25.11.2017 
  


В связи с обновлением программного обеспечения сайт находится на реконструкции (некоторые страницы и сервисы могут быть недоступны)

“СВОЙСТВА СИЛЬНО НЕРАВНОВЕСНЫХ СИСТЕМ “

Атомная структура и свойства сильно неравновесных состояний и их эволюция
(54 часа)

Цель курса: Обучить постановке и проведению исследований структуры (атомной и электронной) и свойств неравновесных конденсированных систем, основам технологии получения и обработки таких материалов для достижения заданных свойств.

1. Планировать и проводить исследования процессов, протекающих в неравновесных конденсированных системах (в том числе в аморфных металлических сплавах) с целью решения фундаментальных научных проблем и создания новых технологических способов получения и обработки неравновесных конденсированных материалов (П.Р.1-3)
2. Определять физические свойства конденсированных  систем (Л.Р.1):
3. Определять и исследовать структуру неравновесных конденсированных систем (Л.Р.1, П.Р. 1-3, параметры технологических процессов получения и обработки для получения заданного уровня свойств (П.Р.3)
4. Выполнять расчеты свойств аморфных и кристаллических материалов, дефектов и поверхностей раздела, изучать эволюцию структуры и свойств неравновесных конденсированных систем в зависимости от внешних воздействий (П.Р. 1-3)
5. Использовать современную вычислительную технику для анализа экспериментальных данных о структуре и свойствах неравновесных конденсированных системах и выбора эффективных способов их применения (Л.Р.1, П.Р. 1-3).

ТЕМА 1. Атомная структура аморфных материалов. -4 час.
1. Введение. Общее описание эволюции представлений об атомной структуре аморфных материалов. Беспорядочная плотная упаковка твердых и мягких сфер. Одноатомные системы. Полиэдры Бернала. Бинарные системы. Релаксация структуры свободный объем. Типы дефектов аморфных состояний.
2. Концепция локальных структурных флуктуаций. Модель беспорядочной упаковки координационных полиэдров. Топологический и химический ближний порядок.. Кластерные модели структуры аморфных сплавов.  Эволюция представлений.

ТЕМА 2. Эволюция структуры аморфных сплавов -4час.
3. Эволюция структуры аморфных сплавов при нагреве и отжиге. Устойчивость аморфных сплавов по отношению к кристаллизации. Фазовые превращения в рамках аморфного состояния.
4. Влияние механических напряжений и магнитного поля на эволюцию структуры аморфных сплавов при отжиге. Структурная анизотропия, наведенная при получении лент аморфных сплавов методом скоростной закалки расплавов и при различного рода воздействиях на аморфные сплавы.

ТЕМА 3.Свойства аморфных сплавов - 6 час.
5. Электропроводность аморфных систем. Дифракционная модель Займана. Минимум электросопротивления при низких температурах, эффект Кондо.
6. Магнитные свойства аморфных сплавов. Температура Кюри аморфных сплавов, ее зависимость от состава и обработки. Петля гистерезиса, доменная структура, магнитострикция.
7. Влияние состава на магнитные свойства. Магнито-упругие эффекты. Инварные свойства. Магнитная анизотропия в закаленных материалах и индуцированная полем, прокаткой, отжигом под напряжением. Магнитное последействие.

ТЕМА 4. Наноструктурные материалы- 12 час.
8.Классификация наноструктурных материалов (в зависимости от формы, взаимного расположения и  химического состава кристаллитов или некристаллических составляющих). Структура нанокристаллических материалов.
9.Нанокристаллические материалы: поверхности раздела, дефекты, наноразмерные кристаллиты ( их состав и его зависимость от размера, тонкая структура), термическая  стабильность, механизмы распада.    
10.Свойства нанокристалличесаких сплавов: теплоемкость, тепловое расширение, электрическое сопротивление, механические свойства (упругие свойства, внутренне трение, твердость и разрушение, низкотемпературная пластичносить нанокристаллических керамик, пластическая деформация, специфика  закона Петча-Холла).
11.Магнитные свойства. Магнитномягкие нанокристаллические материалы. Магнето-кристаллическая,  магнетоупругая и  наведенная полем  анизотропия. Соотношение между размером кристалла и длиной ферромагнитного обмена. Модель усредненной анизотропии.
12. Корреляция между структурой и свойствами.  Сравнение со свойствами аморфных и  кристаллических материалов. Области применения наноструктурных материалов.

