Разработка функциональных материалов методами химии твердого тела для нефтегазового комплекса. Журнал химия твердого тела

Физика и химия твердого тела. Том 1

Описание:

Учебник для студентов технических вузов, обучающихся по направлениям "Материаловедение и технология новых материалов", "Химическая технология материалов и изделий электронной техники" и "Физико-химические методы исследования процессов и материалов", рассчитан на подготовку как бакалавров и инженеров, так и магистров разных твердотельных специальностей. Может быть использован аспирантами, научными сотрудниками и инженерами, работающими в областях разработки и исследования свойств металлов и сплавов, полупроводников, керамических и композиционных материалов. С единых современных представлений рассмотрены кристаллическая и электронная структуры твердых тел с разной природой химической связи, динамика кристаллической решетки и дефекты в твердых телах. На основе этих представлений анализируются явления на поверхности, объемные превращения и реакционная способность твердых тел, свойства важнейших твердотельных материалов: магнетиков, сегнето- и пироэлектриков, полупроводников, сверхпроводников, композитов. В первом томе учебника изложены кристаллографический и кристаллохимический аспекты структуры твердых тел, их электронная структура, ее изменения в кристалле с дефектами, макро- и микродинамика кристаллической решетки и общие свойства твердых тел, формируемые электронным спектром, фононами и дефектами кристаллов.

Оглавление:

Предисловие [7]Введение [9]  В1. Научная и техническая значимость физики и химии твердого тела [9]  В2. Принципы построения учебника "Физика и химия твердого тела" [15]Глава 1. НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ХИМИИ, ФИЗИКИ И ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ [18]  1.1. Основные химические понятия [18]  1.2. Классификация твердых тел. Природа химической связи [23]  1.3. Основы статистической физики и химической термодинамики [37]  1.4. Принципы физико-химического анализа [57]  1.5. Физико-химическая трактовка твердых растворов [66]  1.6. Закономерности кинетики молекулярных процессов [73]  1.7. Симметрия в природе и в твердых телах [76]  1.8. Кристаллографическое и кристаллохимическое описание твердых тел [81]  Задачи [99]  Контрольные вопросы и задания [101]Глава 2. ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА ТВЕРДЫХ ТЕЛ [103]  2.1. Зонный характер энергетического спектра электронов в твердых телах [103]  2.2. Энергетический спектр электронов в трехмерном кристалле [116]  2.3. Построение зон Бриллюэна ++ [126]  2.4. Заполнение зон электронами [128]  2.5. Общий алгоритм построения поверхностей Ферми [136]  2.6. Поверхности Ферми некоторых металлов ++ [139]  2.7. Поверхности Ферми в металлах с частично заполненными d- и f- оболочками ++ [142]  2.8. Зонная структура полупроводников [143]  2.9. Плотность квантовых состояний в зонах и их распределение по энергиям [153]  2.10. Экспериментальные подтверждения существования зонной структуры твердых тел [159]  2.11. Свойства твердых тел, формируемые энергетическим спектром электронов [163]  Задачи [178]  Контрольные вопросы и задания [180]Глава 3. ДИНАМИКА КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ [181]  3.1. Два вида динамики [181]  3.2. Континуальный анализ упругости твердых тел [184]  3.3. Экспериментальные определения упругих модулей твердых тел [189]  3.4. Для чего нужно знать упругие характеристики твердых тел? [194]  3.5. Атомистический анализ динамики кристаллической решетки [197]  3.6. Дуализм описания колебаний атомов кристаллической решетки [209]  3.7. Свойства твердых тел, формируемые фононным спектром [215]  3.8. Эффекты энгармонизма колебаний атомов кристаллических решеток [225]  Задачи [236]  Контрольные вопросы [237]Глава 4. ДЕФЕКТЫ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ [239]  4.1. Общие представления о дефектах в кристаллах [239]  4.2. Вакансии в металлах и металлических сплавах [245]  4.3. Вакансии в твердых телах с ионной химической связью [255]  4.4. Вакансии в ковалентных кристаллах [261]  4.5. Миграция вакансий и самодиффузия атомов в кристаллах [263]  4.6. Антиструктурные дефекты [270]  4.7. Термодинамика собственных точечных дефектов [270]  4.8. Примесные точечные дефекты (общие сведения) [285]  4.9. Способы термодинамического описания примесной растворимости в кристалле [292]  4.10. Микроскопическая модель растворения примесей в узлах кристаллической решетки [300]  4.11. Микроскопическая модель растворения примесей в межузлиях кристаллической решетки [303]  4.12. Свойства, определяемые точечными дефектами [313]  4.13. Диффузия примесных атомов [322]  4.14. Взаимодействие точечных дефектов [333]  4.15. Радиационные дефекты [350]  Задачи [359]  Контрольные вопросы и задания [360]Глава 5. ЛИНЕЙНЫЕ И ПЛОСКИЕ ДЕФЕКТЫ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ [362]  5.1. Общие представления о дислокационных дефектах в кристаллах [362]  5.2. Энергетика дислокаций [369]  5.3. Взаимодействие дислокаций с дефектами [375]  5.4. Источники образования дислокаций [381]  5.5. Свойства твердых тел, определяемые дислокациями [383]  5.6. Плоские дефекты [391]  Задачи [396]  Контрольные вопросы [396]Глава 6. ОБЪЕМНЫЕ (МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ) ДЕФЕКТЫ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ [397]  6.1. Виды объемных дефектов [397]  6.2. Макронапряжения [399]  6.3. Трещины [405]  6.4. Поры [414]  6.5. Другие объемные дефекты [423]  6.6. Проявление объемных дефектов в свойствах твердых тел [424]  Контрольные вопросы [431]Приложения [432]  П 1.1. Базисные векторы решетки Браве [432]  П 2.1. Обратное пространство и обратная решетка [435]  П 3.1. Тензоры [450]  П 3.2. Принцип фазового запаздывания [465]  П 3.3. Таблицы коэффициента / в (3.76) ++ [468]  П 3.4. Сокращенные таблицы коэффициента / в соотношении (3.79) ++ [468]  П 4.1. Решения некоторых типовых диффузионных задач [470]  П 4.2. Вывод уравнения (4.277) [476]Библиографический список [477]

