В данном выпуске ^Атомное строение металлов и сплавов» изложены физические основы теории металлического состояния. Описывается влектронная и кристаллическая структура металлов и сплавов. Рассматриваются различные типы твердых растворов и промежуточных металлических фаз. Изложены важнейшие положения теории магнетизма и методы практического использования магнитных свойств.
Книга рассчитана на металловедов и физиков, работников заводских лабораторий, а также преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов металлургических и машиностроительных институтов. Она может служить ценным пособием для повышения теоретической подготовки металловедов и, металлофизиков; ее можно рекомендовать также аспирантам и студентам при подготовке спецкурсов.
Тредисловие к русскому изданию
Последние два десятилетия характеризуются мощным развитием целого ряда отраслей новой техники. Создание реактивных двигателей и космических кораблей, установок непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую и электронно-вычислительных машин, сооружение атомных реакторов, разработка проблем термоядерного синтеза — все это потребовало создания многих новых металлических материалов с лучшими или принципиально новыми физическими, химическими и механическими свойствами.
Все больше элементов периодической системы, до недавнего времени представлявших чисто научный интерес, находит в наши дни широкое практическое применение в технике. Наряду с классическими сплавами на основе отдельных металлов чаще начинают применяться различные промежуточные фазы или так называемые металлиды. За последние годы широкое использование в технике приобретают также новые методы обработки металлов и сплавов, в частности термомеханическая обработка.
В настоящее время развитие науки о металлах характеризуется непрерывным возрастанием роли физических представлений, составляющих предмет физики металлов и физического металловедения. В связи с этим все большее значение приобретают также точные физические методы исследования. По этим вопросам в Советском Союзе издан ряд отечественных монографий, среди которых надо отметить широко известные курсы: «Физика твердого тела» Г. С. Жданова [1] и «Физическое металловедение» Я. С. Уманского, Б. Н. Финкелыптейна и др. [2]. Глубокий теоретический анализ металлического состояния и отдельных проблем физики металлов и физического металловедения дан в трудах Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица, Я. И. Френкеля, А. А. Бочвара, Г, В. Курдюмова, Н. В. Агеева, С. Т. Конобеев-ского, С. В. Вонсовского и др. Выпущено также много переводных изданий, в числе которых монографии В. Юм-Розери [3, 4], Ф. Зейтца.Ч. Киттеля, Б. Чалмерса, Дж. Займана [5—9] и ряд книг
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к русскому изданию ....... 5
Предисловие к английскому изданию ..... 10
Глава I
Структура чистых металлов. Х.У.Кинг............ 11
1. Электронная структура и периодическая система элементов 11
2. Силы связи в кристалле............... 19
2.1. Ионная связь.................. 19
2.2. Ковалентная связь................ 22
2.3. Связь Ван-дер-Ваальса.............. 24
2.4. Металлическая связь .............. 25
2.5. Резонансная связь ................ 27
3. Кристаллическая структура металлов......... 28
3.1. Типичные структуры металлов.......... 28
3.2. Кристаллические структуры элементов подгрупп В 34
3.3. Лантаниды и актиниды ............. 36
3.4. Аллотропия ................... 36
4. Физические свойства, определяемые силами сцепления . . 38
4.1. Краткое описание свойств............ 38
4.2. Короткие периоды................ 47
4.3. Подгруппы IA и ПА............... 48
4.4. Переходные металлы и металлы подгрупп IB и ПВ . . 49
4.5. Металлы подгрупп В .............. 51
4.6. Лантаниды и актиниды............. 52
Глава II
Электронная теория металлов. Д. Ф. Г и б б о н с......... 55
1. Введение ....................... 55
2. Атомы в кристаллической решетке........... 55
2.1. Металлическое состояние............. 56
2.2. Состояния электрона в кристаллической решетке . . 59
3. Статистика электронов проводимости.......... 62
3.1. Статистика электронов в кристаллической решетке
металла ..................... 62
4. Квантовомеханические модели электронов проводимости 64
4.1. Разрешенные энергетические состояния...... 65
4.2. Модель газа свободных электронов........ 67
