Взаимосвязь между внешне проявляющимися свойствами материалов и их внутренним строением, страница 3

ЕРВЫЕ ШАГИ на пути к реально-нему под давлением подводят опреде-                микроскоп для

сле того, как американский химик Чарлз Мартин Холл разработал экоНОМИЧеСКИ рентабельный метод получения металлического алюминия, осНОВаННЫЙ на пропускании электрического тока через расплавленный криолит — фтористое соединение, содержащее натрий и алюминий. В последующие несколько десятилетий были разработаны важные процессы, которые позволили получать высокоуглеродистую, кремнистую и нержавеющую стали.

Но только в ХХ столетии, и особенно в последние 40 лет, химикам и физикам удалось сделать ряд фундаментальных открытий, на которые опираются все современные разработки новых материалов и технологические методы их получения и обработки. Более глубокое теоретическое понимание природы материалов и наличие совершенных аналитических приборов для их изучения обусловили тесное сотрудничество ученых и инженеров.

Основной вклад науки в рассматриваемую область состоял в том, что ей удалось установить взаимосвязь между внешне проявляющимися свойствами материалов и их внутренним строением. Как было установлено, материалам свойственна определенная внутренняя архитектура, иными словами, иерархическая последовательность структурных уровней. Эта архитектура представлялась довольно сложной, так как она должна была объяснять все многообразие проявляемых материалами свойств. Признание этого факта в свою очередь предполагало, что поведение того или

ТЕОРИЯ АТОМНОГО СТРОЕН ИЯ ВЕЩЕСТВА была обогащена трудами Дж. дальтона в начале XlX в. На рисунке изображена таблица, которую Дальтон демонстрировал во время своих лекций. На ней символами обозначены «элементы или атомы», которые он считал неделимыми. Атомные веса даны в весах атома водорода (которому приписано значение 1).

иного материала можно предсказать заранее, если тщательно изучить его внутреннюю архитектуру. Такому изучению способствует большой выбор новых приборов и методов, которые позволяют все глубже и глубже проникать в природу ма-

териалов. Сорби с помощью оптического микроскопа сумел разглядеть лишь микроструктуру стали. Со временем на смену оптическим пришли вначале просвечивающий электронный микроскоп, позволивший разглядеть элементы субструктуры, а затем растровый электронный микроскоп, с помощью которого стало возможным получать информацию о пространственной структуре поверхности. Картину пространственного расположения атомов и молекул в кристалле можно получить с помощью аппаратуры, принцип действия которой основан на дифракции рентгеновских лучей. Характерные особенности атомов того или иного материала можно обнаружить различными методами спектроскопии, основанными на возбуждении атомов исследуемого материала, а бомбардируя его частицами высоких энергий, можно исследовать ядра составляющих его атомов.