www.nehudlit.ru

ХИМИЯ ТВЁРДОГО ТЕЛА • Большая российская энциклопедия

ХИ́МИЯ ТВЁРДОГО ТЕ́ЛА (хи­мия твёр­до­го со­стоя­ния, хи­мия ма­те­риа­лов), раз­дел хи­мии, на­прав­лен­ный на раз­ви­тие ме­то­дов син­те­за твёр­дых ве­ществ и ма­те­риа­лов с за­дан­ны­ми кри­стал­лич. струк­ту­рой, мор­фо­ло­ги­ей, фи­зи­ко-хи­мич. и био­ло­гич. свой­ст­ва­ми. Изу­ча­ет строе­ние, хи­мич. и фи­зич. свой­ст­ва твёр­дых тел, про­те­ка­ние хи­мич. ре­ак­ций в них и осо­бен­но взаи­мо­связь ме­ж­ду со­ста­вом, кри­стал­лич. струк­ту­рой, мик­ро­струк­ту­рой и свой­ст­ва­ми твер­до­фаз­ных со­еди­не­ний и ве­ществ. Объ­ек­ты син­те­за и ис­сле­до­ва­ния в Х. т. т. – кри­стал­лич., на­нок­ри­стал­лич. и аморф­ные, не­ор­га­нич. и ор­га­нич. твер­до­фаз­ные ве­ще­ст­ва и ма­те­риа­лы.

Вы­де­ле­ние Х. т. т. в са­мо­сто­ят. нау­ку обу­слов­ле­но по­яв­ле­ни­ем воз­мож­но­стей для син­те­за но­вых твер­до­фаз­ных ма­те­риа­лов, не су­ще­ст­вую­щих в при­ро­де. Х. т. т. изу­ча­ет ус­ло­вия и ме­ха­низ­мы на­прав­лен­но­го по­лу­че­ния твер­до­фаз­ных хи­мич. со­еди­не­ний и их ком­по­зи­тов, их разл. фи­зи­ко-хи­мич. свой­ст­ва, осо­бен­но­сти фор­ми­ро­ва­ния мак­ро- и мик­ро­струк­ту­ры не­ор­га­нич., по­ли­мер­ных и ком­по­зиц. ма­те­риа­лов с за­дан­ны­ми и кон­тро­ли­руе­мы­ми улуч­шен­ны­ми экс­плуа­тац. свой­ст­ва­ми.

Центр. ме­сто в Х. т. т. за­ни­ма­ют пред­став­ле­ния о де­фект­ной струк­ту­ре и не­сте­хио­мет­рии кри­стал­лич. твёр­дых ве­ществ, а так­же осо­бен­но­стях твер­до­фаз­ной атом­ной и ион­ной диф­фу­зии. Имен­но по­это­му ста­нов­ле­ние Х. т. т. про­ис­хо­ди­ло па­рал­лель­но с раз­ви­ти­ем пред­став­ле­ний о де­фек­тах струк­ту­ры, не­сте­хио­мет­рии, упо­ря­до­че­нии и ра­зу­по­ря­до­че­нии и с ис­поль­зо­ва­ни­ем ме­то­дов кри­стал­ло­гра­фии, кри­стал­ло­хи­мии, кван­то­вой хи­мии, мо­ле­ку­ляр­ной ди­на­ми­ки и ком­пь­ю­тер­но­го мо­де­ли­ро­ва­ния.

Осн. на­уч. за­да­чи Х. т. т.: по­строе­ние фа­зо­вых диа­грамм мно­го­ком­по­нент­ных сис­тем на ос­но­ве дан­ных тер­мич. ана­лиза, ди­фрак­ци­он­ных и тер­мо­ди­на­мич. дан­ных, по­лу­чен­ных при разл. темп-рах и дав­ле­ни­ях; ис­сле­до­ва­ние влия­ния де­фек­тов, не­сте­хио­мет­рии и атом­но­го бес­по­ряд­ка на струк­ту­ру и свой­ст­ва твёр­дых ве­ществ, осо­бен­но ок­си­дов, кар­би­дов, нит­ри­дов и халь­ко­ге­ни­дов со сме­шан­ным ти­пом хи­мич. свя­зи; ана­лиз и по­строе­ние диа­грамм ти­па «со­став – струк­ту­ра – свой­ст­ва», обес­пе­чи­ваю­щих направ­лен­ный син­тез твёр­дых ве­ществ с за­дан­ны­ми свой­ст­ва­ми.

