Основы кристаллографии

В курсе представлены способы описания текстуры и взаимных разворотов зёрен в поликристаллах. При рассмотрении теоретических вопросов используются матричные и тензорные методы.Учебная задача курса - научить студентов при решении материаловедческих задач применять кристаллографический подход, учитывать влияние симметрии кристаллов на анизотропию их физических свойств.

Стоимость доступа к материалам курса за исключением ознакомительной части (включая тестовые материалы и возможность пройти экзамен с прокторингом и получить сертификат) составляет 3600 рублей. Для этого нужно пройти текущее тестирование не меньше чем на 60% и итоговый тест не меньше чем на 60%.

Физическое материаловедение: Учебник для вузов:./ Под общей ред. Б. А. Калина. М.:НИЯУ МИФИ, 2012. Т. 1. Физика твердого тела / Г.Н. Елманов, А. Г. Залужный, В.И. Скрытный, Е.А. Смирнов, Ю.А. Перлович, В.Н. Яльцев. Гл. 1. Физическая кристаллография. М.:НИЯУ МИФИ, 2012. – 764 с.

Яльцев В.Н., Скрытный В.И. Практикум по физической кристаллографии: Учебное пособие. М.: НИЯУ МИФИ, 2011. – 88 с.

Необходимо знание основ физики твердого тела, математического анализа, тензорного и векторного анализа, аналитической геометрии, линейной алгебры.

Модуль 1

Неделя 1. Кристаллическое состояние

История развития кристаллографии. Вклад российских и советских ученых в развитие кристаллографии. Основные свойства кристаллического вещества. Решетка и структура кристаллов.

Неделя 2. Основы геометрической кристаллографии

Кристаллографические проекции. Измерение углов между направлениями и плоскостями. Кристаллографические системы координат. Четвертый индекс в гексагональной системе.

Неделя 3. Обратная решетка

Обратная решетка Матрица ортогонального преобразования. Основные формулы структурной кристаллографии.

Модуль 2

Неделя 4. Основы теории групп. Симметрия кристаллов

Закрытые и открытые элементы симметрии. Комбинации элементов симметрии. Элементы теории групп. Точечные группы симметрии. Решетки Бравэ. Пространственные группы. Экспериментальное определение элементов симметрии. Предельные группы симметрии.

Неделя 5. Структура кристаллов

Плотнейшие упаковки. Структурные типы кристаллов химических элементов. Структурные типы соединений типа АВ, АВ2, АmВnCk. Сверхструктуры в твердых растворах замещения.

Неделя 6. Симметрия кристаллов и физические свойства

Принципы симметрии Кюри, Неймана. Тензорное описание физических свойств кристаллов. Упругие свойства кристаллов.

Модуль 3

Неделя 7. Кристаллография пластической деформации

Геометрия пластической деформации в монокристаллах. Системы скольжения в ГЦК, ОЦК, ГПУ кристаллах. Двойникование. Кристаллографическая текстура.

Неделя 8. Развороты зерен

Взаимные развороты зерен. Разворот зерен в поликристалле.

Неделя 9. Кристаллография мартенситных превращений

Мартенситное превращение. Деформация Бейна.

Неделя 10. Кристаллография границ раздела

Кристаллография границ зерен. Решетки совпадающих узлов. Эквивалентные развороты. Кристаллография поверхности. Реконструкция и релаксация поверхности.

В результате обучения по курсу слушатель будет:

Знать:

• основы кристаллографи и теории конечных групп;
• симметрии кристаллов;
• влияние симметрии на физические свойства кристаллов;
• основные типы кристаллических структур;
• кристаллографии пластической деформации моно- и поликристаллов;
• кристаллографии фазовых превращений и границ раздела;

Уметь:

• решать кристаллографические задачи;
• определять кристаллографические параметры для всех сингоний;
• определять матрицы осей симметрии;
• определять базис и параметры координационных многогранников кристаллов;
• определять вид прямых, обратных полюсных фигур и функций распределения ориентаций;

Владеть:

• навыками применения кристаллографического подхода к анализу материалов с учетом влияния симметрии на физические свойства.

Знание основ кристаллографи и теории конечных групп;

Знание симметрии кристаллов;

Знание влияния симметрии на физические свойства кристаллов;

Знание основных типов кристаллических структур;

Знание кристаллографии пластической деформации моно- и поликристаллов;

Знание кристаллографии фазовых превращений и границ раздела.

Умение решать кристаллографические задачи;

Умение определять кристаллографические параметры для всех сингоний;

Умение определять матрицы осей симметрии;

Умение определять базис и параметры координационных многогранников кристаллов;

Умение определять вид прямых, обратных полюсных фигур и функций распределения ориентаций.

Навыки применения кристаллографического подхода к анализу материалов с учетом влияния симметрии на физические свойства.