Кристаллоэнергетика как основа оценки свойств твердотельных материалов
| Вид материала | Документы |
- Исследование электрофизических свойств сельскохозяйственных продуктов и материалов, 83.47kb.
- Ознакомление с основными марками цветных сплавов и композиционных материалов, их свойствами, 385.05kb.
- Cx-x электроразрядная обработка порошков твердых сплавов с целью изменения структуры, 33.2kb.
- Вопросы вступительных экзаменов в докторантуру PhD по специальности «Материаловедение, 27.1kb.
- Тема: Основные группы свойств стоматологических материалов: адгезия и адгезионные свойства,, 288.13kb.
- Данилов А. М., Гарькина И. А. Общая методология идентификации систем: опыт моделирования, 48.43kb.
- Новыe приборы для неразрушающего контроля и технической диагностики материалов, 137.79kb.
- Методические указания по выполнению и варианты контрольной работы (задания) для студентов, 96.95kb.
- Бухгалтерский баланс как основа оценки финансово-экономического состояния предприятия, 540.21kb.
- Строение и свойства металлических материалов лекция 2 Строение и свойства металлов, 103.5kb.
Кристаллоэнергетика как основа оценки свойств твердотельных материалов
В. В. ЗУЕВ, Л. Н. ПОЦЕЛУЕВА, Ю. Д. ГОНЧАРОВ
КРИСТАЛЛОЭНЕРГЕТИКА КАК ОСНОВА ОЦЕНКИ СВОЙСТВ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ (ВКЛЮЧАЯ МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ ЦЕМЕНТЫ)
Санкт Петербург 2006
Содержание
АННОТАЦИЯ.
ПРЕДИСЛОВИЕ.
Глава 1 Некоторые современные представления о конституции и химической связи в кристаллах
1.1. Структурная плотность кристаллических решеток твердых тел.
1.2. Остовно-электронное моделирование конституции и химической связи в кристаллических соединениях
1.2.1. Новый энергетический параметр стабильности кристаллического вещества - энергия сцепления атомных остовов и связующих электронов.
1.2.2. Определение валентных состояний атомов в рамках остовно-электронной концепции строения минералов и других твердых тел.
1.2.3. Кристаллоструктурный метод расчета ионности связей и эффективных зарядов атомов в минералах
Глава 2 Современные энергетические подходы к оценке физико-химических свойств твердых тел
2.1. Зависимость физических свойств минералов и неорганических кристаллов от структурной рыхлости
2.2. Зависимость физико-химических свойств кристаллических веществ от удельной энергии ионной кристаллической решетки.
2.2.1. Сложные и комплексные кристаллические соединения.
2.3. Закономерная связь физических свойств минералов и других твердых кристаллических тел с их энергией сцепления атомных остовов и связующих электронов.
2.4. Физико-химические свойства минералов и других твердых тел как функции их энергоплотности и удельной массовой энергии атомизации.
2.5. Сравнительная характеристика и рекомендации по использованию 4-х энергетических подходов к оценке свойств кристаллов.
2.6. Зависимость физических свойств минералов и других кристаллических веществ от электроотрицательности составляющих атомов.
Глава 3 Магнезиальный цемент и его свойства.
3.1. Магнезит каустический, его получение и некоторые специфические особенности и свойства
3.2. Вяжущие свойства каустического магнезита.
3.3. Физико-химические процессы при твердении магнезиального цемента
3.4. Общая характеристика состава магнезиального вяжущего.
3.5. Структура, энергетические параметры и свойства магнезиального вяжущего вещества
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА.
Аннотация
В книге излагаются новые для материаловедения структурно-энергетические подходы к оценке широкого спектра физико-химических свойств различного рода твердотельных материалов - как природных (минералы), так и искусственно создаваемых для использования в различных областях науки, техники и промышленного производства.
Особое внимание уделено рассмотрению вяжущих материалов на примере магнезиальных цементов, по которым обобщены результаты предыдущих исследований и приведены новые данные по изучению их свойств в рамках новых энергетических подходов.
