Глава 13. Ионная проводимость и твердые электролиты .... 5
13.1. Типичные ионные кристаллы.......... 7
13.1.1. Галогениды щелочных металлов......... 7
13.1.2. Хлорид серебра............ 15
13.1.3. Фториды щелочноземельных металлов...... 18
13.1.4. Простые стехиометрические оксиды....... 18
13.2. Твердые электролиты (ионные проводники, суперионные проводники) .... ........... 19
13.2.1. р-Глинозем.............. 22
13.2.1.1. Структура............. 22
13.2.1.2. Проводимость и механизм проводимости .... 27
13.2.2. Иодид серебра и другие А2+-проводящие твердые электролиты ................ 31
13.2.2.1. Иодид серебра Agl.......... 31
13.2.2.2. RbAg4I5.............. 33
13.2.2.3. Другие твердые электролиты — производные Agl . 34
13.2.2.4. Фазы на основе халькогенидов серебра..... 35
13.2.3. Галогенид-ионные проводники........ 35
13.2.4: Кислород-ионные проводники ......... 36
13.2.5. Поиски новых твердых электролитов...... 37
13.3. Методы измерения проводимости......... 40
13.3.1. Измерения на постоянном токе........ 40
13..3.2. Измерения на переменном токе........ 42
13.4. Другие экспериментальные методы........ 49
13.5. Применение твердых электролитов........ 51
13.5.1. Принципы действия электрохимических ячеек .... 51
13.5.2. Источники тока............ 52
13.5.3. Кислородные концентрационные ячейки и датчики ... 55
13.5.4. Топливные элементы........... 57
Упражнения................. 57
Литература................ 58
Глава 14. Электронные свойства и зонная теория: металлы, полупроводники, твердые неорганические соединения, их цветность. . 59
14.1. Введение — металлы, диэлектрики, полупроводники ... 59
14.2. Электронная структура твердых тел. Зонная теория ... 61
14.3. Усовершенствование простой зонной теории. ^-Пространство и зоны Бриллюэна............. 68
14.4. Зонная структура металлов......., 74
14.5. Зонная структура диэлектриков......... 75
14.6. Зонная структура полупроводников: кремний..... 76
14.7. Полупроводники с контролируемой валентностью .... 81
14.8. Применение полупроводников . . ....... 83
14.9. Зонная структура неорганических твердых тел .... 85
14.10. Цветность неорганических твердых тел ....... 90
14.11. Энергетические зоны или химическая связь. Заключительные замечания................91
Упражнения.............., 92
Литература................ 93
Глава 15. Другие электрические свойства.....\ 94
15.1. Термоэлектрические явления........... 94
15.1.1. Эффект Томсона............94
15.1.2. Эффект Пельтье............96
15.1.3. Эффект Зеебека............97
15.1.4. Термопары..............98
15.2. Эффект Холла.............. 102
15.3. Диэлектрики.............. 104
15.4. Сегнетоэлектрики............. 111
15.5. Пироэлектрики.............. 121
15.6. Пьезоэлектрики............. 122
15.7. Взаимосвязь между сегнето-, пьезо- и пироэлектрическими свойствами................. 123
15.8. Применение сегнето-, пьезо- и пироэлектриков ..... 124 Упражнения................ 126
Литература................ 127
Глава 16. Магнитные свойства............ 128
16.1. Введение............... 128
16.2. Теория магнетизма.....,....... 129
16.2.1. Поведение веществ в магнитном поле...... 129
16.2.2. Влияние температуры. Законы Кюри и Кюри — Вейсса . , 130
16.2.3. Расчет величины магнитного момента...... 133
16.2.4. Механизм ферро- и антиферромагнитного упорядочения, обменное взаимодействие.......... '35
16.2.5. Некоторые другие понятия......... |3о
16.3. Примеры магнитных материалов, их структуры и свойства . . 138
16.3.1. Металлы и сплавы............ 138
16.3.2. Оксиды переходных металлов......... 143
16.3.3. Шпинели.............. 147
16.3.4. Гранаты.............. 155
16.3.5. Ильмениты и перовскиты ........... 158
16.3.6. Магнетоплюмбиты............ 159
16.4. Применение. Взаимосвязь структуры и свойств..... 160
16.4.1. Сердечники трансформаторов......... 160
16.4.2. Запоминающие устройства..........161
16.4.3. Элементы памяти на цилиндрических магнитных доменах 162
16.4.4. Постоянные магниты...........162
Упражнения................ 163
Литература................ 163
Глава 17. Оптические свойства. Люминесценция и лазеры .... 165
17.1. Люминесценция и люминофоры.........165
17.1.1. Определения и вводные замечания . . . . . . . 165
17.1.2. Модель конфигурационных координат...... 168
17.1.3. Некоторые фосфоресцирующие материалы..... 171
17.1.4. Антистоксовские люминофоры . . ..... 173
17.2, Лазеры................ 174
П.2.1. Рубиновый лазер............ 174
17.2.2. Неодимовые лазеры........... 177
Упражнения................ 177
