Фи́зика твёрдого те́ла — раздел физики конденсированного состояния, задачей которого является описание физических свойств твёрдых тел с точки зрения их атомного строения. Интенсивно развивалась в XX веке после открытия квантовой механики. Развитие стимулировалось широким спектром важных задач прикладного характера, в частности, развитием полупроводниковой техники.
Плавле́ние — процесс перехода тела из кристаллического твёрдого состояния в жидкое, то есть переход вещества из одного агрегатного состояния в другое. Плавление происходит с поглощением теплоты плавления и является фазовым переходом первого рода, которое сопровождается скачкообразным изменением теплоёмкости в конкретной для каждого вещества температурной точке превращения — температура плавления.
Физи́ческая хи́мия — раздел химии, наука об общих законах строения, структуры и превращения химических веществ. Исследует химические явления с помощью теоретических и экспериментальных методов физики. Наиболее обширный раздел химии.
Лату́нь — двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим компонентом является цинк, иногда с добавлением олова, никеля, свинца, марганца, железа и других элементов. По металлургической классификации к бронзам не относится.
Окси́д ура́на(IV) (диокси́д ура́на, двуо́кись ура́на) — неорганическое бинарное химическое соединение урана с кислородом — вещество тёмно-коричневого, почти чёрного, цвета. Химическая формула UO2 (точнее, UO2±x). Широко используется как ядерное топливо в реакторах.
Изоморфизм — свойство элементов замещать друг друга в структуре кристалла. Изоморфизм возможен при одинаковых координационных числах атомов, а в ковалентных соединениях при тождественной конфигурации связей. Степень совершенства изоморфизма определяется близостью межатомных расстояний, состоянием химической связи и строением электронной оболочки атомов.
Кристаллиза́ция — процесс образования кристаллов из газов, растворов, расплавов или стёкол. Кристаллизацией называют также образование кристаллов с данной структурой из кристаллов иной структуры или процесс перехода из жидкого состояния в твёрдое кристаллическое. Благодаря кристаллизации происходит образование минералов и льда, зубной эмали и костей живых организмов. Одновременный рост большого количества мелких кристаллов используется в металлургии и в других отраслях промышленности. В химической промышленности кристаллизация используется для получения веществ в чистом виде.
- Процесс кристаллизации начинается только после охлаждения жидкости до определённой температуры.
- Во время кристаллизации температура не меняется.
- Температура кристаллизации равна температуре плавления.
Ферромагне́тики — вещества, в которых ниже определённой критической температуры устанавливается дальний ферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов или моментов коллективизированных электронов. Иными словами, ферромагнетик — такое вещество, которое способно обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля.
Диспе́рсная систе́ма — образования из фаз (тел), которые практически не смешиваются и не реагируют друг с другом химически. В типичном случае двухфазной системы первое из веществ мелко распределено во втором. Если фаз несколько, их можно отделить друг от друга физическим способом.
То́чка Кюри́, или температу́ра Кюри́, — температура фазового перехода II рода, связанного со скачкообразным изменением свойств симметрии вещества. Названа по имени П. Кюри.
Мартенситное превращение, полиморфное превращение, при котором изменение взаимного расположения составляющих кристалл атомов происходит путём их упорядоченного перемещения, причем относительные смещения соседних атомов малы по сравнению с междуатомным расстоянием. Перестройка кристаллической решётки в микрообластях обычно сводится к деформации её ячейки, и конечная фаза мартенситного превращения может рассматриваться как однородно деформированная исходная фаза. Величина деформации мала и соответственно мал, по сравнению с энергией связи в кристалле, энергетический барьер, препятствующий однородному переходу исходной фазы в конечную. Необходимое условие мартенситного превращения, которое развивается путём образования и роста областей более стабильной фазы в метастабильной, — сохранение упорядоченного контакта между фазами. Упорядоченное строение межфазных границ при малости барьера для однородного фазового перехода обеспечивает их малую энергию и высокую подвижность. Как следствие, избыточная энергия, необходимая для зарождения кристаллов новой фазы, мала и при некотором отклонении от равновесия фаз становится сопоставимой с энергией дефектов, присутствующих в исходной фазе. Поэтому зарождение мартенситных кристаллов происходит с большой скоростью и может не требовать тепловых флуктуаций. Вследствие воздействия образовавшейся фазы на исходную фазу энергетический барьер для перемещения границы фаз существенно меньше, чем для однородного перехода; при небольших отклонениях от равновесия он исчезает — кристалл растет со скоростью порядка звуковой и без тепловой активации.
Твёрдые растворы — фазы переменного состава, в которых атомы различных элементов расположены в общей кристаллической решётке.
Многие твёрдые растворы замещения при относительно невысоких температурах способны находиться в упорядоченном состоянии, то есть вместо статистического распределения разносортных атомов в узлах пространственной решетки атомы одного и другого металла размещаются в совершенно определённом порядке. Такие твёрдые растворы называются упорядоченными; используется также термин «сверхструктура».
Алекса́ндр Ива́нович Гу́сев — физик, физикохимик, профессор, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией тугоплавких соединений Института химии твердого тела Уральского отделения РАН (1996—2008 гг.), в настоящее время главный научный сотрудник лаборатории нестехиометрических соединений, публицист.
Андрей Андреевич Ремпель — специалист в области физико-химии керамических материалов, член-корреспондент РАН, профессор, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией нестехиометрических соединений Института химии твердого тела Уральского отделения РАН, член правления Российского химического общества имени Д. И. Менделеева, профессор Уральского федерального университета.
Фа́зовые перехо́ды пе́рвого ро́да — фазовые переходы, при которых скачком изменяются первые производные термодинамических потенциалов по интенсивным параметрам системы. Переходы первого рода реализуются как при переходе системы из одного агрегатного состояния в другое, так и в пределах одного агрегатного состояния.
Сегнетоэле́ктрик — материал, обладающий спонтанной поляризацией, ориентацию которой можно изменить посредством внешнего электрического поля. Такие вещества обладают сегнетоэлектрическим гистерезисом, когда поляризация материала зависит неоднозначно от внешнего электрического поля и определяется предысторией поляризации.
Сверхструктура — нарушение структуры кристаллического соединения или сплава, повторяющееся с определенной регулярностью и создающее таким образом новую структуру с другим периодом чередования. Базисная ячейка такой структуры — сверхячейка — обычно кратна элементарной ячейке исходной структуры.
Высокоэнтропийные сплавы (ВЭС) — сплавы, которые содержат не менее 5 элементов, причём количество каждого из них не должно превышать 35 ат % и не должно быть меньше 5 ат. %. Для таких сплавов характерны повышенные, по сравнению с традиционными многокомпонентными сплавами, значения энтропии смешения Smix. Классическими примерами ВЭСов являются многокомпонентные сплавы, в которых элементы находятся в равной атомной доле. Термин «высокоэнтропийные сплавы» был введен тайваньским ученым Цзянь-Вэй Йе, поскольку при содержании в сплаве большого количества элементов при примерно равных пропорциях энтропия при смешивании существенно выше. Одними из первых ВЭС исторически стали сплавы CrMnFeCoNi, полученные британцем Брайоном Кантором и получившие его имя.
Нанотехнология типа «сверху вниз» — технология получения наноструктурированных материалов, в которой нанометровый размер частиц достигается с помощью измельчения более крупных частиц, порошков или зёрен твёрдого тела.