Книга предназначена для специалистов, работающих в различных областях науки и промышленности, включая физико-химию твердого тела, кристаллохимию, материаловедения, строительные материалы и др., она может быть полезна студентам, аспирантам и преподавателям соответствующих специальностей.
Предисловие
Магнезиальный цемент (цемент Сореля) известен с 1867 г. Несмотря на определенные преимущества по сравнению с другими вяжущими, магнезиальный цемент мало используется в современных строительных производствах. Объясняется это, главным образом, недостаточной изученностью этого материала и отсутствием достаточной информации о его свойствах. Достаточно отметить, что в фундаментальном труде «Теория цемента» (1991) магнезиальный цемент вообще не фигурирует.
Поэтому мотивом, побудившим авторов к написанию данной книги, было желание восполнить указанный пробел и ознакомить работающих в области вяжущих материалов с некоторыми результатами работ нашей фирмы, специализирующейся довольно продолжительное время на выпуске магнезиальных сухих строительных смесей.
Основная цель написания этой книги заключается в очевидной целесообразности внедрения современных представлений о конституции, химической связи и кристаллоэнергетике минералов и неорганических кристаллов в область искусственных, используемых в строительстве камневидных материалов для корректного объяснения их свойств. По мнению авторов, в условиях бурного развития современной науки техники эта инициатива должна послужить дальнейшему развитию научного и практического материаловедения.
Книга состоит из 3-х основных частей (глав).
В первой кристаллохимической главе дана информация о некоторых современных представлениях о конституции кристаллического вещества[1], природе химических межатомных связей и их энергии. В этом разделе изложены основы остовно-электронной концепции строения твердых тел (Зуев, 1990; Зуев, Денисов, Мочалов и др., 2000), базирующейся на представлении о том, что любое химическое соединение (твердое тело), независимо от типов химической связи, состоит из положительно заряженных атомных остовов (как металлических или катионных, так и неметаллических или анионных компонентов)[2] и связывающих их валентных электронов, выполняющих анионные функции. Такой подход оказался плодотворным при описании строения и интерпретации свойств природных и искусственных кристаллических веществ.
Вторая глава посвящена кристаллоэнергетике - изложению современных энергетических подходов к объяснению и количественному описанию свойств твердых тел, основанных на использовании: энергии кристаллической ионной решетки, энергии атомизации (энергии сцепления атомов), энергии сцепления атомных остовов и связующих электронов, электроотрицательности атомов и параметров структурной рыхлости (косвенно характеризующих энергию и прочность межатомных связей соединений). В этом разделе выполнен большой объем работ по установлению корреляционных зависимостей между предлагаемыми энергетическими параметрами веществ и их свойствами, собранными по многочисленным справочникам и литературным источникам. В результате были выведены соответствующие формулы оценки весьма широкого спектра физико-химических свойств веществ, включая механические, прочностные, термические, упругие, поверхностные, эмиссионные и многие другие.
Третья глава посвящена собственно магнезиальному цементу и его свойствам, применению. Большое внимание уделено приложению изложенных в первом и втором разделах подходов непосредственно к магнезиальному цементу с демонстрацией тех возможностей, которые предоставляют эти подходы в плане объяснения и предсказания его разнообразных свойств в сопоставлении со свойствами другого более распространенного портландцемента. В дополнении к известным по предыдущим литературным данным в этом разделе суммированы также новые, полученные в нашей фирме результаты исследований магнезиального цемента.
Представляется вполне вероятным, что данная книга будет полезна исследователям, специализирующимся в области строительных материалов, а также смежных с нею областях материаловедения, физико-химии твердого тела и т.д., поскольку предлагаемые энергетические подходы можно применять к любым твердотельным материалам.
[1] Согласно определению (Григорьев, 1966), конституция минерала (кристалла) есть его взаимосвязанные состав и структура, определяющие, в конечном счете, все его свойства.
[2] Атомный остов получается удалением из нейтрального атома его внешних валентных электронов.