【正文】 品質(zhì)鑒定 性能測試 應(yīng)用 為工藝控制提供數(shù)據(jù) 為品質(zhì)鑒定提供數(shù)據(jù) 提供性能的要求 從材料的推出過程可以看到 ， 新材料的研制和商品化涉及到許多科學(xué)門類 ， 其中最基礎(chǔ)的學(xué)科有 3個： 固體物理學(xué)： 研究構(gòu)成材料的固體的原子 、 離子及電子運動和相互作用的一般共性規(guī)律 ， 提出各種模型和理論 ，以闡明固體的結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系； 固體化學(xué) : 著重研究實際固體物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng) 、 合成方法 、晶體生長 、 化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)；研究固體中缺陷及其對物質(zhì)的物理及化學(xué)性質(zhì)的影響等；探索固體物質(zhì)作為材料實際應(yīng)用的可能性 。這次技術(shù)革命以信息技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)和生物工程技術(shù)為基礎(chǔ)。例如形狀記憶合金就屬于這一類 。 ⑵ 材料的發(fā)展過程 第一代為天然材料 在原始社會生產(chǎn)技術(shù)水平低下 ， 人類使用的材料只能是自然界的動物 、 植物和礦物 ， 主要的工具是棍棒 ， 用石料加工的磨制石器； 第二代為燒煉材料 燒煉材料是燒結(jié)材料和冶煉材料的總稱 。 “ 紅銅 ” 時代約在公元前 4~5前年 ， 即原始社會到奴隸社會初期；“ 青銅 ” 時代約在我國商周時代和私有制建立的前夜 。 ⑴ 材料的使用程度是人類社會發(fā)展的里程碑 從人類社會發(fā)展來看 ， 使用材料經(jīng)歷了三大里程碑： 石器時代：以石頭制造工具 。 材料是人類社會賴以生存和發(fā)展、征服自然和改造自然的物質(zhì)基礎(chǔ)。 目 錄 第 1章 緒論 第 2章 固體中的化學(xué)鍵 第 3章 晶體缺陷化學(xué) 第 4章 缺陷的類化學(xué)平衡 第 5章 固相反應(yīng) 第 6章 固熔體 第 7章 固體中的擴散 第 8章 相平衡和晶體的制備 第 9章 固體化學(xué)中的實驗方法 第一章 緒 論 167。因此，材料是社會進步的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)，是人類社會進步的里程碑。 可以劃分為舊石器時代 （ 公元前 2~3百萬年至約 1萬年 ） ， 從原始部落到母系社會；中石器時代 （ 公元前約 1萬年至 7~8千年 ） ；新石器時代 （ 公元前 7~8千年至 6千年 ） 。 鐵器時代：人類制造和使用第 3種人造材料 ——鑄鐵 ， 嗣后是鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展 ,成為 18世紀產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容和物質(zhì)基礎(chǔ) 。 人類用天然的礦土燒結(jié)磚瓦和陶瓷 ， 制出了玻璃和水泥 ， 這些都屬于燒結(jié)材料；從各種天然的礦石中提煉銅 、 鐵等金屬 ， 則屬于冶煉材料； 第三代材料為合成材料 在 20世紀初期出現(xiàn)了化工合成產(chǎn)品 ， 其中合成塑料 、 合成橡膠和合成纖維已廣泛地適用于生產(chǎn)和生活中 。 ⑶ 材料與新技術(shù)革命 新材料的每次使用都引起人類社會的巨大變革和生產(chǎn)力革命 。亦有人把材料、能源和信息科學(xué)看作是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱，而材料科學(xué)技術(shù)稱為三大科學(xué)技術(shù)支柱之首。 材料工程學(xué)： 解決如何將固體物質(zhì)制成可以使用的結(jié)構(gòu)材料和器件，使之具有指定的形態(tài) (如纖維、薄膜、陶瓷體、集成塊等 )和規(guī)定各種結(jié)構(gòu)和性能，如具有特定的熱、力、光、電、聲、磁、化 (學(xué) )和生 (物 )功能。在過去的一個世紀之中，化學(xué)家以結(jié)構(gòu) —— 功能關(guān)系研究為主線，設(shè)計、合成了許多具有各種功能的分子和物質(zhì)。 合成功能分子與構(gòu)筑高級結(jié)構(gòu)的理論與方法的研究 如何構(gòu)筑有序的高級結(jié)構(gòu)是一個新的合成化學(xué)問題。 