Х. т. т. яв­ля­ет­ся ком­плекс­ной меж­дис­ци­п­ли­нар­ной на­уч. дис­ци­п­ли­ной, ле­жащей на сты­ке фи­зич. и не­ор­га­нич. хи­мии, фи­зи­ки твёр­до­го те­ла, кри­стал­ло­хи­мии, хи­мич. тер­мо­ди­на­ми­ки и ма­те­риа­ло­ве­де­ния и ис­поль­зую­щей ме­то­ды этих на­ук. При­ме­ня­ет раз­но­об­раз­ные ме­то­ды по­лу­че­ния ма­те­риа­лов: вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ное спе­ка­ние на воз­ду­хе и в ва­куу­ме, са­мо­рас­про­ст­ра­няю­щий­ся вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ный син­тез, тер­мо­ба­рич. и ме­ха­но­хи­мич. син­тез, плаз­мо­хи­мич. син­тез и зон­ную плав­ку, хи­мич. и фи­зич. оса­ж­де­ние из га­зо­вой фа­зы, золь-гель син­тез, хи­мич. оса­ж­де­ние из рас­тво­ров. Х. т. т. ис­поль­зу­ет все фи­зич. и фи­зи­ко-хи­мич. ме­то­ды изу­че­ния твёр­до­го те­ла (оп­тич. мик­ро­ско­пия, маг­не­то­хи­мия, ка­ло­ри­мет­рия, тер­мо­ана­лиз, спек­тро­ско­пия – ульт­ра­фио­ле­то­вая, ви­ди­мая, ин­фра­крас­ная, ра­ма­нов­ская, рент­ге­нов­ская фо­то­элек­трон­ная, Оже), осо­бое вни­ма­ние уде­ля­ет­ся ис­сле­до­ва­нию кри­стал­лич. струк­ту­ры и мик­ро­струк­ту­ры (рент­ге­нов­ская, ней­трон­ная и элек­трон­ная ди­фрак­ция, диф­фуз­ное и ма­ло­уг­ло­вое рас­сея­ние, ЯМР, по­ля­ри­за­ци­он­ная и флуо­рес­цент­ная оп­тич. мик­ро­ско­пия, элек­трон­ная ска­ни­рую­щая и про­све­чи­ваю­щая мик­ро­ско­пия). Элек­трон­ное строе­ние твёр­дых тел изу­ча­ет­ся с при­ме­не­ни­ем объ­ём­ных и по­верх­но­ст­ных экс­пе­рим. ме­то­дов, с по­мо­щью кван­то­во­хи­мич. рас­чё­тов.

Историческая справка. 

Ал­хи­мич. дог­ма «те­ло не дея­тель­но, ес­ли оно не жид­кое» бы­ла ру­ко­во­дя­щей ус­та­нов­кой для хи­ми­ков до кон. 19 в. и за­тор­мо­зи­ла ис­сле­до­ва­ния хи­мич. ре­ак­ций в твёр­дом те­ле. Ос­но­вы Х. т. т. за­ло­жи­ли А. Му­ас­сан, впер­вые на­чав­ший ис­сле­до­вать свой­ст­ва твёр­дых ве­ществ при вы­со­кой (до 1000 °C) темп-ре, и Д. К. Чер­нов, ус­та­но­вив­ший связь струк­ту­ры и свойств ста­лей и спла­вов с го­ря­чей ме­ха­нич. и тер­мич. об­ра­бот­кой.

Тер­мин «хи­мия твёр­дых ве­ществ» ввёл в на­уч. прак­ти­ку в 1902 рос. хи­мик Ф. М. Фла­виц­кий, на­блю­дав­ший про­те­ка­ние твер­до­фаз­ных ре­ак­ций при ме­ха­нич. об­ра­бот­ке по­рош­ков. Со­от­вет­ст­вую­щий анг­лоя­зыч­ный тер­мин «so­lid state che­mi­stry» поя­вил­ся в 1928–30. Наи­боль­ший ин­те­рес к про­бле­мам твер­до­фаз­ных взаи­мо­дей­ст­вий и пре­вра­ще­ний в 1900–1920-х гг. про­яви­ли Н. С. Кур­на­ков, нем. хи­ми­ки Г. Там­ман, К. Ту­бандт.

От­кры­тие ди­фрак­ции рент­ге­нов­ских лу­чей (М. Ла­уэ, 1912), при­ме­не­ние кри­стал­ло­гра­фии и соз­да­ние кри­стал­ло­хи­мии (В. Гольд­шмидт, А. В. Шуб­ни­ков, Н. В. Бе­лов), ис­поль­зо­ва­ние фи­зи­ко-хи­мич. ана­ли­за (Н. С. Кур­на­ков) яви­лись важ­ней­ши­ми эта­па­ми ис­то­рич. раз­ви­тия Х. т. т. Важ­ную роль в ста­нов­ле­нии Х. т. т. сыг­ра­ли ра­бо­ты по тео­рии то­чеч­ных де­фек­тов в кри­стал­лах (Я. И. Френ­кель, 1926; В. Шотт­ки и нем. фи­зи­ко­хи­мик К. Ваг­нер, 1930), по за­ви­си­мо­сти ре­ак­ци­он­ной спо­соб­но­сти твёр­дых тел от ти­па и кон­цен­тра­ции де­фек­тов (К. Ваг­нер, 1930–40), по опи­са­нию твер­до­фаз­ных ре­ак­ций и рав­но­ве­сия де­фек­тов с по­мо­щью ква­зи­хи­мич. ме­то­да (ни­дерл. фи­зи­ки Ф. Крё­гер, Х. Винк, 1956–64), по рас­чё­ту рав­но­вес­ных фа­зо­вых диа­грамм упо­ря­до­чи­ваю­щих­ся сис­тем ме­то­дом ва­риа­ции кла­сте­ров (япон. фи­зик Р. Ки­ку­ти, 1951), тер­мо­ди­на­мич. ме­то­да­ми Termo-Calc и CALPHAD (швед. фи­зик Б. Сунд­ман, 1980), ме­то­дом функ­цио­на­ла па­ра­мет­ров по­ряд­ка (рос. фи­зи­ко­хи­ми­ки А. А. Рем­пель и А. И. Гу­сев, 1988). В СССР офиц. оформ­ле­ние Х. т. т. как са­мо­сто­ят. на­уч. дис­ци­п­ли­ны про­ис­хо­ди­ло в 1960–1980-х гг. и свя­за­но с на­уч. дея­тель­но­стью кол­лек­ти­вов, ру­ко­во­ди­мых В. В. Бол­ды­ре­вым, Ю. Д. Треть­я­ко­вым и Г. П. Швей­ки­ным.

