【正文】 二、配位數(shù)和致密度 配位數(shù) 所謂配位數(shù)是指晶體中與任一個原子最近鄰、等距離的原子數(shù)目。國際上通用的是密勒（ Miller） 指數(shù)。 對于一個晶向指數(shù)，表示的不是一個具體的方向，而是所有相互平行，方向一致的晶向。 原子排列情況相同 ， 但空間位向不同的所有晶向稱為晶向族 ， 用 表示 ， 上述八個晶向即可用 111表示 。 晶面指數(shù) 晶面指數(shù)的一般表達(dá)式為 （ hkl） ， 其確定步驟如下： （ 1） 與確定晶面指數(shù)類似建立坐標(biāo)系 ， 但坐標(biāo)原點應(yīng)位于待定晶面之外 ， 以避免出現(xiàn)零截距 。 如圖給出了一些立方晶系中的一些主要晶面的晶面指數(shù)。 晶面族 在同一晶體結(jié)構(gòu)中 ， 有些晶面上的原子排列和晶面間距完全相同 ，但具有不同的空間位向 ， 這些晶面均歸并為一個晶面族 ， 用表示 。 晶面指數(shù)的幾何意義 γ β α X Y Z N O 晶面指數(shù)與晶面位向間的關(guān)系 A B C D ；haOA? ；kaOB? ；laOC?；OAOD??cos ；OBOD??cos ；OCOD??cosOCOBOA 1:1:1c os:c os:c os ????∴ lkh ::c o s:c o s:c o s ????即： 從立體幾何可知，在正交晶系中： 1c o sc o sc o s 222 ??? ???所以 ， 只要晶面指數(shù)一旦確定 ， 晶面位向即可求得 。 這一組晶面叫做共帶面 ， 而該直線 （ 用晶向指數(shù)表示 ） 叫做晶帶軸 。 第三節(jié) 金屬及合金的結(jié)構(gòu)特點 Structure Characteristic of Metal amp。 （ a） （ b） （ c） 密排六方晶胞 （ a） 模型； （ b） 晶胞； （ c） 晶胞原子數(shù) 配位數(shù)： 12；致密度： （與面心立方相同） 晶胞中的間隙 由致密度計算結(jié)果可知，晶體中應(yīng)存在一定數(shù)量的間隙。 金屬原子 八面體間隙 金屬原子 四面體間隙 (a) (b) 體心立方結(jié)構(gòu)中的間隙 (a) 八面體間隙 (b) 四面體間隙 面心立方晶格中也有八面體間隙與四面體間隙兩種，如圖所示，它們分別是正八面體間隙和正四面體間隙 金屬原子 八面體間隙 金屬原子 四面體間隙 (a) (b) 面心立方結(jié)構(gòu)中的間隙 (a) 八面體間隙 (b) 四面體間隙 原子的堆垛方式 前面已指出，面心立方晶格和密排六方晶格的致密度與配位數(shù)完全一致，均屬于最密排列晶格，但是晶格類型卻不同，為了搞清這個問題，就需要了解原子的堆垛方式。每一個晶粒相當(dāng)于一個單晶體。晶體的點缺陷主要包括三種形式：晶體空位、間隙原子和置換原子，如圖所示。這種錯排現(xiàn)象是晶體內(nèi)部局部滑移造成的，根據(jù)局部滑移的方式不同，可以形成不同類型的位錯，最簡單、最基本的類型有 刃型位錯 和 螺型位錯 兩種，由它們組合可以構(gòu)成混合位錯和不全位錯等線缺陷。 面缺陷 晶體中的面缺陷是指在兩個方向尺寸很大而第三方向尺寸很小，呈面狀分布的缺陷。 晶界是晶體中的一種重要的缺陷。 亞晶界 實驗表明，在實際金屬的一個晶粒內(nèi)部晶格位向也并非一致，而是存在一些位向略有差異的小晶塊（位向差一般不超過 2176。亞晶界實際上是由一系列的位錯所組成。溶質(zhì)原子填充到溶劑晶格的間隙中形成間隙固溶體，如圖所示。中間相分為正常價化合物、電子化合物和間隙化合物三種。 電子化合物 電子化合物通常是 IB族或過渡族元素與 Ⅱ B、 Ⅲ A、 Ⅳ A和 Ⅴ A族元素所組成，它們不遵守化合價規(guī)律而是按照一定電子濃度比值形成金屬間化合物。 間隙化合物 間隙化合物主要是過渡族元素和碳原子所形成的碳化物。