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Moderne Probleme der Metallphysik: Erster Band Fehlstellen, Plastizität, Strahlenschädigung und Elektronentheorie

Autor Alfred Seeger
de Limba Germană Paperback – 19 noi 2013
Die rasche Entwicklung der Metallphysik, die sie mit anderen Zweigen der Festkörperphysik gemeinsam hat, macht das Fehlen moderner zu­ sammenfassender Darstellungen dieses Gebiets verständlich. Anläßlich des 60. Geburtstages von Professor Dr. U. DEHLINGER, dem das vor­ liegende Werk gewidmet ist, fand in Stuttgart eine zweitägige Vortrags­ veranstaltung statt mit dem Ziele, die auf Nachbargebieten oder in Industrielaboratorien tätigen Fachgenossen sowie Studenten höherer Semester mit den Fortschritten und den Problemen metallphysikali­ scher Forschung vertraut zu machen. Im Anschluß an diese Veran­ staltung wurde von verschiedenen Seiten an den Unterzeichneten der Wunsch nach einer ausführlichen Darstellung herangetragen. Die Vor­ tragenden des Stuttgarter Symposiums haben diesem Wunsche gern entsprochen; als Ergebnis wird nunmehr der erste Band des zwei­ bändigen Werkes "Moderne Probleme der Metallphysik" vorgelegt. Die ursprüngliche Auswahl der Themenkreise wurde beibehalten, wenn auch natürlich der Umfang des behandelten Stoffs sehr erweitert und die Darstellungsweise vertieft wurde. Bei der Stoffauswahl hatten wir die Interessen und Bedürfnisse verschiedener Benutzergruppen im Auge. Vorausgesetzt wird, daß der Leser eine erste elementare Einführung in die Festkörperphysik erhalten hat, wie sie heute an den meisten Uni­ versitäten und Technischen Hochschulen gelehrt wird. Derjenige, der weiter in das Gebiet eindringen will, findet die Grundbegriffe der Theorie der Versetzungen im ersten Kapitel, eine elementare Behandlung der atomaren Fehlstellen in Metallen im fünften Kapitel und die Grundlagen der Elektronentheorie der Metalle in den ersten Abschnitten des sechsten Kapitels. Ergänzt werden diese Abschnitte im vierten bzw.
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Specificații

ISBN-13: 9783642875304
ISBN-10: 3642875300
Pagini: 464
Ilustrații: XV, 445 S. 69 Abb.
Dimensiuni: 155 x 235 x 24 mm
Greutate: 0.64 kg
Ediția:Softcover reprint of the original 1st ed. 1965
Editura: Springer Berlin, Heidelberg
Colecția Springer
Locul publicării:Berlin, Heidelberg, Germany

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Research

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Die rasche Entwicklung der Metallphysik, die sie mit anderen Zweigen der Festkörperphysik gemeinsam hat, macht das Fehlen moderner zu­ sammenfassender Darstellungen dieses Gebiets verständlich. Anläßlich des 60. Geburtstages von Professor Dr. U. DEHLINGER, dem das vor­ liegende Werk gewidmet ist, fand in Stuttgart eine zweitägige Vortrags­ veranstaltung statt mit dem Ziele, die auf Nachbargebieten oder in Industrielaboratorien tätigen Fachgenossen sowie Studenten höherer Semester mit den Fortschritten und den Problemen metallphysikali­ scher Forschung vertraut zu machen. Im Anschluß an diese Veran­ staltung wurde von verschiedenen Seiten an den Unterzeichneten der Wunsch nach einer ausführlichen Darstellung herangetragen. Die Vor­ tragenden des Stuttgarter Symposiums haben diesem Wunsche gern entsprochen; als Ergebnis wird nunmehr der erste Band des zwei­ bändigen Werkes "Moderne Probleme der Metallphysik" vorgelegt. Die ursprüngliche Auswahl der Themenkreise wurde beibehalten, wenn auch natürlich der Umfang des behandelten Stoffs sehr erweitert und die Darstellungsweise vertieft wurde. Bei der Stoffauswahl hatten wir die Interessen und Bedürfnisse verschiedener Benutzergruppen im Auge. Vorausgesetzt wird, daß der Leser eine erste elementare Einführung in die Festkörperphysik erhalten hat, wie sie heute an den meisten Uni­ versitäten und Technischen Hochschulen gelehrt wird. Derjenige, der weiter in das Gebiet eindringen will, findet die Grundbegriffe der Theorie der Versetzungen im ersten Kapitel, eine elementare Behandlung der atomaren Fehlstellen in Metallen im fünften Kapitel und die Grundlagen der Elektronentheorie der Metalle in den ersten Abschnitten des sechsten Kapitels. Ergänzt werden diese Abschnitte im vierten bzw.