它們的原始基礎(chǔ)在于構(gòu)成它們的分子結(jié)構(gòu) ， 而實際功能則還取決于由分子構(gòu)成的宏觀物質(zhì)的狀態(tài)和結(jié)構(gòu) 。 因此固體材料的化學(xué)特性的研究和應(yīng)用很重要 。一般又分為塑料、橡膠和纖維。 “雜化材料 ” ：從 80年代開始 ， 日本理部化學(xué)研究所山田瑛 、 雀部博之等人 ， 應(yīng)用化學(xué)中 “ 雜化 ” （ hydrid） 概念而提出 。 這些材料都具有抵抗外力作用而保持自己的形狀 、 結(jié)構(gòu)不變的優(yōu)良力學(xué)性能 。 舉例： ① 彈性材料 —— 應(yīng)用力學(xué)性能 —— 用于非結(jié)構(gòu)目的 —— 屬于功能材料； ② 結(jié)構(gòu)陶瓷 —— 應(yīng)用力學(xué)性能 —— 用于結(jié)構(gòu)目的 —— 屬于結(jié)構(gòu)材料； ③ 普通玻璃 —— 應(yīng)用光學(xué)性能 —— 用于結(jié)構(gòu)目的 —— 屬于結(jié)構(gòu)材料； ④ 耐 火 磚 —— 應(yīng)用熱學(xué)性能 —— 用于結(jié)構(gòu)目的 —— 屬于結(jié)構(gòu)材料 。 離子晶體 特點： （ 1）晶格結(jié)點上交替排列著正、負離子，依離子鍵結(jié)合。 （ 3） 低溫下絕緣 ， 某些晶體有離子導(dǎo)電現(xiàn)象 ， 熔體導(dǎo)電 定義： 原子晶體（共價鍵晶體） 共價鍵 :依靠共有自旋相反配對的價電子所形成的原子間的結(jié)合力 金剛石的結(jié)構(gòu) 組成晶體的原子通過 共價鍵 （具有方向性、飽和性）而形成的一類晶體稱為原子晶體 共價鍵的性質(zhì)： 飽和性和方向性 ? 飽和性： 指每個原子與周圍原子之間的共價鍵數(shù)目有一定的限制。 28180。 ?絕緣體或半導(dǎo)體，熔體也不導(dǎo)電 原子晶體 特點： ?熔點、沸點高 ?強度和硬度由中到高 分子晶體 氯、溴、碘的分子結(jié)構(gòu) 構(gòu)成晶體的結(jié)構(gòu)單元是分子，分子內(nèi)的原子是靠共價鍵結(jié)合，分子與分子之間是靠范德華力而結(jié)合成的晶體。 （ 3）不透明和對輻射能有良好的反折射性能。 因此金屬晶格是具有較高配位數(shù)的緊密型堆積 。 晶格類型為體心立方，配位數(shù)為8， 空間利用率為 %。利用低溫固相反應(yīng)將能合成新的化合物，也為材料制備提供了新的途徑。因此，納米材料被視為 21世紀的新材料。 / 2 /T T L d??????（ 2）熔點降低 可以在較低溫度時就發(fā)生燒結(jié)和熔融 根據(jù) Hill理論，熔點下降可用公式表示： （ 8）比熱容增加 Tohnson等人對球磨得到的超微純 Ru粉進行熱容測量，發(fā)現(xiàn)當溫度不變時， 比熱容隨晶粒減小而線性增大。納米化后還會出現(xiàn)顯著得 磁效應(yīng)、巨磁阻效應(yīng)等。 （ 7）低溫下熱導(dǎo)性好，納米粒子在低溫或超低溫條件下，幾乎沒有熱阻， 導(dǎo)熱性極好，已成為新型低溫?zé)峤粨Q材料。 剛剛制備的金屬超微粉末接觸空氣時，能進行劇烈氧化反應(yīng)， 甚至在空氣中會燃燒，即使耐熱耐腐蝕的氧化物超微粉末也會變得 不穩(wěn)定。由于表面原子所處的環(huán)境和結(jié)合能與內(nèi)部原子不同，表面原子周圍缺少相鄰的原子，有許多懸空鍵，表面能和表面結(jié)合能很大，易與其它原子相結(jié)合而穩(wěn)定下來，故具有很大的化學(xué)活性。 （ 3）量子尺寸效應(yīng) 微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應(yīng)。 2. 超聲波粉碎法 將 40?m的細粉裝入盛有酒精的不銹鋼容器內(nèi)，使容器內(nèi)壓保持 45atm左右，以頻率為 ～ 20kHz、 25kW的超聲波進行粉碎。 3. 機械合金化法（高能球磨法） 由于該法不需要昂貴設(shè)備，工藝簡單，有較好的工業(yè)前景。 純金屬在球磨過程中，晶粒的細化是由于樣品的反復(fù)形變，局域應(yīng) 變的增加引起缺陷密度的增加造成的。 （ 2）納米金屬間化合物，特別是一些高熔點的金屬間化合物 制備通常比較困難，而用高能球磨法已經(jīng)制備出 TiSi、 WC、 NiMo等多種合金的納米晶。 （ 4）高能球磨法已用于制備金屬－氧化物復(fù)合材料。游離碳的來源有兩種，一種是外加石墨 到炸藥中，在此條件下產(chǎn)生的金剛石粉絕大部分是聚晶，粒徑分 布在 ～ 10?m之間，聚晶由納米尺寸的單晶聚集而成；另一種 是使用負氧平衡炸藥，利用炸藥剩余碳作為游離碳，此時得到的金 剛石是單晶和聚晶的混