з курсу Фізичне матеріалознавство 2 ~ Квазікристалічні і аморфні матеріали Теоретичні питання Розд
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Питання на екзамен
з курсу «Фізичне матеріалознавство 2 –
Квазікристалічні і аморфні матеріали»
Теоретичні питання
Розділ 1. Просторова впорядкованість та будова речовин у конденсованому стані.
- Характеристики речовин в різних агрегатних станах та ступінь їх просторової впорядкованості. Типи порядку в матеріалах, надати їх визначення та кореляційні функції.
- Типи далекого порядку. Трансляційний і орієнтаційний далекий порядок, композиційний та топологічний порядок (безпорядок). Просторова впорядкованість в лінійці аморфні-мезоморфні-квазікристалічні-кристалічні матеріали.
- Кристалічні сингонії, основні параметри елементарної комірки. Типи просторових граток Браве. Класи симетрії Лауе.
- Основні етапи рентгено-структурного аналізу. Множники інтенсивності розсіяння рентгеновського випромінення, їх роль. Роль структурного фактору.
- Визначення симетрії у рентгенівській кристалографії. Систематичні погасання і чому виникають. Закон систематичного погасання для різних операцій симетрії.
- Кластери, механізм росту, основні властивості та характеристики (магічне число). Приклади. Форми кластерних структур.
- Фрактали, механізм росту, основні властивості та характеристики (фрактальна розмірність), методи генерування, класифікація. Приклади.
- Двійники. Підвищена симетрія двійників. Миметичні двійники. Контактні двійники. Композиційна площина двійника. Класифікація двійників за орієнтировкою, за способом отримання. Закон двійникування.
- Гратка двійника та індекс двійника Класифікація двійників за геометрією гратки та згідно дифракційної поведінки. Двійники по мероедрії.
Розділ 2 Квазікристалічні матеріали
- Поняття “кристал”, періодичний і аперіодичний кристал. Основні класи аперіодичних структур. Необхідна і достатня умова кристалічного стану та її наслідки.
- Кристалографічна та некристалографічна симетрія точкової групи. Квазікристали та модульовані структури, ступінь їх просторової впорядковнанності.
- Квазікристали, їх точкові групи симетрії та класифікації за структурним типом і згідно термічної стабільності. Системи, в яких можливе утворення термічно стабільних та метастабільних квазікристалічних фаз.
- Методи синтезу термічно стабільних та метастабільних квазікристалічних фаз. Основні умови для отримання рівноважних квазікристалічних фаз.
- Ікосаедричне пакування атомів. Методи опису структури. (Двофрагментарна модель. Модель ікосаедричного скла. Модель хаотичного (випадкового) покриття. Кластерна модель.)
- Модель Пенроуза, її побудова і властивості. Сіть Аммана - Маккея. Основні способи побудови двофрагментарної моделі.
- Квазікристалічні апроксиманти.
- Дефекти в квазікристалах. Фазони.
- Фізичні властивості квазікристалів (електричні, оптичні, теплові, магнітні, механічні, коррозійні).
- Практичне використання квазікристалів.
Розділ 3 Аморфні матеріали
- Аморфний стан і аморфні речовини, їх приклади. Ступінь просторової впорядкованості та її вплив на характер властивостей. Різниця у властивостях рідкого і твердого аморфного стану.
- Особливості процесів нагріву та охолодження аморфних матеріалів. Температури плавлення, склування та кристалізації. Стабільність аморфних матеріалів.
- Аморфні метали. Скло. Класифікація аморфних металевих сплавів (АМС)
- Методи отримання аморфних металевих сплавів, їх характеристики та схеми. Критерії легкої аморфізаціїї матеріалів
- Кристалізація аморфних сплавів, типи кристалізації, вплив різних факторів на температуру кристалізації.
- Атомна будова АМС. Функція радіального розподілу атомів (ФРРА) та функція парного розподілу. Порівняння ФРРА для монокристалу, полікристалу і аморфного стану.
- Параметри близького порядку та їх експериментальне визначення.
- Структурні моделі аморфного стану.
- Дефекти в аморфних сплавах. Експериментальні данні. Вплив дефектів на властивості. структурної релаксації
- Механічні властивості аморфних сплавів. Крихкість при відпалі. Механізми деформації та руйнування.
- Фізичні властивості АМС: електричні, теплові, корозійні, дифузійні та інші функціональні властивості (магнітостікційні та інварні).
- Магнітні властивості АМС. Аморфні феромагнетики. Процеси намагнічування в аморфних сплавах
- Практичне використання АМС.
Практичні завдання
- Визначити симетрію кристалів за даними електронної або рентгенівської дифракції
- Записати матричні представлення всіх відомих Вам операцій симетрії (центр інверсії, площина відбиття, осі симетрії, центрування…).
- Записати матричне представлення всіх операцій симетрії, що входять до точкової групи mmm.
- Знайти матричне представлення всіх операцій симетрії низькотемпературної модифікації кварца (точкова група 32).
- Провести розрахунок структурних факторів для ГЦК, ОЦК, ГПУ, NaCl, CsCl ґраток і вивести закони погасання рефлексів для відповідних структур
- Накресліть правильні поліедри (Платонові тіла)? Скільки вони мають граней, ребер, вершин? яку симетрію?
- Навести приклади законів двійникування для кристалів різних сингоній .
- Як за якісним аналізом дифракційних даних можна передбачити наявність двійнику?
- Особливі знаки, що свідчать про можливу наявність мероедричного двійника
- Відмінність квазікристалів від кристалічних матеріалів.
- Навести системи, в яких формуються стабільні, а в яких метастабільні квазікристалічні фази.
- Скласти мозаїку Пенроуза, користуючись двома золотими ромбами, згідно правила узгодження.
- Навести числову послідовність Фібоначчі (лінійні рекурентні співвідношення). Золота середина (перетин) t
- У таблиці наведено результати індиціювання примітивної ікосаедричної гратки квазікристалу Zn-Ni-Sc за системою Елсера – використовуючи 6 індексів Міллєра. Завдання - розрахувати індекси для наведених інтерференційних ліній від квазікристалу за системою Кана.
- Нехай лінійний відрізок АС поділено на дві частини в точці В. Припустимо, відрізок АС=х, а його частина АВ=1 та виконується наступне співвідношення ВС/АВ=АВ/АС. Знайдіть значення «золотого перетину» з цього співвідношення, якщо =х (знайти х як корні квадратного рівняння). Дайте геометричне визначення «золотого перетину».
- Продовжить наступні математичні співвідношення для степеневого ряду числа (які корисні для геометричних розрахунків ікосаедрону), користуючись виразом квадратного рівняння для .
0=1
1=
2=+1
3=2+=2+1
4=…..
5=….
…..
10=….
- Запишіть послідовністі Фібоначчі, що складаються з двох відрізків довжиною L (довгий) і S (короткий) для різних періодів (етапів) n=0….10, використовуючи наступне правило заміни (перетворення інфляції) на кожному етапі – : LLS, SL.
n=0 L
n=1 LS
n=2 …..
……
n=10 ……
- Наведіть послідовності Фібоначчі, що складаються з двох відрізків довжиною L (довгий) і S (короткий), для раціональних апроксимант одномірного квазікристалу з різними періодами. Що означає 1/1, 2/1, 3/2, 5/3…в позначенні апроксиманти? Які апроксиманти точніше опишуть квазікристал?
1/1 LS
2/1 …….
…….
- Наведіть рекурентне співвідношення та запишіть числову послідовність Фібоначчі.
- Порівняти ФРРА для монокристалу, полікристалу і аморфного стану. Як визначити параметри ближнього порядку?