4.3. Плазменные колебания.............. 73
4.4. Почти свободные электроны ........... 75
4.5. Метод ячеек................... 83
4.6. Метод ортогонализованпых плоских волн..... 86
5. Топология поверхности Ферми............. 88
5.1. Электроны во внешнем поле........... 89
5.2. Поверхность Ферми ............... 90
5.3. Поверхность Ферми в модели свободных электронов 93
6. Определение поверхности Ферми ........... 96
6.1. Тепловые свойства................ 97
6.2. Магнитные свойства ............... 98
6.3. Электрические свойства.............. 106
6.4. Другие свойства................. 112
7. Примеси и сплавы................... 117
7.1. Твердые растворы................ 117
7.2. Разбавленные твердые растворы и примеси .... 119
7.3. Ядерный магнитный резонанс .......... 123
8. Ферромагнетизм .................... 123
8.1. Sd-ферромагнетики ................ 124
8.2. Ферромагнетизм редкоземельных металлов .... 130
8.3. Ядерный магнитный резонанс в переходных металлах 131
9. Сверхпроводимость .................. 132
9.1. Свойства сверхпроводников............ J33
9.2. Теория сверхпроводимости............ 136
Глава III
Структура твердых растворов. Т. Б. М а с с а л ь с к и и...... 144
1. Растворимость в твердом состоянии.......... 144
2. Терминология (типы твердых растворов)......... 145
3. Факторы, управляющие образованием твердых растворов (правила Юм-Розери для ограниченных твердых растворов) 151
4. Значение электронной концентрации .......... 155
5. Предел растворимости в твердом состоянии....... 157
5.1. Электронные теории ограниченных твердых растворов
в сплавах на основе благородных металлов .... 157
6. Роль размеров атомов при образовании твердых растворов 163
6.1. Размерный фактор ............... 167
6.2. Определение размера атомов посредством атомных объемов .................... 169
6.3. Упругая деформация решетки в твердых растворах . . 171
6.4. Отклонение от закона Вегарда.......... 173
6.5. Определение действительных атомных размеров
в твердых растворах............... 175
7. Промежуточные фазы с широкой областью твердых растворов 178
7.1. Электронные фазы................ 178
7.2. Электронные фазы с кубической симметрией .... 180
7.3. Электронные фазы с гексагональной симметрией . , 182
7.4. Фазы Лавеса.................. 182
8. Периоды решетки твердых растворов.......... 185
8.1. Периоды решетки ограниченных твердых растворов 186
8.2. Периоды решетки промежуточных фаз...... 191
8.3. Связь между периодами решетки и магнитными свойствами ...................... 197
9. Дефекты структуры.................. 199
9.1. Вакансии и вакантные узлы в структуре сплавов . . 200
9.2. Дефекты упаковки............... 203
10. Упорядочение в твердых растворах.......... 207
10.1. Типы сверхструктур............... 208
10.2. Сверхструктуры дальнего порядка....... 210
10.3. Дальний порядок и ближний порядок -...... 213
Глава IV
Структура и свойства некоторых промежуточных фаз. Дж. X. В е р н и к 220
1. Введение ....................... 220
2. Свободная энергия промежуточных фаз......... 221
3. Электронная концентрация и зона Бриллюэна..... 224
3.1. Электронные соединения ............. 224
3.2. Дефектные структуры.............. 229
3.3. Фазы Лавеса................... 230
3.4. Фазы со структурой р-вольфрам а.......... 243
3.5. Сигма-фазы ................... 246
3.6. Фазы со структурой типа Си5Са.......... 251
3.7. Промежуточные фазы внедрения ......... 258
3.8. Полупроводниковые промежуточные фазы ..... 262
3.9. Фазы со структурой типа NiAs .......... 269
3.10. Фазы со структурой типа СаРз.......... 271
Заключение ....................... 273
Глава V
Магнитные свойства .К.Хозелиц............. 278
1. Введение ....................... 278
2. Ферромагнетизм и ферримагнетизм........... 285
2.1. Магнитные домены................ 289
3. Анизотропия...................... 294
4. Магнетизм частиц и анализ кривых механического крутящего момента ..................... 296
4.1. Сунерпарамагнетизм .............. 302
5. Магнитный анализ напряжений и включений...... 303
6. Отжиг в магнитном поле............... 306
6.1. Магнитное упорядочение и перминвар-эффект . . . 307
6.2. Обменная анизотропия.............. 310
7. Текстура ....................... 311
8. Термомагнитпый анализ............... 315
Указатель авторов................. 321
Предметный указатель........ ..... 322
Цена: 150руб.
