ЗМІСТ

Частина І

ВСТУП …………………….…………………………………..................8

ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ ……..………………………..……..…….9

1 КОНДЕНСОВАНИЙ СТАН РЕЧОВИНИ ТА МІЖАТОМНІ

СИЛИ ВЗАЄМОДІЇ……………………………………………….……..12

1.1 Поняття компонента та фази. Конденсовані фази……………..12

1.2 Основні види міжатомних взаємодій у твердих тілах ………...12

1.3 Види дефектів в кристалах ……………………………………...12

1.4 Термодинаміка точкових дефектів ……………………………..13

1.5 Дислокації та їх види…………………………………………….14

1.6 Взаємодія дислокацій……………………………………………16

1.6.1 Пружна взаємодія паралельних крайових дислокацій…...16

1.6.2 Пружна взаємодія паралельних гвинтових дислокацій…..20

1.7 Поняття повних та часткових дислокацій………………………20

1.8 Дислокаційні реакції……………………………………………..21

2 ОСНОВИ СТАТИСТИЧНОЇ ТЕРМОДИНАМІКИ …………….…...21

2.1 Термодинамічні системи. Параметри рівноваги

та функції стану ……………………………………………...............21

2.2 Оборотні та необоротні процеси. Поняття

квазістатичного процесу ………….………….…..………...………..22

2.3 І-ий, ІІ-ий та ІІІ-ій закони термодинаміки …..…………………23

2.4 Основне рівняння термодинаміки. Вільні енергії Гіббса

та Гельмгольца ……………………………………............................24

2.5 Поняття парціального хімічного потенціалу

компонента системи …………………………………….……….….26

2.6 Основні рівняння термодинаміки для оборотних процесів …..27

2.7 Види рівноваги термодинамічних систем та їх аналітичні

умови .………………………………………………………………...28

2.8 Ентропія в статистичній трактовці Больцмана

(конфігураційна ентропія) ………………………………………….32

2.9 Ентропія (конфігураційна) суміші ……………………………..34

2.10 Метод зонного очищення Пфанна ……………………………37

2.11 Статистика Максвелла-Больцмана та її

застосування в термодинаміці………..……………………………...39

2.12 Елементарна теорія активованих станів.

Термодинамічна імовірність подолання атомами

енергетичного бар’єра ………………………………………...……..44

2.13 Швидкість реакції (швидкість елементарного процесу).

Рівняння Арреніуса ……………………………………………....….45

2.14 Час релаксації …………………………………………….….…47

2.15 Зв’язок основних функцій стану з парціальною

функцією розподілу Максвелла-Больцмана ……………………….48

2.16 Види енергетичних спектрів …………………………..………48

2.17 Поняття теплоємності …………………………….……..….….51

2.17.1 Атомна теплоємність за Ейнштейном ……………...……51

2.17.2 Атомна теплоємність за Дебаєм ……………………....…54

2.17.3 Правило Неймана-Коппа (закон адитивності) ………….55

2.17.4 Аномалії ходу температурної залежності

теплоємності (l-стрибкі теплоємності) ………………..……….55

2.18 Вібраційна ентропія та її роль

у поліморфних перетвореннях ……………………………….…….56

3 ФІЗИКО-ХІМІЧНА ТРАКТОВКА ТВЕРДИХ РОЗЧИНІВ …….…..58

3.1 Потенціальна конфігураційна внутрішня енергія

твердих розчинів та чистих систем ……………………….………..58

3.2 Вільна енергія фазової суміші ………………………….……….63

3.3 Стабільний стан сплавів ………………………………...………64

3.4 Принцип загальної дотичної (принцип натягнутої струни).

Елементи геометричної термодинаміки ……………………………66

3.5 Вільна енергія проміжних фаз ………………………………….68

3.6 Рівняння фазової рівноваги ………………………….…………68

3.7 Правило фаз Гіббса …………………………………..………….69

3.8 Альтернативний метод побудови діаграм рівноваги ………….72

3.9 Геометрична трактовка парціальних хімічних потенціалів …..74

3.10 Залежність розчинності компонентів від температури ……...76

3.11 Спінодальний розпад пересиченого розчину.

Модульовані структури ……………………………………………..80

4 ФІЗИКА ПОВЕРХНЕВИХ ЯВИЩ У МЕТАЛАХ ТА СПЛАВАХ ...83

4.1 Основне рівняння термодинаміки у випадку наявності

внутрішніх меж поділу ……………………………………………...83

4.2 Механічна рівновага в системах з внутрішньою межею

поділу …………………………………………………………………84

4.3 Поверхневий тиск Лапласа ……………………………………...85

4.4 Кристалоповерхневий тиск Вульфа. Теорема Вульфа ………..86

4.5 Принцип Гіббса-Кюрі-Вульфа ………………………………….88

4.6 Фізична адсорбція в металевих системах ……………………...90

4.7 Рівняння Гіббса для адсорбції. Рівняння Мак Ліна

для зерномежових сегрегацій домішкових елементів …………….90

4.8 Ефект Ребіндера …………………………………………….……93