ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Содержант Основные обозначения из "Физическая химия твердого тела" КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ. [c.3] РАЗУПОРЯДОЧЕННОСТЬ МЕТАЛЛОВ И ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕ СКИХ СОЕДИНЕНИИ. . [c.3] Большие и все возрастающие потребности новых областей техники стимулируют бурное развитие сравнительно молодой области современного естествознания — химии твердого тела, основными задачами которой являются синтез твердых веществ, изучение их различных физико-химических свойств, реакций с их участием и в конечном итоге создание материалов с заранее заданными свойствами. Успешное решение этих задач немыслимо без глубокого развития физической химии твердого тела, которая, являясь составной частью химии твердого тела, призвана изучать физические основы механизрлов химических процессов в твердых телах. Совершенно очевидно, что область ее применения столь же необъятна, как и материаловедения в целом, и включает в себя такие направления, как вопросы структуры, химической связи, транспортных процессов и химического взаимодействия, в частности химических реакций в кристаллических и аморфных твердых телах. [c.5] Перечисленные направления сравнительно долгое время развивались в значительной мере изолированно друг от друга, однако в настоящее время становится все более очевидной органическая связь между, казалось бы, совершенно различными явлениями. Поэтому физическая химия твердого тела как единая область науки формируется именно сейчас. Процесс этот пока далек от завершения и, вероятно, потребует еще одиого-двух десятилетий. Тем не менее в настоящее время имеются важные предпосылки для объединения различных существующих подходов к решению многих задач в единую теорию, которая в рамках единого формализма описывала бы достаточно широкий круг явлений. При этом желательно, чтобы такая теория опиралась на достаточно простые физические принципы и использовала по возможности простой математический аппарат. [c.5] Данная книга является одной из первых попыток решения этой задачи ее автор стремился к охвату возможно более широкого круга фундаментальных физико-химических явлений в кристаллах в рамках единого и вместе с тем достаточно простого формализма. [c.5] За последние десятилетия было вскрыто большое многообразие дефектной структуры реальных кристаллов, особенно твердых растворов и сильно нестехиометрических соединений. Тем не менее в современной теории разупорядоченности и транспорта в твердых телах доминирующая роль остается за концепцией точечных дефектов (или простейших комплексов, состоящих из точечных дефектов и обладающих некоторыми целочисленными эффективными зарядами). Важнейшим достоинством такой концепции является то, что она позволяет сформулировать в рамках статистической термодинамики достаточно простой математический аппарат, в значительной мере напоминающий хорошо разработанный аппарат классической физической химии растворов. Несмотря на ограниченность такого подхода, он дает возможность построения логически стройной картины, правильно отражающей подавляющее большинство закономерностей, связанных с разупорядоченностью твердых тел. [c.6] В имеющейся литературе существует также значительный разрыв между описанием явлений электронного переноса в твердых телах (главным образом, в металлах и валентных полупроводниках) и различными диффузионными процессами. Вместе с тем статистико-термодинамическая теория разупорядоченности позволяет рассмотреть проблему транспорта в твердых телах в рамках единого формализма и тем самым значительно уменьшить указанный разрыв. При этом оказывается возможным связать воедино большое число самых различных явлений, обусловленных переносом вещества и электричества в твердых телах, в том числе и кинетику гетерогенных процессов, сопровождающих твердофазные химические реакции. [c.6] Изложенные соображения в основном и определили содержание данной книги практическси все рассмотренные здесь явления представлены в свете статистико-термодинамической теории разупорядоченности и переноса в твердых телах. [c.6] Книга рассчитана на читателей, знакомых с курсами общей физики и неорганической химии в объеме обычных вузовских программ. Дополнительные сведения по химической термодинамике, используемые в книге, но не входящие в указанные курсы, кратко изложены в Приложении. [c.7] Автор признателен коллегам по Институту электрохимии Уральского научного центра АН СССР за большую помощь при оформлении рукописи. Он будет рад получить критические замечания читателей о содержании книги и указания на имеющиеся в ней недостатки. [c.7] Основным признаком твердых тел, отличающим их от жидкостей и газов, является малая текучесть, позволяющая им сохранять свою форму при воздействии внешних сил. В кристаллических твердых телах малая текучесть непосредственно связана со строго упорядоченным расположением атомов в узлах кристаллической решетки, характеризующимся высокой устойчивостью. В аморфных твердых телах более или менее упорядоченно взаимное расположение только ближайших соседних атомов, а дальнейший порядок в их расположении отсутствует, так что по структуре аморфные тела больше приближаются к жидкостям, нежели к кристаллам. С этим связаны особенности механических свойств аморфных тел, в частности, плавный переход от жидкого к твердому состоянию, не позволяющий провести четкую границу между обоими состояниями. Хорошо известным примером являются стекла, которые принято относить к твердым телам при температурах, при которых их коэффициент вязкости превышает 10 —Ю (Н-с)/м2 (10 —10 Пз). [c.11] Вернуться к основной статье