無機(jī)材料物理化學(xué)第一章-wenkub
2023-01-30 15:21:07 本頁面
【正文】 的晶體材料 。這一點(diǎn)是與合成相同的，但制備還包括在更為 宏觀的尺度 上或以更大的規(guī)?？刂撇牧系慕Y(jié)構(gòu)，使之具備所需的性能和適用效能， 即包括材料的加工、處理、裝配和制造 。 工程方面 —— 著重與研究如何利用這些規(guī)律性的研究成果 以新的或更有效的方式 開發(fā)并生產(chǎn)出材料 ， 提高材料的使用效能，以滿足社會的需要。通常指由硅酸鹽、鋁酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、鍺酸鹽等原料和 /或氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物、鹵化物等原料經(jīng)一定的工藝制備而成的材料 。緒論 INTRODUCTION 何謂材料？材料的分類？ 材料是人類社會所能夠接受的、可 經(jīng)濟(jì)地 用于制成生活和生產(chǎn)中的那些 有用的 物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器和其它產(chǎn)品的物質(zhì)。 硅物化 工藝 指導(dǎo) 補(bǔ)充完善 理論角度 制造角度 奠定工藝基礎(chǔ) 提供理論依據(jù) 專業(yè)理論訓(xùn)練 奠定工業(yè)基礎(chǔ) 工程實(shí)際訓(xùn)練 （一）、問題的引出： 研究制造無機(jī)材料產(chǎn)品 （如 玻璃、陶瓷、新材料） 目 標(biāo) 000 （二）、無機(jī)材料工藝的回顧： 擴(kuò)散、相變、固相反應(yīng)、燒結(jié)等 原料 產(chǎn)品 熱過程 晶體（缺陷） 熔體 玻璃 條件 相圖 熱力學(xué) 動(dòng)力學(xué) 晶體結(jié)構(gòu)與晶體中的缺陷 熔體 內(nèi)容 （三）硅物化內(nèi)容的引出： 固體表面與界面 相平衡 擴(kuò)散 固相反應(yīng) 相變 燒結(jié) 玻璃體 （四）、無機(jī)材料物理化學(xué)的科學(xué)內(nèi)涵 － 材料科學(xué)與工程的基礎(chǔ) 性能 使用效能 合成與制備 組成與結(jié)構(gòu) 無機(jī)非金屬材料科學(xué)與工程 無機(jī)非金屬材料科學(xué)與工程 是一門研究無機(jī)非金屬材料 合成與制備 、 組成與結(jié)構(gòu) 、 性能、 使用效能 四者之間的 關(guān)系與規(guī)律 的科學(xué)。 1. 合成與制備 合成 ——指促使原子、分子結(jié)合而構(gòu)成材料的化學(xué)與物理過程。 簡而言之，合成與制備就是將原子、分子聚合起來并最終轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏卯a(chǎn)品的一系列連續(xù)過程。 以陶瓷材料為例 —— 陶瓷材料的最嚴(yán)重的問題是可靠性差 ， 原因是 制備過程落后以致材料的微結(jié)構(gòu)和特性缺少均勻性和重復(fù)性 。 為了提高材料強(qiáng)度 ， 對顆粒間晶界結(jié)構(gòu) 、 本質(zhì)和在制備中的變化過程以及這些過程如何受制備條件的影響 ，進(jìn)行基礎(chǔ)性的研究 ， 是極其重要的 。 （五）、無機(jī)材料物理化學(xué)的研究方法： 無機(jī)材料物理化學(xué)的性質(zhì)： 研究無機(jī)材料科學(xué)與工程涉及的各種物質(zhì)聚集狀態(tài)的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)變化，以及結(jié)構(gòu)對性能的決定作用。 