Cuprins

Siebtes Kapitel Chemische Bindung und Ferromagnetismus.- 1. Einleitung.- 2. Chemische Bindung.- 2.1. Die Grundtypen der chemischen Bindung.- 2.2. Die quantenmechanische Deutung der chemischen Bindung.- 2.3. Das quantenmechanische N-Körperproblem.- 2.4. Energetische Betrachtungen zur chemischen Bindung und zum Ferromagnetismus.- 3. Quantentheorie des Ferromagnetismus.- 3.1. Allgemeines.- 3.2. Die drei Grundregeln für den Ferromagnetismus der Übergangsmetalle.- 3.3. Alternativvorstellungen zur Theorie des Ferromagnetismus.- 4. Methoden zur quantitativen Behandlung des quantenmechanischen N-Körperproblems.- 4.1. Die Einteilchenzustände.- 4.2. Das Hartree-Fock-Verfahren.- 4.3. Die Methode der Überlagerung von Konfigurationen.- 5. SchluBbemerkungen.- Literatur.- Achtes Kapitel Magnetisierungskurve der Ferromagnetika. I. Mikromagnetische Grundlagen, Einmündung in die ferromagnetische Sättigung und Nachwirkungseffekte.- 1. Einleitung.- 2. Thermodynamische Grundlagen.- 3. Das Gibbssche Potential eines Ferromagnetikums.- 3.1. Isotrope Potentiale.- a) Das magnetostatische Potential.- b) Das magnetische Streufeldpotential.- c) Die Austauschenergie.- 3.2. Anisotrope Potentiale.- a) Die Kristallenergie.- b) Das elastische Potential.- c) Die magnetostriktiven Verzerrungen und das magnetoelastische Potential.- 4. Die mikromagnetischen Grundgleichungen.- 5. Anwendungen der mikromagnetischen Grundgleichungen.- 5.1. Bloch-Wände.- 5.2. Néel-Wände.- 5.3. Die Bereichsstruktur.- 5.4. Die Lösung des Eigenspannungsproblems bei Bloch-Wänden.- a) Berechnung einer (001)-180°-Bloch-Wand.- b) Spannungs-Dehnungs-Beziehungen für ebene Domänenwände bei elastischer Isotropie.- c) Die ideale Bloch-Wand—Dicke.- d) Die wirkliche Bloch-Wand—Dicke.- 5.5. Die Wechselwirkung zwischen Blochschen Wänden und inneren Spannungen.- a) Anwendung der Peach-Koehlerschen Beziehung.- b) Berechnung der Koerzitivfeldstärke elastischer Dipole.- 5.6. Der Einfluß von Gitterkrümmungen auf die Magnetisierung.- 5.7. Volumdilatationen und magnetisches Streufeld.- 6. Anwendung der Brownschen Näherung zur Berechnung von Magnetisierungszuständen.- 6.1. Allgemeine Theorie der Einmündung in die ferromagnetische Sättigung.- 6.2. Berechnung der Fourier-Transformierten $${\tilde g_i}$$.- a) Transformation der magnetoelastischen Kopplungsenergie.- b) Berechnung von $${\tilde \sigma ''^{G{\text{ }}P}}$$ mit Hilfe des Inkompatibilitätstensors.- ?) Allgemeine Theorie.- ?) Anwendung auf elastische Dipole.- ?) Dilatationszentrum (Zwischengitteratom).- ?) Geradlinige Versetzungsdipole.- 6.3. Die Feldstärkeabhängigkeit des Einmündungsgesetzes.- a) Austauschkopplung und Versetzungsanordnung.- b) Das Einmündungsgesetz bei Anwesenheit von Versetzungsdipolen.- c) Die Magnetisierung in der Umgebung von Versetzungen.- 6.4. Das magnetische Potential im Gebiet der Einmündung in die ferromagnetische Sättigung.- 6.5. Mikromagnetische Theorie der Anfangspermeabilität.- a) Theoretische Grundlagen.- b) Anwendung auf einen ‹100›-Nickeleinkristall.