Раз­ви­тию Х. т. т. спо­соб­ст­во­ва­ли та­кие от­кры­тые во 2-й пол. 20 в. яв­ле­ния, как вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ная сверх­про­во­ди­мость, су­пер­ион­ная про­во­ди­мость, ги­гант­ское маг­не­то­со­про­тив­ле­ние. При­ме­не­ние ком­пь­ю­тер­ной тех­ни­ки при­ве­ло к по­яв­ле­нию ком­пь­ю­тер­но­го ма­те­риа­ло­ве­де­ния и ком­пь­ю­тер­ной кван­то­вой хи­мии твёр­до­го те­ла.

Практическое значение. 

Раз­ви­тие Х. т. т. идёт в на­прав­ле­нии соз­да­ния ма­те­риа­лов для био­ло­гии и ме­ди­ци­ны, спо­соб­ст­вую­щих со­хра­не­нию здо­ро­вья и улуч­ше­нию ка­че­ст­ва жиз­ни че­ло­ве­ка. С це­лью эф­фек­тив­ной и энер­го­сбе­ре­гаю­щей пе­ре­ра­бот­ки ми­нер. сы­рья раз­ви­ва­ют­ся ме­то­ды «зе­лё­ной» Х. т. т., при­зван­ные со­хра­нить ок­ру­жаю­щую сре­ду. Для ре­ше­ния про­блем эко­ло­гии раз­ра­ба­ты­ва­ют­ся фо­то­ка­та­ли­за­то­ры для очи­ст­ки сточ­ных вод и пром. вы­бро­сов в ат­мо­сфе­ру от вред­ных при­ме­сей. Для эко­номии энер­гии и при­род­ных ре­сур­сов раз­ви­ва­ют­ся ме­то­ды син­те­за и ди­зай­на но­вых ис­точ­ни­ков све­та, сол­неч­ных эле­мен­тов, тер­мо­элек­три­ков, фо­то­ка­та­ли­за­то­ров для по­лу­че­ния во­до­ро­да из во­ды, твер­до­ок­сид­ных мем­бран, твёр­дых элек­тро­ли­тов. Од­но из осн. на­прав­ле­ний совр. раз­ви­тия Х. т. т. – пе­ре­ход к син­те­зу, изу­че­нию и при­ме­не­нию твер­до­фаз­ных ве­ществ и ма­те­риа­лов в на­нострук­ту­ри­ров. со­стоя­нии, к соз­да­нию на­но­тех­но­ло­гий, по­зво­ляю­щих по­лу­чать на­но­ст­рук­ту­ри­ров. ма­те­риа­лы с ато­мар­ной точ­но­стью.

Пред­став­ле­ния, раз­ви­вае­мые Х. т. т., на­хо­дят ши­ро­кое при­ме­не­ние в син­те­зе и тех­но­ло­гии но­вых не­ор­га­нич. ма­те­риа­лов (кер­ме­тов, ком­по­зи­тов, сверх­про­вод­ни­ков, су­пер­ион­ных про­вод­ни­ков), мик­ро­элек­тро­ни­ке, на­но­элек­тро­ни­ке, фо­то­ни­ке и био­сен­со­ри­ке. Все раз­де­лы Х. т. т., свя­зан­ные с изу­че­ни­ем раз­ных клас­сов хи­мич. со­еди­не­ний и ве­ществ, име­ют ши­ро­кое прак­тич. при­ме­не­ние. Тра­диц. кон­ст­рукц. и функ­цио­наль­ные ма­те­риа­лы, раз­ра­ба­ты­вае­мые с по­мо­щью Х. т. т., пред­на­зна­че­ны для всех от­рас­лей пром-сти; осо­бо твёр­дые и проч­ные, лег­ко­плав­кие и ту­го­плав­кие ма­те­риа­лы вос­тре­бо­ва­ны об­ра­ба­ты­ваю­щей, стро­ит. и элек­трон­ной пром-стью и пром. от­рас­ля­ми, свя­зан­ны­ми с кос­мич. дея­тель­но­стью.

Син­тез и изу­че­ние твер­до­фаз­ных ма­те­риа­лов для ге­те­ро­ген­но­го ка­та­ли­за спо­соб­ст­ву­ют по­яв­ле­нию и раз­ви­тию но­вых хи­мич. тех­но­ло­гий. Ис­сле­до­ва­ния в об­лас­ти твёр­дых элек­тро­ли­тов и су­пер­ион­ных про­вод­ни­ков слу­жат ос­но­вой для раз­ра­бот­ки но­вых ти­пов ак­ку­му­ля­то­ров, сверхъ­ём­ких кон­ден­са­то­ров, то­п­лив­ных эле­мен­тов для во­до­род­ной энер­ге­ти­ки. Соз­да­ние ма­те­риа­лов для тер­мич. па­не­лей и по­лу­про­вод­ни­ко­вых фо­то­элек­трич. пре­об­ра­зо­ва­те­лей на­прав­ле­но на эко­но­мич­ное пре­об­ра­зо­ва­ние сол­неч­ной энер­гии в элек­три­че­ст­во, а при­ме­не­ние но­вых ма­те­риа­лов в све­то­ди­од­ных уст­рой­ст­вах обес­пе­чи­ва­ет эко­но­мию элек­тро­энер­гии. Фор­ми­ро­ва­ние час­тиц за­дан­ных раз­ме­ра и фор­мы са­мых разл. ма­те­риа­лов на­чи­на­ет ак­тив­но ис­поль­зо­вать­ся в та­ких раз­ви­ваю­щих­ся ад­ди­тив­ных тех­но­ло­ги­ях, как 3D-прин­ти­ро­ва­ние и по­слой­ная ру­лон­ная тех­но­ло­гия. Соз­да­ние на­но­струк­ту­ри­ров. ве­ществ и ма­те­риа­лов разл. на­зна­че­ния слу­жит ос­но­вой совр. на­но­элек­тро­ни­ки и фо­то­ни­ки.

bigenc.ru

Физическая химия твердого тела - Чеботин В.Н. (1982) » База РуНет - Информационно

Vole PDF Creator Professional 3.76.8062Vole PDF Creator программа позволяет создавать профессиональный PDF документ с самого нуля. С помощью встроенного редактора вы можете создать многоуровневую систему. Вы можете ...

