【正文】 成大分子鏈的元素 （ 1） 碳鏈聚合物 主鏈由碳原子一種元素組成 。 H H C C H R （ 2） 雜鏈聚合物 主鏈除碳外 ， 還有其它元素 。任何大分子鏈都是由鏈節(jié)按一定的方式連接而成的。 如乙烯類高分子鏈一般有以下三種立體構(gòu)型： 1） 全同立構(gòu) 取代基 R全部處于主鏈的同一側(cè) 。 （ 2） 高分子鏈的柔順性 由構(gòu)象變化獲得不同卷曲程度的特性 ， 稱為高分子鏈的柔順性 。這類高聚物的特點(diǎn)是彈性 、 塑性好 ， 硬度低 ， 是熱塑性高聚物 。 這類高聚物的性能和加工都接近于線型高分子 ， 也屬于 熱塑性高聚物 。 三、高分子材料的聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 組成物質(zhì)的分子聚集在一起的狀態(tài)稱為物質(zhì)的聚集態(tài)。顯然，高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與高分子材料的性能有著直接關(guān)系。 一、陶瓷材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 陶瓷材料在熱和化學(xué)環(huán)境中比它們的組元更穩(wěn)定，通常比相應(yīng)的金屬或聚合物更硬。 二、陶瓷晶體相 晶體相是組成陶瓷的基本相，也稱主晶相。它們的共同特點(diǎn)是：①結(jié)合鍵主要是離子鍵，或含有一定比例的共價(jià)鍵；②有確定的成分，可以用準(zhǔn)確的分子式表示。許多陶瓷材料都包含硅酸鹽，一方面是因?yàn)楣杷猁}豐富和便宜，另一方面則是因?yàn)樗鼈兙哂性诠こ躺嫌杏玫哪承┆?dú)特性能。但一個(gè)頂點(diǎn)最多只能兩個(gè)四面體共有，連接方式不同，硅酸鹽化合物的形式也就不同。 ④ 硅氧四面體間只能共頂連接，而不能共棱和共面連接。但是，陶瓷晶體中的位錯(cuò)，卻不像金屬中的位錯(cuò)對變形和強(qiáng)化起著那樣重要的作用，因?yàn)樘沾删w的晶格常數(shù)比合金的晶格常數(shù)大得多，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，位錯(cuò)運(yùn)動極為困難，同時(shí)還很難產(chǎn)生新的位錯(cuò)。 當(dāng)過冷液體繼續(xù)冷卻到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Tg時(shí) ， 則凝固為非晶態(tài)的玻璃相 。 玻璃相的熔點(diǎn)低、熱穩(wěn)定性差，使陶瓷在高溫下容易產(chǎn)生蠕變，從而降低高溫下的強(qiáng)度。陶瓷中的氣孔有開放氣孔和封閉氣孔兩種。 因此生產(chǎn)上要控制氣孔數(shù)量 、 大小及分布 。若要求陶瓷材料密度下，絕緣性好時(shí)，則希望有一定量氣相存在。開放氣孔和封閉氣孔在材料中的總相對體積稱為真氣孔率；開放氣孔的相對體積稱為顯氣孔率。 如果是表面開口的 ， 會使陶瓷質(zhì)量下降 。所以工業(yè)陶瓷必須控制玻璃相的含量，一般為 20％～ 40％，特殊情況下可達(dá) 60％。 它的結(jié)構(gòu)是由離子多面體 （ 如硅氧四面體 ）構(gòu)成短程有序排列的空間網(wǎng)絡(luò) 。 三、玻璃相 陶瓷制品 ， 在燒結(jié)過程中 ， 有些物質(zhì) ， 如作為主要原料的 SiO2已處在熔化狀態(tài) 。在一個(gè)晶粒內(nèi)，也有線缺陷（位錯(cuò)）和點(diǎn)缺陷（空位和間隙原子），這些晶體缺陷的作用亦類同金屬晶體中的缺陷。 ② 結(jié)構(gòu)是以硅氧四面體為基礎(chǔ)的 。 （ 1）硅酸鹽四面體單元 O2－ Si4+ 硅氧四面體結(jié)構(gòu) （ 2）硅酸鹽結(jié)構(gòu)分類 硅氧四面體的四個(gè)頂點(diǎn)均分布有 O2， 所以它能與周圍其它陽離子或另一個(gè)硅氧四面體連接起來。根據(jù)正離子所占空隙的位置和數(shù)量的不同，形成各種不同結(jié)構(gòu)的氧化物，如下表所示。例如由離子鍵結(jié)合的氧化鋁晶體組成的剛玉陶瓷，具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐高溫及抗腐蝕等優(yōu)良性能。這是因?yàn)樘沾墒且噪x子鍵或共價(jià)鍵 為主的離子晶體 (如 MgO、 Al2O3等 )或共價(jià)晶體(如 SiC、 Si3N4等 )。