- 6.6. Die Magnetisierung in der Umgebung unmagnetischer Einschlüsse in Ferromagnetika.- 7. Zur Theorie der ferromagnetischen Nachwirkung.- 7.1. Verschiedene Nachwirkungstypen.- a) Orientierungsnachwirkung.- b) Diffusionsnachwirkung.- c) Kombinierte Diffusions- und Orientierungsnachwirkung.- d) Thermische Nachwirkung (Jordan-Nachwirkung).- e) Bloch-Wand-Kriechen.- 7.2. Nachwirkungsfeldstärke, reversible und irreversible Nachwirkung.- a) Definitionen.- b) Die Zeitabhängigkeit des Nachwirkungsfeldes.- ?) Orientierungsnachwirkung.- ?) Diffusionsnachwirkung.- ?) Kombinierte Orientierungs-Diffusionsnachwirkung.- ?) Thermische Nachwirkung.- ?) Bloch-Wand-Kriechen.- 7.3. Orientierungsnachwirkung in Nickel.- a) Berechnung der Stabilisierungsenergie.- ?) Fehlstellen mit einer ‹100›-Symmetrieachse.- ?) Fehlstellen mit einer ‹100›-Symmetrieachse.- b) Die Bewegungsgleichung der Bloch-Wand. Die Stabilisierungsfeldstärke.- c) Anwendungen und Experimente.- Literatur.- Neuntes Kapitel Magnetisierungskurve der Ferromagnetika. II. Magnetisierungskurve und magnetische Hysterese ferromagnetischer Einkristalle.- 1. Einleitung.- 1.1. Vorbemerkungen.- 1.2. Beschreibung der Magnetisierungskurve.- 1.2.1. Verlauf und Kenngrößen der Magnetisierungskurve.- 1.2.2. Andere Darstellungsweisen der Magnetisierungskurve.- 1.3. Die Bereichsaufteilung.- 1.3.1. Beschreibung.- 1.3.2. Theoretische und experimentelle Belege für die Existenz magnetischer Elementarbereiche.- 1.3.3. Gültigkeitsgrenzen der Bereichsvorstellung.- 1.4. Ausgangssituation und Zielsetzung.- Literatur.- 2. Magnetisierungsprozesse.- 2.1. Grundsätzliches.- 2.2. Bewegung von Bloch-Wänden (dvi).- 2.2.1. Allgemeine Zusammenhänge.- 2.2.2. Verschiebung ebener Bloch-Wände.- 2.2.3. Bloch-Wand-Wölbung.- 2.3. Drehprozesse (dei).- 2.3.1. Homogene Drehprozesse in Einbereichskristallen.- 2.3.2. Drehprozesse in großen Kristallen.- 2.4. Der Paraprozeß (dJS).- 2.5. Auftreten der verschiedenen Magnetisierungsprozesse beim Durchlaufen der Magnetisierungskurve, insbesondere der Neukurve.- a) Magnetisch mehrachsige, reale Einkristalle; Feld nicht in einer ausgezeichneten Richtung.- b) Ideale Einkristalle.- 2.6. Einige Bemerkungen zur Berechnung von Magnetisierungskurven.- Literatur.- 3. Die Magnetisierungskurven idealer Einkristalle.- 3.1. Grundlagen der Phasentheorie.- 3.1.1. Voraussetzungen und Vereinfachungen bei der Rechnun.- 3.1.2. Methode.- 3.1.3. Gültigkeitsgrenzen der Phasentheorie.- 3.2. Die Magnetisierungskurven ebener, magnetisch einachsiger Kristalle.- 3.2.1. Einphasengebiet.- 3.2.2. Zweiphasengebiet.- a) Anschauliche Betrachtungsweise.- b) Berechnung nach dem Minimalprinzip.- 3.2.3. Vergleich mit dem Experiment sowie einige Folgerungen.- 3.3. Die Magnetisierungskurven ebener Proben mit vier Vorzugsrichtungen in der Probenebene.- 3.3.1. Einphasengebiet.- 3.3.2. Zweiphasengebiet.- 3.3.3. Vierphasengebiet.- 3.3.4. Vergleich mit dem Experiment.- 3.4. Vergleich der in den Abschnitten 3.2 und 3.3 gefundenen Ergebnisse sowie einige Folgerungen.- 3.5. Der allgemeine Fall.- Literatur.- 4. Elementarprozesse irreversibler Magnetisierungsänderungen.- 4.1. Allgemeine Bemerkungen.- 4.2. Keimbildung.- 4.2.1. Definition einiger Kenngrößen.- 4.2.2. Die Kenngrößen HB und HW.- 4.2.3. Einfluß der Kenngrößen H0, HW und HB auf die Form der Hystereseschleife.- 4.3. Elementare Ursachen irreversibler Wandbewegungen.- 4.3.1. Die Sonderstellung der 180°-Bloch-Wände.- 4.3.2. Elementarprozesse der „Wandreibung“.- a) Kleine kugelförmige Einschlüsse (d ? ?).- ?) Fremdkörperanteil.- ?) Streufeldanteil.- b) Große kugelförmige Einschlüsse (d ? ?).- ?) Fremdkörperanteil bei Einschlüssen ohne Abschlußstruktur.- ?) Streufeldanteil.- Das Auftreten von Abschlußbereichen.- Einschlüsse mit Abschlußbereichen als Hindernisse bei der Bloch-Wand—Bewegung.- Literatur.- 5. Wechselwirkung zwischen Versetzungen und Bloch-Wänden.- 5.1. Grundsätzliches.- 5.1.1. Ein Beispiel.- 5.1.2. Die verschiedenen Berechnungsverfahren.- a) Methode von Vicena.- b) Methode von Rieder.- 5.1.3. Das Eigenspannungsverhalten der Bloch-Wände.- a) Übersicht.- b) Eigenspannungen einer (001)-180°-Bloch-Wand.- 5.2. Wichtige Beispiele.- 5.2.1. Ebene 180°-Bloch-Wand und geradlinige, zur Wandebene parallele Versetzung.- a) Berechnung mit Hilfe der Peach-Köhlerschen Formel.- ?) Zur x-Achse parallel liegende Versetzung mit beliebigem Burgersvektor.- ?) Schrauben- bzw. Stufenversetzung mit beliebiger Richtung in der xy-Ebene.- b) Berechnung der magnetoelastischen Kopplungsenergie in einem Spezialfall.- 5.2.2. Ebene Bloch-Wand mit durchstoßender geradliniger Versetzung.- 5.2.3. Ebene Bloch-Wand mit durchstoßender gekrümmter Versetzung.- 5.3. Streufeldeffekt bei der Wechselwirkung zwischen Bloch-Wänden und Versetzungen.- 5.3.1. Magnetisierungsverlauf in der Umgebung einer Stufenversetzung.- 5.3.2. Einfluß der Spinumordnung in der Umgebung einer Stufenversetzung auf die Bewegung einer (100)-180°-Bloch-Wand.- Literatur.- 6. Bereichsstruktur.- 6.1. Bereichsentstehung und Bereichsgeometrie.- 6.1.1. Einige grundsätzliche Bemerkungen.- 6.1.2. Ein einfaches Beispiel.- 6.1.3. Gleichgewichtslage der Bloch-Wände.- 6.1.4. Volumen- und Oberflächenstruktur.- 6.2. Methoden zur Beobachtung von Bereichs-Strukturen.- 6.3. Bereichsstruktur von Kobalt-Einkristallen.- 6.3.1. Volumenstruktur.- 6.3.2. Oberflächenstruktur.- 6.4. Bereichsstruktur von Siliziumeisen-Einkristallen.- 6.4.1. Der Néel-Kristall.- 6.4.2. Die Bereichsstruktur von unsymmetrisch orientierten {100}-Siliziumeisen-Einkristallen.- a) Unverformte Kristalle.- b) Verformte Kristalle.- 6.5. Bereichsstruktur von Nickel-Einkristallen.- Literatur.- 7. Bewegung von Bloch-Wänden in Realkristallen. Statistische Behandlung.- 7.1. Problemstellung.- 7.2. Das ?(x)-Diagramm.- 7.2.1. Bewegungsablauf einer Bloch-Wand im ?(x)-Diagramm.- 7.2.2. Kenngrößen des ?(x)-Verlaufs.- a) ?(x)-Verlauf zwischen zwei benachbarten Nulldurchgängen.- b) Häufigkeitsverteilung $$f\left( {\left| {\hat \Sigma } \right|,\Sigma } \right)$$ der Extremwerte $$\left| {\hat \Sigma } \right|$$.- c) Verteilung der Bloch-Wände.- 7.3. Zusammenhang zwischen dem Feld H ~ ? und der Bloch-Wand-Verschiebung xtot.- 7.4. Die Hysteresefunktion $$w\left( {\left| {\hat \Sigma } \right|,\Sigma } \right)$$.- 7.5. Berechnung der Kenngrößen des ?(x)-Verlaufs mit Hilfe statistischer Methoden.- 7.5.1. Einige Ergebnisse aus der Statistik.- a) Die Normalverteilung; einige Bezeichnungen und Sätze.- b) Abschätzung des Extremwerts xmax, den eine Zufallsgröße bei n Versuchen annimmt.- 7.5.2. Nulldurchgänge des ?(x)-Verlaufs.- 7.5.3. Häufigkeitsverteilung $$f\left( {\left| {\hat \Sigma } \right|} \right)$$ der Extremwerte $$\left| {\hat \Sigma } \right|$$.- 7.5.4. Berechnung der Häufigkeitsverteilung f(?) durch statistische Analyse des physikalischen Sachverhalts.- Literatur.- 8. Koerzitivfeldstärke.- 8.1. Vorbemerkungen.- 8.2. Berechnung der Koerzitivfeldstärke.- 8.2.1. Die Magnetisierungsänderung am HC-Punkt erfolgt durch Bloch-Wand—Bewegungen.- a) Allgemeines.- b) Magnetisierungsänderung durch Bewegung nichtdeformierbarer Bloch-Wände.- c) Magnetisierungsänderung durch Bewegung deformierbarer Bloch-Wände.- 8.2.2. Magnetisierungsänderung durch Drehprozesse.- 8.2.3. Magnetisierungsänderung durch gleichzeitig ablaufende Bloch-Wand–Bewegungen und Drehprozesse.- a) Magnetisch einachsige Kristalle.- b) Eine Methode zur Behandlung des allgemeinen Falles.- 8.3. Experimentelle Ergebnisse an Einkristallen.- 8.3.1. Nickel.- a) Temperaturabhängigkeit der Koerzitivfeldstärke.- ?) Unverformte Einkristalle.- ?) Einfluß einer plastischen Verformung auf den HC—T-Verlauf.- ?) Der Übergangsbereich.- b) Verformungsabhängigkeit der Koerzitivfeldstärke.- ?) Bereich II der Verfestigungskurve.- ?) Bereich I der Verfestigungskurve.- 8.3.2. Kobalt.- a) Temperaturabhängigkeit der Koerzitivfeldstärke.- b) Verformungsabhängigkeit der Koerzitivfeldstärke.- 8.3.3. Siliziumeisen und Eisen.- Literatur.- 9. Anfangssuszeptibilität.- 9.1. Vorbemerkungen.- 9.2. Berechnung der Anfangssuszeptibilität.- 9.2.1. Magnetisierungsänderung durch Bloch-Wand–Bewegungen.- a) Statistische Berechnung der Anfangssuszeptibilität bei 180°-Bloch-Wand–Bewegungen.- b) Anfangssuszeptibilität bei Bloch-Wand–Wölbungen.- 9.2.2. Anfangssuszeptibilität bei Drehprozessen.- 9.2.3. Magnetisierungsänderung durch Drehprozesse und Bloch-WandBewegungen.- a) Berechnung der Anfangssuszeptibilität magnetisch einachsiger Realkristalle mit Hilfe der Phasentheorie.- 9.3. Experimentelle Ergebnisse an Einkristallen.- 9.3.1. Die Anfangssuszeptibilität von Nickel-Einkristallen.- a) Temperaturabhängigkeit der Anfangssuszeptibilität.- ?) Unverformte Kristalle.- ?) Einfluß einer plastischen Verformung auf den Temperaturgang der Anfangssuszeptibilität.- ?) Deutung.- b) Verformungsabhängigkeit der Anfangssuszeptibilität von Nickel-Einkristallen.- c) Feld- und Verformungsabhängigkeit der reversiblen Suszeptibilität von Nickel-Einkristallen.- 9.3.2. Die Anfangssuszeptibilität von Kobalt-Einkristallen.- Literatur.- 10. Schlußwort.- 11. Anhang.- Literatur.- Namenverzeichnis.