MediBang Paint Pro 16.0 (x86/x64)MediBang Paint Pro программный продукт с мощнейшим перечнем возможностей для творческих людей, чья профессия заключается в рисовании и разработке профессиональных комиксов. Кроме ...

Google Earth Pro 7.3.2.5481 RePack/Portable by elchupacabraGoogle Earth предоставляет возможность увидеть крупным планом разную часть мира, а некоторые места изучить с расстояния в несколько метров. Показывает спутниковые изображения, в ...

Windows 10 Manager 2.3.0 Final RePack/Portable by DiakovWindows 10 Manager - представляет собою очень эффективную программу-планировщик. Основными функциями данного софта считаются высококачественная оптимизация, очистка и настройка OS ...

ExpressVPN Premium 6.6.1ExpressVPN высокоскоростной прокси-сервис VPN, который гарантирует для вас конфиденциальность и безопасность. С помощью всего нескольких нажатий вы сумеете защищено и анонимно ...

Cockos REAPER 5.92 RePack/Portable by elchupacabraCockos REAPER цифровая рабочая аудио станция, программная среда для аудио производства, записи и аудио инженеринга. Программа обладает широкими функциональными возможностями и ...

Media Player Classic Home Cinema 1.7.17 RePack/Portable by elchupacabraMedia Player Classic Home Cinema популярный проигрыватель аудио и видео файлов, основанный на известном проигрывателе Media Player Classic. и одного из лучших наборов ...

Ashampoo WinOptimizer 16.00.11 (ML/RUS) PortableКогда Вам заметили, то что при работе в операционной системе Windows наблюдаются зависания, а еще значительное снижение быстродействия, какое невозможно устранить обычными ...

Bandicam 4.1.4.1413 Repack/Portable by TryRooMBandicam С этой удобной программой в использовании вы сможете записывать выбранную вами область на экране персонального компьютера. Bandicam умеет захватывать совершенно все что ...

TweakBit Driver Updater 2.0.0.12 RePack/Portable by TryRooMTweakBit Driver Updater самая простая в применении и мощная программа, которая служит для обнаружения недостающих и обновления устаревших драйверов на Вашем ПК.

Ashampoo Photo Optimizer 7.0.0.34 RePack/Portable by TryRooMAshampoo Photo Optimizer программа для оптимизации и улучшения качества цифровых фотографий. Позволяет корректировать контрастность, яркость и цветовой баланс. Кроме того в ...

Restorator 2018 3.90 Build 1793 + RusRestorator обладает интуитивно понятным пользовательским интерфейсом, который позволяет открывать разные системные файлы обращаясь к их ресурсам, а после вы сможете смело изменять ...

basaru.net.ru

"Физика твердого тела"

Организация

Статей

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия

1948

Институт физики металлов Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург, Россия

450

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия

406

Институт физики им Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Красноярск, Россия

292

Институт физики твердого тела Российской академии наук, Черноголовка, Московская обл., Россия

166

Институт химии твердого тела Уральского oтделения Российской академии наук, Екатеринбург, Россия

162

Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

147

Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия

116

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, Санкт-Петербург, Россия

109

Уральский федеральный университет им. Б.Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия

107

Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Красноярск, Россия

104

Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук, Москва, Россия

100

Институт проблем машиноведения Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия

99

Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия

98

Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия

95

Ульяновский государственный университет, Ульяновск, Россия

91

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия

84

Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург, Россия

84

Санкт-Петербургский государственный технический университет, Санкт-Петербург, Россия

84

Институт проблем машиноведения РАН, Санкт-Петербург, Россия

83

Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия

82

Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН, Красноярск, Россия

78

Воронежский государственный технический университет, Воронеж, Россия

75

Уральский государственный технический университет, Екатеринбург, Россия

71

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, Екатеринбург, Россия

67

Научно-исследовательский институт физики Южного федерального университета, Ростов-на-Дону, Россия

65

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Российской академии наук, Москва, Россия

65

Российский научный центр "Курчатовский институт", Москва, Россия

62

Донецкий физико-технический институт Академии наук Украины, Донецк, Украина

59

Казанский государственный университет, Казань, Россия

57

Уральский государственный университет, Екатеринбург, Россия

54

Институт физики микроструктур Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия

54

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия

51

Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского Российской академии наук, Казань, Россия

51

Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Российской академии наук, Гатчина, Ленинградская обл., Россия

51

Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (Технический университет), Москва, Россия

48

Донецкий физико-технический институт Национальной академии наук Украины, Донецк, Украина

47

Институт общей физики Российской академии наук, Москва, Россия

45

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия

45

Уральский государственный университет им. А.М. Горького, Екатеринбург, Россия

44

Ростовский государственный университет, Ростов-на-Дону, Россия

44

Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина, Тамбов, Россия

43

Институт спектроскопии Российской академии наук, Троицк, Московская обл., Россия

43

Институт физики полупроводников Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия

41

Институт цветных металлов и материаловедения Сибирского федерального университета, Красноярск, Россия

40

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ", Санкт-Петербург, Россия

40

Институт проблем химической физики Российской академии наук, Черноголовка, Московская обл., Россия

40

Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург, Россия

39

Уральский государственный технический университет (УПИ), Екатеринбург, Россия

39

Институт проблем химической физики РАН, Черноголовка, Россия

39

journals.ioffe.ru

Кафедра химии твердого тела – Химический факультет ННГУ

Руководитель коллектива: д.х.н, профессор Сулейманов Е.В.

Творческий коллектив:

• к.ф.-м.н. Алексеев Е.В.,
• к.ф.-м.н. Истомин Л.А.,
• к.ф.-м.н. Сомов Н.В.,
• к.х.н. Корытцева А.К.,
• к.х.н. Лелет М.И.,
• аспирант Фукина Д.Г.,
• аспирант Кириллова Н.В.,
• магистрант Бородулина М.Л.,
• студенты химического факультета ННГУ.