傳統(tǒng)上 “ 陶瓷 ” 是陶器與瓷器的總稱。高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，是指高分子材料內(nèi)部高分子鏈之間的幾何排列和堆砌結(jié)構(gòu)，也稱為超分子結(jié)構(gòu)，它是在高分子材料加工成型過程中形成的。這類高聚物的硬度高、脆性大、無彈性和塑性，是熱固性高聚物 。 聚乙烯 、 聚氯乙烯等烯類聚合物都屬于典型的 熱塑性高聚物 。 C1 109o28， ˊ C2 C3 C4 碳鏈 C—C鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)示意圖 伸展鏈 無規(guī)線團(tuán)鏈 折疊鏈 螺旋鏈 單個(gè)大分子鏈的幾種構(gòu)象示意圖 高分子鏈的幾何形狀 由于聚合反應(yīng)的復(fù)雜性 ， 在合成聚合物的過程中 ， 可以發(fā)生各種各樣的反應(yīng)形式 ， 所以高分子鏈也會呈現(xiàn)出各種不同的形態(tài) 。 3） 無規(guī)立構(gòu) 取代基 R在主鏈的兩側(cè)作不規(guī)則的分布 。 空間構(gòu)型： 高分子中結(jié)構(gòu)單元由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的幾何排列稱為分子鏈的 構(gòu)型 。 這就決定了高聚物材料比重較小 （ 一般只有 ～ ） ， 只有鋼鐵的 1/4～ 1/7。 其鏈節(jié)結(jié)構(gòu)如下： 其中， R叫做官能團(tuán)或側(cè)基，官能團(tuán)不同，得到的聚合物也不同。 ???iiiiin NMNM???iiiiiw WMWM分子量的分布 若要確切地描繪高聚物試樣的分子量 ， 除了給出分子量的統(tǒng)計(jì)平均值外 ， 還應(yīng)給出試樣的分子量分布 ， 最理想的是能知道該試樣的分子量分布曲線 。如果按高聚物中各級分的分子數(shù)平均叫 “ 數(shù)均分子量 ” ，以表示；如果按高聚物中各級分的重量平均，得到的是 “ 重均分子量 ” ，用表示。 例如通常所說分子量 10萬的聚乙烯 ， 可能是由分子量 2萬－ 20萬大小不同的聚乙烯分子組成的 ， 這種現(xiàn)象稱為分子量的 多分散性 。從結(jié)構(gòu)上看這是因?yàn)楦叻肿踊衔锎蠖际怯袡C(jī)化合物，分子中的化學(xué)鍵都是共價(jià)鍵，不能電離，因此不能傳遞電子，又因?yàn)榇蠓肿映黍榍鸂顟B(tài)，互相糾纏在一起，在受熱，受聲作用之后，分子不易振動起來，因而它對熱、聲也具有絕緣性。只有經(jīng)過一個(gè)較長的時(shí)間和溫度間隔，分子鏈?zhǔn)軣岵糠植粩鄶U(kuò)大，整個(gè)大分子鏈才會變軟。高分子結(jié)構(gòu)的這種特征稱為可分割性。聚合度和高分子的分子量有如下關(guān)系： M=m n M高分子的分子量 n高分子的聚合度 m鏈節(jié)的分子量 高分子的基本特點(diǎn) 高分子具有和低分子截然不同的結(jié)構(gòu)特征： （ 1）大分子的可分割性：低分子物質(zhì)的分子不能用一般的機(jī)械方法把它分開。 一般地說，低分子化合物沒有什么強(qiáng)度和彈性，而高分子化合物則具有一定的強(qiáng)度和彈性。在合金鋼中常見的主要是 M3C型（如 F3C）， M7C3型（如 Cr7C3）等。電子濃度不同，晶體結(jié)構(gòu)類型也不同。 正常價(jià)化合物 正常價(jià)化合物就是符合原子價(jià)規(guī)律的，受電負(fù)性控制的一種金屬化合物。形成間隙固溶體的溶質(zhì)原子通常都是一些原子半徑小的非金屬元素，如氫（ ）、氧（ ）、氮（ ）、碳（ ）、硼（ ），溶劑則大多數(shù)是過渡族元素。亞晶界上原子排列也不規(guī)則，具有較高的能量，與晶界類似的特征，故細(xì)化亞結(jié)構(gòu)，可顯著提高金屬的強(qiáng)度。 ），如圖 1－ 27所示。由于晶界上的原子排列不規(guī)則，脫離平衡位置，所以晶界具有較高的能量，使其具有一系列不同于晶粒內(nèi)部的特征。這類缺陷主要是晶粒邊界和亞晶界。 刃型位錯(cuò) （ a)立體模型 （ b） 平面圖 刃型位錯(cuò)示意圖 G H E F 晶體局部滑移造成的刃型位錯(cuò) τ τ 位錯(cuò)運(yùn)動示意 螺型位錯(cuò) C B A D (b) （ a） 立體模型 ； （ b） 平面圖 螺型位錯(cuò)示意圖 A B C D