Строение и дефекты твердых тел

Кристаллическая решетка – это упорядоченное расположение атомов, ионов или молекул. Она характеризуется периодичной повторяемостью в трех измерениях. Это понятие применяется для твердых кристаллических веществ и для веществ в стеклообразном состоянии.

Характеризуется кристаллическая решетка:

· Координатами атомов в пределах этой ячейки.

· Пространственной группой.

· Параметрами элементарной ячейки.

· Ближним и дальним расположением частиц.

Наблюдать дефекты кристаллической решетки мы можем у аморфных тел и у некоторых видов неорганических стекол. С помощью дефектов кристаллической решетки можно получитьсветящиеся краски, кристалофосфоры, материалы, используемые в оптических преобразователях.

Нарушение периодичности электростатического поля решетки:

• Нарушение стехиометрического состава вещества
• Наличие дополнительных кристаллографических плоскостей в материале
• Механически напряженные участки структуры материала
• Попадание примесных атомов больших размеров в узлы кристаллической решетки и замещение ими исходных атомов материала
• Присутствие пор, трещин

По природе эти дефекты могут быть:

• Тепловыми – связаны с действием температуры на материал.
• Биографические – обусловлены технологией приготовления материала.

1. Классификация веществ по электрическим свойствам.

Материалы по электрическим свойствам делятся на диэлектрики, полупроводники и проводники.

Диэлектрики Полупроводники Проводники

1.Валентная зона; 2.Запрещенная зона; 3.Зона проводимости.

Диэлектрики – это материалы, которые обладают большой запрещенной зоной, она не может быть преодалена при обычных условиях. Диэлектрики используются для создания электрической изоляции между токоведущими частями, для создания электрической емкости.

Полупроводники – материалы, которые имеют узкую запрещенную зону, она может быть преодалена за счет действия небольшой электрической энергии (например электрическое поле, свет, сила, температура). Используются для изготовления полупроводниковых приборов (доидов, транзисторов, терморезисторов).

Проводники – это материалы, у которых запрещенная зона вообще отсутствует, а валентная зона вплотную прилегает к зоне проводимости. Такие материалы обладают высокими значениями электропроводности, малым сопротивлением и хорошо пропускают электрический ток. На их основе изготавливают ведущие части машин и токоустановок.

1. Классификация веществ по магнитным свойствам.

Различают: слабомагнитные (это диамагнетики и парамагнетики) и сильномагнитные (магнитные материалы, которые нашли себе наибольшее применение в технике).

Диамагнетики – это вещества, у которых магнитная проницаемость < 1. Это значение не зависит от напряженности внешнего магнитного поля. Это: водород, органические соединения и т. д.; металлы: ртуть, серебро, золото, висмут, галлий, сурьма и т. д.

Парамагнетики – это вещества с магнитной проницаемостью > 1, она тоже не зависит от напряженности электрического поля. Это: кислород, кобальт, никель, алюминий, платина и т. д.

У диамагнетиков и парамагнетиков магнитная проницаемость близка к единице и по магнитным свойствам нашли себе ограниченное применение в технике.

У магнитных материалов магнитная проницаемость гораздо больше 1 и она зависит от напряженности магнитного поля. Это: железо, никель, кобальт и их сплавы и т. д.