Цель и содержание работы.

Проводимые исследования направлены на установление взаимосвязи между составом и строением кислородных неорганических соединений поливалентных металлов с целью разработки научных основ получения керамических материалов с заданными свойствами.

Среди множества способов решения этой задачи нами выбран подход, со-стоящий в проведении систематических исследований морфотропных (изоформульных) рядов соединений. К числу таковых принадлежат сложные оксиды, образующиеся в системах сложных оксидов вида Ak – BV(BVI)– CVI – O, где элементы Ak – щелочные и щелочноземельные металлы, двухвалентные металлы 3(4)d-ряда, лантаноиды и некоторые другие; BV(BVI) и CVI пяти- и шести шестивалентные элементы: P, As, Sb, V, Nb, Ta, Te, Mo, W, U, Np, Pu, Am. При варьировании во всевозможных сочетаниях элементов в составе этих соединений у них наблюдаются различные структурные типы, изменение свойств в широком диапазоне и т.п., что создает неоценимые удобства при поиске закономерностей в ряду состав – строение – свойства. Работа ведётся в двух направлениях: синтетико-структурном и термодинамическом. Первое включает синтез и изучение строения веществ. Второе – определение термодинамических характеристик веществ и процессов с их участием.

Состояние научно-исследовательской работы коллектива и результаты.

Целью данного исследования является разработка новых классов химически, термически и радиационноустойчивых минералоподобных соединений тория и урана, способных включать комплекс высокотоксичных экологически опасных радиоактивных нуклидов природного и техногенного происхождения с образованием универсальных кристаллических матриц. Поставлена задача теоретического обоснования, компьютерного моделирования и синтеза устойчивых в условиях окружающей среды новых минералоподобных соединений радиоактивных элементов, способных включать по механизму ионного обмена, изоморфного замещения высокотоксичные радионуклиды в широком диапазоне их радиусов и степеней окисления.Проблема связывания радионуклидов в устойчивые кристаллические матри-цы, исследование путей и форм миграции радионуклидов разного происхождения в окружающей среде, поиск наиболее устойчивых химических форм и оптимальных условий их формирования, исследование механизмов включения сопутствующих элементов, и кристаллохимических закономерностей формирования и установление областей существования кристаллических фаз является важной задачей. Эти общие вопросы неизбежно предполагают более глубокие исследования в области синтеза новых кристаллических фаз, изучение их состава и структуры, физико-химических и термодинамических характеристик, химической и термической устойчивости, гетерогенных равновесий в водных средах.

Исследования авторов, выполненные в течение последних семи лет, позволили синтезировать представительные ряды соединений урана. Часть соединений являются синтетическими аналогами известных минералов урана, другая часть в силу различных обстоятельств в природе не встречается и может быть получена только искусственным путём. Все они имеют слоистое строение и высокую химическую устойчивость. Важной особенностью данных соединений является способность поглощать по механизму ионного обмена из водных растворов и солевых расплавов практически все известные металлы в состоянии окисления I-III . Образующиеся продукты обмена являются универсальными кристаллическими матрицами с весьма широкими кристаллохимическими границами существования фаз.

Интерес к разработкам коллектива в России и за рубежом.

Исследования в аналогичном направлении проводятся примерно в 10 крупных научных центрах мира (Россия, США, Англия, Франция, Германия, Бельгия, Чехия и др.). С некоторыми из этих коллективов поддерживаются деловые контакты, ведётся переписка и обмен опытом. Ряд разработок нашего коллектива взят на вооружение в других научных группах. Многие количественные характеристики соединений включены в международные базы данных и цитируются в научной печати. Сотрудник коллектива Алексеев Е.В. приглашен в Научный центр г. Кёльна (Германия) на 2005 – 2007 г.г. для выполнения совместных исследований.

Аппаратурные возможности.

В собственном распоряжении коллектива имеются рентгеновские дифрактометры для выполнения фазового анализа и рентгеноструктурного анализа, ИК-спектрометр, калориметр для определения тепловых эффектов химических реакций, прибор для выполнения термического анализа, спектрофотометр, рН-метр, муфельные печи, установки собственного изготовления для исследования гетерогенных равновесий, компьютерная и множительная техника. Практически все приборы автоматизированы, сбор данных осуществляется через компьютер. Ряд исследований выполняется с использованием оборудования других подразделений ННГУ и организаций – рентгеноструктурный анализ, электронно-зондовый анализ и др. Коллектив располагает всем необходимым лабораторным оборудованием и реактивами.

Научные связи коллектива.

Наиболее тесные контакты коллектив поддерживает с кафедрами кристаллографии и экспериментальной физики ННГУ (физфак) и МГУ (геофак), Институтом экспериментальной минералогии РАН (г. Черноголовка), Институтом геохимии и аналитической химии РАН (Москва) и Институтом физической химии РАН (Москва).

Перспективы исследований.

У сотрудников коллектива имеется масса ин-тересных идей и задач, которые ждут трудолюбивых и увлеченных наукой молодых исследователей.

Возможности трудоустройства студентов и аспирантов, работающих в коллективе, после окончания обучения.

Практика показывает, что навыки, полученные при работе в нашем коллективе, позволяют работать практически во всех химических отраслях. Наши выпускники трудятся во ВНИИЭФ (г. Саров), ОКБМ, НМЖК, “Нижфарме” и др. Наши контактные данные имеются у многих крупных и мелких компаний, которые периодически обращаются с предложением подобрать им сотрудника из числа наших выпускников.

Награды, премии, гранты.

