ для одномерной дифракционной структуры Рис. 5. Схематическое изображение хода лучей при дифракции на атомном ряде условия возникновения дифракционных максимумов при прохождении рентгеновских лучей через кристаллы Для ортогональной кристаллической решетки (в том числе – кубической) это четвертое условие имеет следующий вид: Подход Вульфа–Брэггов Дифракция рентгеновских лучей ТЕМА 2 Рис. 6. Избирательное отражение рентгеновских лучей от системы кристаллографических плоскостей Кристаллическая структура применяемых материалов. Симметрия структуры кристалла ТЕМА 3 Элементы симметрии кристаллических многогранников ТЕМА 3 Рис.1. Атомная плоскость с простыми осями симметрии второго порядка Рис. 2. Атомная плоскость с простыми осями симметрии третьего порядка Рис.3. Атомная плоскость с простыми осями симметрии четвертого порядка Рис.4. Атомная плоскость с простыми осями симметрии шестого порядка Элементы симметрии кристаллических многогранников ТЕМА 3 Рис. 5. Пример зеркальной плоскости симметрии в гексагональной кристаллической структуре Рис. 6. Плоскости симметрии куба Элементы симметрии кристаллических многогранников ТЕМА 3 Рис. 7. Центр симметрии С в элементарном параллелепипеде Рис.8. Инверсионная ось симметрии третьего порядка L3 в тригональной кристаллической структуре ТЕМА 3 Теоремы сложения элементов симметрии Рис. 9. Положение осей L2 и L6 в дипирамиде Формы кристаллов Рис. 10. Некоторые простые формы низшей и средней категории:1 – моноэдр, 2 – пинакоид, 3 – диэдр, 4 – ромбическая призма, 5 – ромбическая пирамида, 6 – ромбический тетраэдр, 7 – тригональная призма, 8 – тетрагональная призма ТЕМА 3 Тип ячейки Бравэ Продолжение таблицы ТЕМА 3 Элементы симметрии кристаллических структур ТЕМА 3 Рис. 11. Примеры плоскости скользящего отражения (типа «С») Рис. 12. Плоскости симметрии m и плоскости скользящего отражения Рис. 13. Плоскость скользящего отражения типа «n» в ОЦК ячейке. Элементы симметрии кристаллических структур ТЕМА 3 Рис. 14. Плоскость скользящего отражения (d) в структуре алмаза Рис. 15. Оси симметрии в призме: простая (а), винтовые правая (б) и левая (в) ТЕМА 4 Дефекты в кристаллах Дефекты кристаллической решетки и их влияние на свойства металлов ТЕМА 4 Вакансии Атом в междоузлии Рис. 1. Виды точечных дефектов: 1 – вакансии; 2 – атом в междоузлии Рис. 2. Схемы краевой (a) и винтовой дислокаций (б, в) в результате неполного сдвига по плоскости в кристаллической решетке Рис. 3. Определение вектора Бюргерса Дефекты кристаллической решетки и их влияние на свойства металлов ТЕМА 4 Рис. 4. Последовательность генерирования (образования 1 – 7) новой дислокации при действии источника Франка–Рида Рис. 5. Схема скопления дислокаций на границах зерен Рис. 6. Схема переползания дислокаций: 1 – перемещение дислокации на место вакансии; 2 – уход атома от дислокации; 3 – начало переползания дислокации; 4 – частица второй фазы, блокирующая скольжение дислокации; 5 – дислокация; 6 – новое положение дислокации после переползания; 7 – направление скольжения дислокации ТЕМА 4 Дефекты кристаллической решетки и их влияние на свойства металлов Рис. 7. Схема влияния плотности дислокаций ρ на предел прочности (σв) и текучести (σ0,2) металлических материалов: 1 – идеальный кристалл без дефектов; 2 – бездефектные кристаллы «усы»; 3 – отожженные металлы; 4 – металлы с увеличенной плотностью дефектов после обработки ТЕМА 4 Дефекты кристаллической решетки и их влияние на свойства металлов Рис. 8. Схемы строения большеугловых (а) и малоугловых (б) границ Зерно I Граница Зерно II d a a a б ТЕМА 5 Кристаллические состояния применяемых материалов ТЕМА 5 Метод просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) Метод ПЭМ с позволяет решать следующие задачи: − характеризация структуры образца в объеме и на поверхности; − определение качественного фазового состава образца; − определение ориентационных соотношений между элементами структуры образца. Рис. 1. Изображения частиц латекса на углеродной пленке Метод просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) ТЕМА 5 Рис. 2. Реплика без затенения (а), топографический контраст (б), контраст плотности и толщины (в) Рис. 3. Высокоразрешающая методикаобнаружения индивидуальных кластеров на кристаллической подложке Al2O3 РАСТРОВАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ ТЕМА 5 Схема образования вторичных сигналов при взаимодействии электронов зонда с веществом мишени. Упрощенная схема, иллюстрирующая работу РЭМ. ТЕМА 6 Кристаллография внутренних процессов в материалах Механизмы кристаллизации ТЕМА 6 Первичная кристаллизация Рис. 1. Свободная энергия жидкого и твердого металлов Рис. 2. Кривые охлаждения чистых металлов в зависимости от скорости охлаждения Рис. 3. Изменение свободной энергии Гиббса в зависимости от размера зародышей: 1 – поверхностная энергия; 2 – суммарная энергия; 3 – объемная энергия ТЕМА 6 Форма кристаллов и строение слитка Рис. 4. Дендритные кристаллы Рис.5. Схема строения литой стали: 1 – зона мелких различно ориентированных кристаллов; 2 – зона столбчатых кристаллов; 3 – зона крупных кристаллов

Приложенные файлы

  • ppt 8942611
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий