Структурный анализ кристаллических материалов в контексте обратной задачи кристаллохимии

Abstract

Структурная чувствительность свойств материала обусловливается характером анизотропии его строения и, в особенности, уровнем проявления анизотропии - молекулярным, мезоскопическим либо макроскопическим. Поликристалличность большинства технически значимых материалов отнюдь не нивелирует анизотропию зёрен, составляющих материал. Напротив, хорошо известно, что текстурированный поликристалл анизотропен и во многих аспектах сравним с монокристаллом. Наряду с анизотропией, ещё одним фундаментальным свойством кристаллического состояния вещества является его полиморфизм. Обычно полиморфизм материала серьёзно затрудняет его получение и в ещё большей степени - его практическое применение, поэтому в материаловедении полиморфизм расценивается как нежелательное явление. Сущность выдвигаемого подхода заключается в том, чтобы использовать закономерности этого явления для решения обратной задачи кристаллохимии. А именно, предлагается руководствоваться преемственностью кристаллических структур, анализируя их на основе результатов экспериментального исследования индикативных свойств. Нами рассмотрены индикативные кристаллохимические свойства для разных типов материалов. Особое внимание уделено первичным и средним ферроикам.

The notions of structure and anisotropy are the fundamental ones both for crystal chemistry and for material science. Crystal anisotropy is due to crystalline materials consisting of periodically repeating arrays of structural units. This article deals with cases when a crystal structure cannot be determined univocally from a three - dimensional diffraction pattern. Structural sensitivity of material properties is determined by the structure anisotropy and in particular by the specific level of the anisotropy manifestation.Another fundamental property of crystalline state is polymorphism. As a rule it is regarded as an undesirable phenomenon since it usually inhibits synthesis of a material and so much the worse it encumbers practical applications of materials. The essence of the approach we advance in the paper is including analysis of the crystal polymorphism while solving the reverse problem of crystal chemistry. Namely, we propose to use the regular succession of crystal structures when analyzing the results of its indicative properties experimental study. We have explored indicative crystallochemical properties for various types of crystalline materials with special attention paid to primary and intermediate ferroics.