• Государственная научная стипендия для талантливых молодых ученых России (1998-2000гг., 2000-2003гг.). (Сулейманов Е.В.)
• Премия международной издательской компании “МАИК – Наука” за лучшую публикацию в 2005 г. (Н.Г. Черноруков, Сулейманов Е.В., А.В. Князев и др.)
• Гранты РФФИ и проекты ФЦП “Интеграция” на проведение научных конференций (рук. Сулейманов Е.В.)
• Проекты ФЦП “Интеграция” на стажировки в ведущих научных центрах России (стажеры: Сулейманов Е.В., Алексеев Е.В., Голубев А.В.)
• Государственный контракт в рамках ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 годы» (рук. Сулейманов Е.В.)
• Грант Президента РФ для молодых кандидатов наук и их научных руководителей (испонитель – Алексеев Е.В., научные руководители д.ф.-м.н. Чупрунов Е.В. и д.х.н. Сулейманов Е.В.)
• Грант Президента РФ для молодых докторов наук (Сулейманов Е.В.)
• Грант DAAD на стажировку в в Научном центре г. Кёльна (Германия) (рук. Сулейманов Е.В.)

Некоторые важнейшие публикации.

• Kariakine N., Chernoroukov N., Souleimanov E.V. La thermochimie des oxydes complexes D’uranium(VI), du vanadium(V), (du niobium(V)) et des elements alcalins.// Thermochimica Acta. 1996. V. 277. P.53-63.;
• Пущаровский Д.Ю., Сулейманов Е.В., Пазеро М., Мерлино С., Баринова А.В., Алексеев Е.В. Кристаллическая структура Sr(AsUO6)2*8h3O. Кристаллография. 2003. Т. 48. № 2. С. 246-249.
• Черноруков Н.Г., Сулейманов Е.В., Егорова О.А., Хомякова В.О. Растворимость соединений ряда AII(BVUO6)2*nh3O (AII – Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd; BV – P, As). // Радиохимия. 2003. Т. 45. №2. С. 105-107.
• Сулейманов Е.В., Карякин Н.В., Черноруков Н.Г., Ермилов С.Э. Термодинамика дегидратации кристаллогидратов АIPUO6*xh3O (АI – Li, Na, K, Rb, Cs). // Радиохимия. 2002. Т.44. №5. С.409-414.
• Сулейманов Е.В., Черноруков Н.Г., Голубев А.В. Синтез и исследование новых представителей структурного типа дефектного пирохлора. // Журнал неорганической химии. 2004. Т.49. №3. С.357-360.

По материалам работы опубликовано около 100 статей в центральной научной печати и сделаны доклады многих научных конференциях. За цикл публикаций в журнале “Радиохимия” в 2003г. руководитель коллектива (сов-местно с Н.Г. Черноруковым, А.В. Князевым, О.В. Нипрук) был удостоен Премии международной издательской компании “МАИК – Наука”.

www.chem.unn.ru

ХИМИЯ ТВЁРДОГО ТЕЛА

(химия твердого состояния), раздел физ. химии, изучающий строение, св-ва и методы получения твердых в-в. X. т. т. связана с физикой твердого тела, кристаллографией, минералогией, физ.-хим. механикой, механохимией, радиационной химией, является основой технологии неорг., полимерных и композиц. материалов. Основные задачи X. т. т.: установление взаимосвязи структуры твердых тел с их св-вами, обоснование путей создания материалов с улучшенными эксплуатационными св-вами, разработка теории строения и реакц. способности твердых тел. В X. т. т. используется особый набор методов исследования ( дифракционные методы, электронная микроскопия и др.). Накопление фактов в областях, ныне относимых к X. т. т., шло в течение неск. столетий, однако как самостоятельная наука она сформировалась в сер. 20 в. гл. обр. в связи с развитием электроники и технологии неорг. материалов. Особенности строения твердых в-в проявляются прежде всего в наличии у них ближнего (аморфные в-ва и стекла) и дальнего (кристаллы) порядка, а также в способности многих твердых в-в отклоняться от законов стехиометрии. Еще в нач. 19 в. эта способность вызвала научную дискуссию между К. Бертолле, отстаивавшем возможность непрерывного изменения состава твердого в-ва, и Ж. Прустом, к-рый придерживался победившей тогда точки зрения о постоянстве состава. После введения в кон. 19 в. понятия твердого р-ра (Я. Вант-Гофф, 1890) и разработки основ физ.-хим. анализа (Г. Тамман, нач. 20 в.; Н. С. Курнаков, 1913) проблема противопоставления в-в постоянного состава (дальтонидов) и в-в переменного состава (бертоллидов) возникла вновь, причем бертоллиды рассматривались как твердые р-ры неустойчивых в твердом состоянии в-в. Основы X. т. т., как считается, заложил А. Муассан, к-рый в 1892 ввел в лаб. практику электродуговые печи и положил начало исследованиям св-в твердых тел при высоких т-рах. Открытие дифракции рентгеновских лучей (М. Лауэ, 1912) и развитие кристаллохимии (В. Гольдшмидт, Л. Полинг, А. В. Шубников, Н. В. Белов, А. И. Китайгородский) позволили глубже понять структуру твердых в-в и не только обосновать существование обширного класса нестехиометрич. в-в, но и ввести понятие нестехиометрии. Еще одна важнейшая особенность строения твердых в-в -отличие идеальной структуры кристаллов от реальной, дефектной структуры (см. Дефекты). Основой физ. химии кристаллов с дефектами послужили работы Я. И. Френкеля (1926), В. Шоттки и К. Вагнера (1930). Вагнер в работах 1930-40-х гг. установил зависимость реакционной способности твердых тел от характера дефектов. На св-ва и поведение твердых тел влияют также состояние твердого тела (кристаллическое или аморфное), тип кристаллич. модификации, наличие и характер фазовых переходов. Р-ции твердых тел носят топохим. характер (см. Топонимические реакции )и зачастую определяются скоростью диффузии в твердых телах. Диффузия здесь отличается от диффузии в газах и жидкостях: она может протекать на внешней пов-сти, по границам кристаллитов, в объеме твердого тела и характеризуется высокими значениями кажущейся энергии активации. Одна из важнейших концепций в кинетике твердофазных р-ций (введена С. Хиншелвудом в 1925) состоит в протекании процессов в результате последовательного образования и роста на пов-сти или в объеме исходной фазы зародышей новой твердой фазы. В Х. т. т. используется очень широкий набор методов синтеза - с применением низких и сверхвысоких т-р, рекордно высоких давлений и сверхглубокого вакуума, сильнейших центробежных полей, разнообразных физ. методов активирования процессов, при полном отсутствии гравитации. См., напр., Реакции в твердых телах, Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Важными этапами в развитии X. т. т. явилось создание совр. методов выращивания монокристаллов больших размеров (см. Монокристаллов выращивание )из расплава, из перегретых водных р-ров (см. Гидротермальные процессы), разработка процесса выращивания по механизму пар - жидкость -кристалл, методов зонной плавки кристаллов, методов управления св-вами кристалла путем наложения при его выращивании магнитных и электрич. полей. Значительное место в Х. т. т. занимает получение и исследование св-в пленок и покрытий. Новую область в X. т. т. открыло создание методов получения аморфных твердых материалов путем химического осаждения из газовой фазы с плазменной активацией. Таким путем получены необычные "сплавы" полупроводниковых элементов с водородом, фтором, азотом и др. легкими элементами, тройные и более сложные композиции, многие из к-рых обладают уникальными св-вами и имеют широкие перспективы практич. применения. Основой микроэлектроники является планарная технология, разработанная в США в 1959. Среди новейших направлений развития Х. т. т.- синтез и изучение высокотемпературных сверхпроводников, открытых К. Мюллером и Дж. Беднорцем (1986), создание и исследование св-в "наноструктурированных" материалов, к-рые состоят из частиц размером 1-15 нм или пленок толщиной 1-15 нм. Относительно большая доля пограничных (приповерхностных) слоев определяет значительные (иногда на неск. порядков) отличия св-в наноструктурированных материалов от св-в кристаллов и стекол того же состава. Разрабатываются методы получения (нанотехнология) наноматериа-лов, а также гетероструктур с размерами составляющих их элементов (слоев) от 1 до 10 нм. Особенности физ. и физ.-хим. св-в твердых в-в см. в ст. Аморфное состояние, Кристаллы, Стеклообразное состояние, Твердое тело, в статьях об отдельных видах материалов: Диэлектрики, Магнитные материалы, Полупроводники, Сверхпроводники и др.; особенности р-ций твердых в-в - в ст. Коррозия металлов, Металлов окисление, Травление и др.

