有用的準晶體

前言

　　實驗已經(jīng)持續(xù)了一天，每隔三分鐘，計算機就能從檢測緩沖器中取出一幅全新的衍射圖案。窗外落日的余暉十分明亮，暗紅色的光芒照著周圍美麗的景色。干冷的冬天即將結(jié)束。殘雪覆蓋的山坡，在夕陽的映照下，仿佛尤如閃爍飄落的大瀑布。毫無疑問，格勒諾布爾（G：renoble）的多數(shù)市民正在駕著雪橇向家里沖刺?！　「窭罩Z布爾是一座處在法國東南部、離法國境內(nèi)阿爾卑斯山中心很近的城市。1968年冬季奧運會就在這里舉行。在此之前，這里就很迷人，大量登山運動和滑雪愛好者常常光顧，他們很喜歡在山間徒步旅行。行人中不乏在這里工作的科技人員。早在20世紀初期，這里的河道就水壩密集，廉價的電力供應(yīng)吸引了大批投資客來這里辦廠，其中。Pechiney鋁廠的高大建筑就建在格勒諾布爾，此外，歐洲最大的技術(shù)發(fā)展中心也設(shè)在這里。此后，又相繼出現(xiàn)了材料科學、化工工業(yè)、核能研究、半導體工業(yè)等一系列研發(fā)部門和生產(chǎn)單位。同時，這里的格勒諾布爾大學也逐步擴大，現(xiàn)在已是全法國最大的大學之一，學校設(shè)備在歐洲屬于一流?！　∫粋€春光明媚的星期天下午，我們在Laue Langevin研究所（ILL），使用現(xiàn)在還屬于同類型中歐洲通量最大的反應(yīng)堆，從事中子衍射的實驗。我之所以被吸引到這里來從事研究工作，決不是因為這里用木板鋪成的坡道走起來特別舒服。我的那些同行們的確個個風度翩翩，快步如飛，輕松登頂。到現(xiàn)在為止，我還搞不明白，帶著雪橇上下山是不是累贅，不知道這種輔助設(shè)備能不能派上各人的用處。帶著異樣目光對我輩之流的想法不屑一顧的，大多數(shù)都是青云直上、地位顯赫的壟斷寡頭。

內(nèi)容概要

　　20世紀80年代研究發(fā)現(xiàn)，合金的組分金屬如果嚴格按黃金比值配比的話，如Al65 Cu20 F15 ，那么從液態(tài)逐步冷卻到固態(tài)過程中就會產(chǎn)生穩(wěn)定的準晶體。準晶體完全不同于嚴格的金屬晶體和玻璃體，它具有自身奇特的性質(zhì)，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。本書就是作者在總結(jié)研究前沿的應(yīng)用成果的基礎(chǔ)上寫成的。全書共分五章:第一章主要講述準晶體同晶體和玻璃體的區(qū)別；第二、第三章分別介紹準晶體的電子特性和原子遷移本領(lǐng)，熱輸運和表面特性分別是兩章的講述重點。這兩章的主要論點在于闡釋準晶體的奇異特性無法用金屬理論和合金理論解釋的原因。第四章主要介紹準晶體的相形變、樣品的制備和規(guī)模生產(chǎn)的途徑。第五章集中講述準晶體的現(xiàn)有應(yīng)用和潛在的應(yīng)用前景。　　序言之后及各章末尾都列出參考文獻，為讀者希望深入研究提供幫助。全書末尾，作者在“結(jié)束語——美夢還未成真”中，概括了準晶體的研究歷史和現(xiàn)狀，明確了未來的研究方向，對讀者具有很好的指導作用。

作者簡介

　　Jean-Marie Dubois
　　1950年出生于法國Nancy市，物理學博士，法國國家科研中心（CNRS）杰出研究導師兼Jean Lamour研究所所長。
　　從1978年至2005年培養(yǎng)了20位博士，并擔任下述機構(gòu)的負責人：
　?、購碗s金屬合金歐洲合作中心（涉及12個國家19個團體中的255位科學

書籍目錄

TABLE of CONTENTSForeword The Golden Mean and the KitchenGeneral References　Chapter 1 What to Know to Start with　　1 Introduction　　2 Classical and Non-Classical Crystals　　　3 The Reciprocal Space　　　4 The Search for Enhanced Mechanical Properties　　5 The Birth of a Monster　　6 The Quarrel of Ancients and Modems　　7 The World of Quasicrystals　　8 Recovering the Periodicity　　9 Organised Disorder: the Phasons　　10 From Tilings to Coverings　References　Chapter 2 Strange Physical Properties　　1 Introduction　　2 Basics of Metal Physics, in Very Simple Words　　　2.1 Electron Transport in Metallic Crystals　　　2.2 Electron Bands　　　2.3 The Hume-Rothery Rules in Crystals　　3 Electronic Transport in Quasicrystals　　　3.1 Phenomenological Data　　　3.2 An Insulator Made of Metals　　　3.3 Quantum Interference Effects　　　3.4 Variable Range Hopping　　　3.5 Hierarchical Recurrent Localization　　　3.6 Optical Properties　　　3.7 Another Step Towards a Model of Electronic Conductivity　　4 Electron Densities of States　　　4.1 Pseudogap and Relevant Experimental Information　　　4.2 The Hume-Rothery Gap in Related Crystals　　　4.3 Surface Electronic States　　　4.4 A Bit More about d-states and the Role of Transition Metals　　　4.5 Enhanced Stability of Quasicrystals and Approximants　　5 Lattice Dynamics and Thermal Conductivity　　　5.1 Lattice Vibrations in Icosahedral Mono-Domain Samples　　　5.2 Heat Conduction　　　5.3 Structural Scattering of Phonons　　　5.4 Electronic Contribution to Heat Transport　　6 Magnetism　References　Chapter 3 When Atoms Move Away　　1 Introduction　　2 Brittle Intermetallics that End into Chewing-Gum　　　2.1 Hardness, Brittleness and Low Friction　　　2.2 Plastic Behaviour at Elevated Temperature　　　2.3 The Role of Dislocations　　　2.4 Behind Dislocations, Cluster Friction　　3 Non-Conventional Surfaces　　　3.1 Rough and Flat Surfaces　　　3.2 Static Friction on Clean Surfaces　　4 Oxidation Behaviour　　　4.1 Dependence on Oxidizing Environment　　　4.2 Kinetics and Temperature Dependence　　5 Atomic Mobility　　　5.1 Atomic Transport in Normal Crystals　　　5.2 Diffusion in Icosahedral Quasicrystals　　　5.3 Phason Assisted Diffusion　　　5.4 Atomic Jumps　References　Chapter 4 Preparation and Mass ProductionThe Rise of a Dream　Chapter 5 The Rise of a DreamConclusion The Dream is Not Over YetReferencesIndex

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