所謂高分子是是指分子量特別大的有機化合物，是由一種或者多種單體，通過聚合反應(yīng)形成的相對分子質(zhì)量很大的化合物，它是相對于低分子而言。組成大分子鏈時，鏈節(jié)的數(shù)目（ n）叫做聚合度。一個分子量很大的分子用外力把它拉斷或切開，變成兩個分子后，高分子化合物的性質(zhì)一般沒有明顯的改變。因為高分子化合物是由很長的大分子鏈所構(gòu)成，當(dāng)鏈的某一部分受熱時，這一部分鏈的運動能量增加，但由于大分子鏈不易傳熱，因此，除了這一部分受熱外，鏈的其他部分則受熱不多，這些部分的運動能量就不大。 （ 4）具有絕緣性：高分子化合物對電、熱、聲具有良好的絕緣性能。 而絕大多數(shù)高分子聚合物都是分子量不等的同系物的混合物 。根據(jù)統(tǒng)計平均方法不同，其分子量的表示也不同。 重均分子量 按重量的統(tǒng)計平均 ， 定義為： 式中： Wi： 第 i組分子的總質(zhì)量 。 其主鏈結(jié)構(gòu)如下： —C—C—C—C—C—C— 乙烯基聚合物就是屬于碳鏈聚合物的一種 。 如： —C—C—O—C— —C—C—H—C— —C—C—S—C— 聚酯就是一種典型的雜鏈聚合物 ， 其特征是在碳主鏈中嵌入一個酯鍵： O —C—O— （ 3） 元素有機聚合物 主鏈由氧和其它元素組成 ， 如： —O—Si—O—Si—O— 在大分子鏈中常見的 C、 H、 O、 N等元素都是原子量較小的輕元素 。 鍵接方式 ： 結(jié)構(gòu)單元在鏈中的連接方式和順序決定于單體及合成反應(yīng)的性質(zhì) 。 2） 間同立構(gòu) 取代基 R相間地分布在主鏈的兩側(cè) 。 高分子鏈的柔順性與單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)難易程度有關(guān) 。此類材料加熱后軟化 ， 冷卻后又硬化成型 ， 隨溫度變化可以反復(fù)進(jìn)行 。 （ 3）體型 (網(wǎng)狀 )高分子 分子鏈之間有許多鏈節(jié)互相交聯(lián)，呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。一般物質(zhì)的聚集態(tài)可分為氣體、液體和固體。 第五節(jié) 無機非金屬材料的結(jié)構(gòu)特點 Structures of Inanic Nonmetallic Materials (Ceramics) 陶瓷是由金屬和非金屬的無機化合物所構(gòu)成的多晶多相固體物質(zhì)，它實際上是各種無機非金屬材料的統(tǒng)稱。陶瓷和金屬類似，具有晶體構(gòu)造，但與金屬不同的是其結(jié)構(gòu)中并沒有大量的自由電子。它往往決定著陶瓷的力學(xué)、物理、化學(xué)性能。 氧化物結(jié)構(gòu) 氧化物結(jié)構(gòu)的特點是較大的氧離子緊密排列成晶體結(jié)構(gòu)，較小的正離子填充在它們的空隙內(nèi)。普通水泥是人們最熟悉的硅酸鹽，它最明顯的優(yōu)勢是能將巖石骨料結(jié)合成整塊材料。 硅酸鹽具有下列結(jié)構(gòu)特點： ① 結(jié)構(gòu)中 Si4+間沒有直接的鍵 ， 而它們是通過 O2–連接起來的 。 陶瓷晶體相中的缺陷 陶瓷材料是多晶體，同金屬一樣，有晶粒、晶界，有亞晶粒、亞晶界。所以陶瓷在常溫下幾乎沒有塑性變形能力，即脆性大。 因此 ， 玻璃相就是陶瓷高溫?zé)Y(jié)時各組成物和雜質(zhì)產(chǎn)生一系列物理 、 化學(xué)反應(yīng)后形成的一種非晶態(tài)物質(zhì) 。此外，由于玻璃相結(jié)構(gòu)疏松，空隙中常有金屬離子填充，因而降低了陶瓷的電絕緣性，增加介電損耗。 氣孔對陶瓷性能有顯著影響 。 陶瓷材料的氣孔量用氣孔的相對體積（氣孔率）來表示，它是衡量陶瓷材料質(zhì)量的重要標(biāo)志。