Лит.: Препаративные методы в химии твердого тела, под ред. П. Хагенмюллера, пер. с англ., М., 1976; Болдырев В. В., Ляхов Н. Э., Чупахин А. П., Химия твердого тела, М., 1982; Чеботин В..Н., Физическая химия твердого тела, М., 1982; Браун М., ДоллиморД., ГалвейА., Реакции твердых тел, пер. с англ., М., 1983; ГилевичМ. П., Покровский И. И., Химия твердого тела, Минск, 1985; Тр етьяков Ю. Д., Лепи с X., Химия и технология твердофазных материалов, М., 1985; Вест А., Химия твердого тела. Теория и приложения, пер. с англ., ч. 1-2, М., 1988; Ра о Ч. Р., Новые направления в химии твердого тела, пер. с англ., Новосиб., 1990.

Э. Г. Раков.

Поделитесь на страничке

slovar.wikireading.ru

Разработка функциональных материалов методами химии твердого тела для нефтегазового комплекса - Бурение и Нефть

Development of functional materials by methods of solid-state chemistry

N. LYAKHOV, B. TOLOCHKO, V. POLUBOYAROV, A. POLITOV, Institute of the solid-state chemistry and mechanotherapy SB of RAS, A. TELIN, RN-UfaNIPINeft

Современная химия твердого тела исследует фундаментальные проблемы химических процессов в экстремальных условиях высоких температур и давлений. Полученные результаты используют при синтезе новых функциональных материалов, имеющих принципиально новые свойства и, следовательно, новые области применения. Использование новых технологий и материалов позволяет выйти на новые эксплуатационные характеристики в различных областях: - нанотехнологии — для улучшения свойств пластмассовых и композиционных материалов;- механохимия — для улучшения характеристик резины;- химическое материаловедение — для модификации чугуна насосов нефтяных скважин;- механосплавление — новые материалы кумулятивных оболочек для более эффективной перфорации обсадных колонн скважин;- технология безусадочной керамики;- технология производства строительных и изоляционных материалов в удаленных регионах из доступного местного сырья;- технология тест-контроля методами синхротронного излучения — для диагностики и сертификации критических материалов, находящихся в экстремальных условиях эксплуатации.

The modern solid state chemistry investigates the fundamental problem of chemical reactions of solids in extreme conditions of high temperature and pressure. The received results used for synthesis of the new functional materials having essentially new properties and hence new scopes. Use of new technologies and nano-materials allows to receive a new operational characteristics in various areas: for improvement properties of plastics and rubbers, steel and pig-iron, ceramics and building materials - all of this for more effective work of oil and gas industry.

Если вас интересует полный текст статьи, Вы можете заказать ее в издательстве.

Комментарии посетителей сайта

burneft.ru

---

Смотрите также

• 
  Журнал учета педикулеза образец
• 
  Журнал химия твердого тела
• 
  Журнал социальное обслуживание архив
• 
  Журнал учета педикулеза образец
• 
  Журнал с наклейками робокоп
• 
  Журнал социальное обслуживание архив
• 
  Журнал радио 1 2001
• 
  Журнал с наклейками робокоп
• 
  Журнал социальное обслуживание архив
• 
  Журнал овощеводство читать онлайн
• 
  Журнал мурзилка фото обложки