Литература................ 177
Глава 18. Стекло............... 178
18.1. Факторы, влияющие на стеклообразование...... 179
18.1.1. Оксидные стекла. Электроотрицательность и тип химической связи............... 179
18.1.2. Вязкость......• . ..... 180
18.1.3. Влияние структуры. Правила Захариасена..... 180
18.1.4. Критерии Сана и Роусона.......... 182
18.2. Термодинамика процесса стеклования. Поведение жидкостей при охлаждении............... 183
18.3. Кинетика кристаллизации и стеклования....... 187
18.4. Структура стекол............. . 191
18.4.1. Кварцевое стекло . ,........... . 192
L8.4.2. Силикатные стекла............ 195
18.4.3. Стеклообразный В2О3 и боратные стекла...... 197
18.5. Несмешиваемость жидкостей и ликвидация в стеклах . . . 198
18.5.1. Структурные теории расслаивания жидкостей .... 200
18.5.2. Термодинамика расслаивания в жидкой фазе .... 201
18.5.3. Механизм расслаивания.......... 202
18.6. Вязкость...............206
18.7. Электрическая (ионная) проводимость стекол и полищелочной эффект................ 20»
18.8. Промышленные силикатные и боратные стекла..... 211
18.9. Халькогенидные и другие полупроводниковые стекла . . . 214
18.9.1. Халькогенидные стекла . . . . ..... 215
18.9.1.1. Сера.............. 215
18.9.1.2. Селен.............. 216
18.9.1.3. Теллур.............. 217
18.9.1.4. Стекла более сложного состава....... 217
18.9.2. Электрические свойства.........; 217
18.9.3. Фотокопировальный процесс......... 220
18.10. Металлические стекла........... 222
18.11. Стеклокерамика............. 225
18.11.1. Наиболее распространенные стеклокерамические системы 228
18.11.2. Свойства стеклокерамических материалов..... 229
18.11.3. Применение стеклокерамики......... 231
Упражнения................ 232
Литература................ 232
Глава 19. Цемент и бетон............. 234
19.1, Портландцемент............. 235
19.1.1. Производство............. 235
19.1.2. Особенности диаграммы состояния........ 236
- . 19.1.3. Полиморфизм силикатов кальция........ 240
19.1.4. Гидратация портландцемента......... 241
19.1.5. Разновидности портландцемента........ 244
19.2. Глиноземистые и высокоглиноземистые цементы .... 245-
19.3. Пуццоланы и пуццолановые цементы ........ 249
19.4. Продукты автоклавного синтеза......... 250
19.5. Магнезиальный цемент............. 251
19.6. Последние достижения — беспористый бетон (MDF) . . . 251 Упражнения................ 253"
Литература............... 253
Глава 20. Огнеупорные материалы.......... 254-
20.1. Микроструктура или текстура.......... 254
20.2. Размеры зерен и их рост......'..... 255
20.3. Спекание............... 25б;-
20.4. Поверхностные явления........... 257
20.5. Воздействие шлаков на огнеупоры........ 258
20.6. Прочность............... 258
20.7. Виды огнеупорных материалов......... 259'
20.8. Последние достижения. Сиалоны — нитридные огнеупорные материалы ................ 265-
Упражнения................ 266-
Литература............... 267"
Глава 21. Органическая химия твердого тела ....... 268'
21.1. Топохимический контроль органических реакций в твердом состоянии................ 268:
21.1.1. Внутримолекулярные реакции. Конформационные эффекты 270'
21.1.2. Межмолекулярные реакции. Эффекты молекулярной упаковки 271
21.1.3. Фотодимеризация о-этокси-г/шнс-коричной кислоты . . 271
21.1.3.1. «-Форма............. 271
21.1.3.2. р-Форма............. 271
21.1.3.3. у-Форма............. 272'
21.1.4. Фотополимеризация 2,5-дистирилпиразина..... 273'
21.1.5. Фотополимеризация диацетиленов.....• . . 274
21.1.6. Асимметрический синтез.......... 274-
21.1.7. Димеризация антрацена. Роль дефектов кристаллической решетки . .......... 275>
21.1.8. Регулирование способа упаковки молекул в кристаллах 276-
21.1.9. Органические реакции в неорганических матрицах . . . 278
21.2. Электропроводящие оргагические твердые тела. Органические металлы................. 278'
21.2.1. Сопряженные системы........... 278
21.2.1.1. Легированный полиацетилен........ 278:
21.2.1.2. Полипарафенилен........... 282'
21.2.1.3. Полипиррол............ 282'
21.2.2. Органические комплексы с переносом заряда. Новые сверхпроводники .............. 282'
Литература............... 284-
Приложение................. 285
А1. Геометрические подходы в кристаллохимии...... 285
А1.1. Замечания по геометрии тетраэдров и октаэдров .... 285
А1.1.1. Тетраэдр и куб............ 285
А1.1.2. Расстояния М — X и X — X в тетраэдре ..... 285
А1.1.3. Угол ХМХ тетраэдра.......... 285
А1.1.4. Симметрия тетраэдра .......... 285
