Монография может быть полезна научным сотрудникам, работающим в области неорганической и физической химии, физики и химии твердого тела, материаловедения и кристаллохимии оксидов, термодинамики и теории металлургических процессов.
Табл. 43, ил. 87, библиогр. 1002 назв.
ВВЕДЕНИЕ
Создание последовательной микроскопической теории растворов встречается с большими трудностями, хотя за последние годы и наметился некоторый сдвиг ввиду предпринимаемых попыток физиков-теоретиков создать теорию неупорядоченных систем (теория перколяций, случайные поля и т. д.). Вместе с тем потребности технического прогресса требуют новых материалов с широким разнообразием свойств. Практическое решение этой задачи привело к накоплению огромного фактического материала, который требует своего осмысления.
Выход из этой ситуации связан с попытками создания простых моделей растворов, которые не только позволили бы описать большую совокупность свойств, но и прогнозировать их. Этим, по всей видимости, объясняется возросший интерес исследователей к возможности прогнозировать свойства на основе тех или иных .модельных представлений. Широкое использование ЭВМ значительно упростило техническую реализацию этих задач.
Вопросы прогнозирования в теории растворов имеют несколько аспектов. Первый из них касается условий существования твердого раствора при заданном составе и внешних условиях (фазовые диаграммы). Второй — относится к структурной и магнитной характеристике полученного раствора (тип решетки, характер разупорядочения и т. д.). Третий — это описание свойства сложного раствора в области его существования при изменении концентрации и дефектности. Все эти вопросы в той или иной мере нашли отражение в рассматриваемой монографии. Выбор оксидов в качестве объектов в теоретическом плане не является принципиальным и обусловлен лишь интересами авторов, которые занимаются теоретическими и экспериментальными исследованиями систем более 15 лет. Все вышеупомянутые аспекты были рассмотрены в предыдущих публикациях авторов. Так в [1] оыл развит статистико-термодинамический метод, на основе которого можно строить фазовые диаграммы. Исследования, относящиеся ко второму аспекту, изложены в монографиях [2—4]. В последней монографии [5] авторами предложен новый метод для описания зависимости свойств твердых многокомпонентных растворов от состава и дефектности, в которой обсуждаются и вопросы, связанные с прогнозированием.
Настоящая монография содержит как новый большой фактический материал последних лет различных авторов, так и дальнейшие совместные разработки метода кластерных компонентов
(МКК). Большое внимание уделено возможности расчета и прогнозирования свойств оксидов в МКК.
Дадим краткий анализ каждой из глав монографии. В первой главе рассмотрены структурные особенности оксидов со структурой NaCl, перовскита, шпинели и граната. Обсуждаются различные модели для описания параметров кристаллической решетки на основе ионных радиусов. Часть материала носит оригинальный характер и относится к возможности использования МКК для] расчета параметров решетки.
Вторая глава носит в основном обзорный характер и посвящена анализу различных направлений, используемых для прогнозирования свойств. Значительное место уделено обзору работ Самсонова Г. В., Кутолина С. А., Савицкого Е. М. и их сотрудников. Как видно из обзора, эти работы относятся в основном к прогнозированию свойств чистых соединений и фактически не рассматривают твердые растворы.
В третьей главе описан большой фактический материал по расчету радиусов 4/-ионов, обработанный авторами. Главы IV— VI посвящены последовательному изложению метода квазикристаллов, который является дальнейшим развитием МКК [5] и содержит последние работы авторов. В качестве объектов исследования в основном использованы твердые растворы со структурой шпинели и граната. Сделана попытка установить взаимосвязь МКК с простейшими вариантами квазихимической теории растворов. Показана возможность в рамках МКК получить замкнутую систему уравнений для описания зависимости свойство—состав с учетом параметров дальнего и ближнего порядка. Обсуждаются возможности прогнозирования СВОЙСТВЕ МКК. Приведены многочисленные примеры твердых растворов со структурами шпинели и граната, обработанные МКК.
В главе VII рассмотрены вопросы прогнозирования структуры, параметров решетки и магнитного момента соединений, содержащих переходные и редкоземельные ионы на основе различных модельных представлений. Приведены конкретные расчеты для шпинелей, гранатов и соединений состава RA2X4.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ........................ 3
Глава первая
КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ОКСИДОВ ........................... 5
1.1. Оксиды МО со структурой NaCl........... 5
1.2. Перовскиты...................... 7
1.3. Шпинели....................... 30
1.4. Редкоземельные гранаты................ 48
Глава вторая
МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ.............. 64
2.1. Физические критерии прогнозирования......... 64
2.2. Конфигурационная модель вещества........... 64
2.3. Неупорядоченность физико-химической системы..... 67
2.4. Проблема прогноза неорганических соединений с помощью ЭВМ.......................... 68
2.5. Прогнозирование на базе зонной структуры...... 70
2.6. Расчет [31] и прогнозирование диаграмм состояния [32] . 74 Глава третья
ИЗОМОРФИЗМ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ..... 78
3.1. Радиусы, инварианты и «лантаноидное сжатие» .... 79
3.2. Размеры элементарных ячеек РЗ соединений..... 86
Глава четвертая
МЕТОД КВАЗИКРИСТАЛЛОВ . . ............. 110
4.1. Параметры, характеризующие твердое тело........ 110
4.2. Методы выбора квазикристаллов............ 112
4.3. Интерпретация зависимости «свойство—состав» твердых растворов различного типа методом квазикристаллов . . . 126
4.4. Возможности и ограничения метода квазикристаллов . . . 133 Глава пятая
КВАЗИХИМИЧЕСКИЙ ВАРИАНТ МЕТОДА КВАЗИКРИСТАЛЛОВ............................ 134
5.1. Основные положения теории подобия и размерностей . . . 135
5.2. Математическая модель метода............. 137
5.3. Взаимосвязь МКК и статистических теорий твердых растворов ......................... 149
5.4. Связь уравнений Гиббса — Дюгема и МКК при расчете термодинамических активностей.............. 159
5.5. Приближенные и точные методы решения системы уравнений математической модели ............... 164
Глава шестая
КРИСТАЛЛОХИМИЯ, МАГНЕТИЗМ И ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК
В ОКСИДАХ........................ 180
6.1. Параметры порядка в МКК (теория).......... 180
€.2. Параметры упорядочения в пространстве Т — х для твердых растворов шпинельного типа............ 191
6.3. Твердые растворы со структурой граната........ 216
Глава седьмая
РАСЧЕТ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СВОЙСТВ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ОКСИДНЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ...... 220
7.1. Шпинели....................... 220
7.2. Гранаты....................... 233
Заключение........................ 240
Литература........................ 242
Цена: 300руб.