ТЕМА 5. Квазикристаллы-4 час.
13.Понятие апериодического кристалла - дальний порядок в отсутствии трансляционного порядка. Принципы строения квазикристаллов - симметрия 5-го порядка, покрытие Пенроуза.
14. Структура квазикристаллических фаз в сплавах алюминия с переходными металлами. Методы получения, электрические и магнитные свойства квазикристаллических материалов.

Практические занятия

  1. Расчет зависимости физических характеристик и параметров фазового перехода I рода от размера микрочастицы.
  2. Расчет равновесной концентрации вакансий в микрокристаллических системах.
  3. Индицирование дифрактограмм и электронограмм от квазикристаллов.

Семинарские занятия

1. Наведенная анизотропия. Физическая природа магнитоупругих явлений.
2. Анализ кинетики кристаллизации аморфных сплавов.
3. Влияние режимов термомагнитной обработки на магнитные свойства ферромагнитных материалов.

Лабораторные работы

  1. Изучение структуры квазикристаллов в быстрозакаленных сплавах  системы Al-Mn. - 12 час

 

ДОМАШНИЕ ЗАДАНИЯ

  1. Расчет энергии активации кристаллизации аморфного сплава по данным измерения электросопротивления.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ

Коллоквиум

1. Топологический беспорядок в конденсированных системах
2. Деформация аморфных и кристаллических материалов.

Затраты времени на самостоятельную работу
по подготовке к практическим, семинарским,
лабораторным занятиям и выполнению домашних заданий

 

В аудитории (час)

Самостоятельная работа (час)

Практические занятия

6

6

Семинарские занятия

6

6

Лабораторные занятия

12

6

Домашние задания

 

6

Коллоквиумы

 

8x2=16

Итого

24

40

 

Использование ЭВМ в учебном процессе

Для обработки результатов и регулирования эксперимента ЭВМ используется в лабораторной работе и домашнем задании.

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Займан Дж Модели беспорядка, М., Мир, 1982, 592 с, сс 53-127, 249-282
2. Аморфные металлические сплавы, под ред. Люборского Ф.Е., М., Металлургия, 1987, 834 с
3. Металлические стекла" под редакцией Гюнтерода и Бека, т 1-2, М, Мир, 1986.
4. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела М., Наука, 1978 сс 171-248, 275-278.
5. Хандрих Н., Кобе С. Аморфные ферро и ферроомагнетики, М, Мир, 1982, 291 с (сс 67-122, 243-264).
6. Физика и технология аморфных и микрокристаллических сплавов. Методические указания к лабораторному практикуму. М., МИСиС, 1986. 7. Метастабильные и неравновесные сплавы, под ред. Ефимова Ю.В., М.,Металлургия, 1986, 383с.
8. Физическое металловедение, под ред. Р.Кана и П.Хаазена, т.2 М., Металлургия, 1985.

Дополнительная литература

1.Nanostructured and Nanocrystalline Materials, editors M.Vaskes and E.Hernando,
2.Rapidly Quenched and Metastable Phases, ed.P.Duhai, P.Mravko, P.Svec, Elsevier, 1997

 

Контакты

Телефон:
8(496) 52 219-82
+7 906 095 4402

Факс:
+7(496) 522 8160
8(496) 522 8160

Почтовый адрес:
ИФТТ РАН, Черноголовка, Московская обл., ул.Академика Осипьяна д.2, 142432, Россия

E-mail:
Вебмастер
Ученый секретарь

WWW:
www.issp.ac.ru