現(xiàn)已證明，一切晶體不論其外形如何，它的內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)（原子、離子或分子）都是在三維空間有規(guī)律排列，主要表現(xiàn)為同種質(zhì)點(diǎn)的周期重復(fù)，構(gòu)成了所謂的“格子構(gòu)造” 。 問題的提出 : 結(jié)構(gòu)基元的概念？？？ 研究晶體的微觀結(jié)構(gòu)重點(diǎn)就是要研究周期排列的規(guī)律性。 空間點(diǎn)陣：用許多平行的直線將所有點(diǎn)陣連接起來所構(gòu)成的一個(gè)三維幾何架子，稱為空間點(diǎn)陣或稱為空間格子。 先在結(jié)構(gòu)中選出任一幾何點(diǎn) ， 這個(gè)點(diǎn)可以取在陰或陽離子的中心 ， 也可以取它們之間的任意一點(diǎn) ， 然后在結(jié)構(gòu)中找出與此點(diǎn)相當(dāng)?shù)膸缀吸c(diǎn) ， 稱為 “ 相當(dāng)點(diǎn) ” 。 ?相當(dāng)點(diǎn)在三維空間作規(guī)則排列而成的格子狀幾何圖形稱為 “空間點(diǎn)陣” 或 “空間格子”。 行列中相鄰結(jié)點(diǎn)間的距離稱為該行列的結(jié)點(diǎn)間距 。 ? 互相平行的面網(wǎng)，網(wǎng)面密度相同；不平行的面網(wǎng)，網(wǎng)面密度一般不等。 平行六面體 ? (5) 晶胞 為了說明實(shí)際晶體中的點(diǎn)陣排列規(guī)律和特點(diǎn)，從中取出的一個(gè)具有代表性的基本單元（最小平行六面體）作為點(diǎn)陣的組成單元，稱為晶胞。 ? 一切晶體所共有的 ， 并且是由晶體的格子構(gòu)造所決定的性質(zhì) ， 稱為 晶體的基本性質(zhì) 。晶面、晶棱與角頂分別與格子構(gòu)造中的面網(wǎng)、行列及結(jié)點(diǎn)相對應(yīng)。 兩者有本質(zhì)區(qū)別 。 對稱性是晶體非常重要的性質(zhì) ， 也是晶體分類的基礎(chǔ) 。 晶體和非晶體在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的。它是晶體內(nèi)部原子無限排列所具有的對稱性。 蝴蝶和花冠的對稱 不對稱的圖形 ? 晶體對稱的特點(diǎn) 晶體是具有對稱性的，晶體外形的對稱表現(xiàn)為相同的晶面、晶棱和角頂作有規(guī)律的重復(fù)，這是 晶體的宏觀對稱 。 ? ⑵ 晶體的對稱是有限的 （ 遵循 “ 晶體對稱定律 ” ） 。 ? 宏觀對稱操作和對稱要素 ? 對稱操作 ： 是指欲使物體或圖形中相同部分重復(fù)出現(xiàn)的操作。 A D E B P1 P2 A E1 D E B P ? 對稱面在晶體中可能存在的位置： – ⑴垂直并平分晶面； – ⑵垂直晶棱并通過它的中心； – ⑶包含晶棱并平分晶面夾角。 ? 相應(yīng)對稱操作：對一個(gè)點(diǎn)的反伸（倒反）。用它可以作為判斷晶體有無對稱中心的依據(jù)。 ／ α。 、 90176。 ? 軸次高于 2的對稱軸稱為 高次軸 。 ? 表示方法為 3L 4L 6L2等 。 例：具有 Li4的四方四面體 C39。 、 120176。 除 Li4外，其余各種旋轉(zhuǎn)反伸軸都可用其它簡單的對稱要素或它們的組合來代替： Li1＝ C； Li2＝ P； Li3＝ L3＋ C； Li6＝ L3＋ P⊥ ?應(yīng)用時(shí)，只考慮 Li4和 Li6。 (見下表） 晶體的 32種對稱型 晶體的對稱分類 晶體是根據(jù)其對稱特點(diǎn)進(jìn)行分類的 ， 方法如下： ?
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