【正文】 底面所組成，如圖所示。 如圖： ON為晶面（ hkl） 的法線， ON與該晶面交于 D點； OA、 OB、 OC分別為（ hkl） 在 X、 Y、 Z軸上的截距； ON與 X、 Y、 Z軸之間的夾角分別為 α、 β、 γ；cosα、 cosβ、 cosγ就是法線 ON的方向余弦。晶面指數(shù)（ hkl） 不是指一個晶面，而是代表一組相互平行的晶面。 應(yīng)當指出，只有在立方晶系中晶向族各晶向指數(shù)可以通過改變指數(shù)和正負號的排列組合方式求出。 通常以 [uvw]表示晶向指數(shù)的普遍形式，若其中某數(shù)為負值，應(yīng)將負號標注在該數(shù)的上方，例如 。其中，組成分子的結(jié)合鍵是共價鍵和氫鍵，而分子間的結(jié)合鍵是范德華鍵。 一整套材料體系 門類全齊 數(shù)量 質(zhì)量 鋼鐵突破 2億噸大關(guān) 世界第一 原子彈、氫彈、人造衛(wèi)星、火箭 長征三號運載火箭在發(fā)射架上的圖片 寶鋼高爐 材料分類 (Classification of Materials) ????????氯2 3 3 4 2金屬材料（M e t a l l i c M a t e r i a l s ) : 鋼鐵、鋁、銅、鈦合金陶瓷材料（C e r a m i c s ）：A l O 、S i C 、S i N 、S i O 、T i N或無機非金屬材料（In or ga ni c M at er ia ls )高分子材料（H i g h P o l y m e r s ) ：纖維、蛋白質(zhì)、聚乙烯、聚 乙烯M a t e l M a t r i x復(fù)合材料（C o m p o s i t e s ) ： C o m p o s i t e sP o l y m e r M a t r i x?????????????金屬材料－金屬學陶瓷材料－陶瓷學 材料科學基礎(chǔ) 突出材料共性教學高分子材料－高分子物理 材料科學與工程基礎(chǔ)是研究材料的成分、組織結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系 ???????非金屬材料、復(fù)合材料：材料學：金屬材料、變形與再結(jié)晶：材料變形學：材料的相圖、熱處理：材料相變學：凝固、晶體缺陷構(gòu)與鍵合、固體結(jié)構(gòu)、：材料結(jié)構(gòu)學：原子結(jié)VIIII II I???????????綜合實驗常用材料組織觀察察鐵碳合金非平衡組織觀鐵碳合金平衡組織觀察材料電阻溫度系數(shù)測定材料密度測定驗材料科學與工程基礎(chǔ)實學習方法 ： 培養(yǎng)能力為主，學習知識為輔 要掌握正確的思維方式，不要死記硬背 認真記好筆記，課后短時復(fù)習 抓住主線條，不鉆牛角尖 考試前及早復(fù)習，不要臨陣磨槍 積極參加答疑，不要閉門復(fù)習 第一章 材料的結(jié)構(gòu) Structure of Material ?材料的性能取決于材料的成分、加工工藝和結(jié)構(gòu)。 ?材料結(jié)構(gòu)學是材料科學體系中最重要的學科之一。盡管范德華鍵較弱，但由于高分子材料的分子很大，所以分子間的作用力也相應(yīng)較大，這使得高分子材料具有很好的力學性能 第二節(jié) 晶體學基礎(chǔ) Fundamentals of crystallogphy 一、晶體的概念 晶體的特性 晶體的三大特征： 原子排列有序；有固定的熔點；各向異性。 ]111[[110] [110] [111] [100] X Y Z 圖 1－ 7 立方晶系中的三個重要晶向 如圖給出了立方晶系中的一些主要晶向的晶向指數(shù)。對于其他晶系并不一定適用。當兩個晶面指數(shù)的數(shù)字和順序完全相同而符號相反時，則這兩個晶面相互平行。立方點陣中晶胞的三個基矢相等，設(shè)其為 a， 則根據(jù)晶面指數(shù)的確定方法可知： 晶帶 平行或相交于同一直線的一組晶面組成一個晶帶 。屬于這種晶格類型的金屬有 Mg、 Zn、 Be、 Cd等。 通常使用的金屬都是由很多小晶體組成的，這些小晶體內(nèi)部的晶格位向是均勻一致的，而它們之間，晶格位向卻彼此不同，這些外形不規(guī)則的顆粒狀小晶體稱為 晶粒 。 位錯是晶格中的某處有一列或若干列原子發(fā)生了某些有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。由于相鄰晶粒間彼此位向各不相同，故晶界處的原子排列與晶內(nèi)不同，它們因同時受到相鄰兩側(cè)晶粒不同位向的綜合影響，而做無規(guī)則排列或近似于兩者取向的折衷位置的排列，這就形成了晶體中的重要的面缺陷。亞結(jié)構(gòu)之間的界面稱為亞晶界。由于它們常處在相圖的中間位置，所以又被稱為中間相。金屬占據(jù)晶格中的正常結(jié)點位置，而非金屬位于晶格的間隙之中。 大分子鏈中的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元稱之為 “ 鏈節(jié) ” 。 （ 3）具有可塑性：高分子化合物受熱以后先是經(jīng)過一個較長的軟化過程，而后才能變?yōu)榭闪鲃拥囊后w。 對于低分子化合物而言 ， 每種分子都有確定的分子量 ，分子大小一樣 ， 所以都有固定的分子量 。 常用統(tǒng)計平均分子量的表示 數(shù)均分子量 按分子數(shù)的統(tǒng)計平均 ， 定義為： 式中： Mi： 第 i組分子的單分子質(zhì)量； Ni： 第 i組分子的分子數(shù) 。 H H C C H R （ 2） 雜鏈聚合物 主鏈除碳外 ， 還有其它元素 。 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) 。這類高聚物的特點是彈性 、 塑性好 ， 硬度低 ， 是熱塑性高聚物 。 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)。 一、陶瓷材料的結(jié)構(gòu)特點 陶瓷材料在熱和化學環(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。它們的共同特點是：①結(jié)合鍵主要是離子鍵，或含有一定比例的共價鍵；②有確定的成分，可以用準確的分子式表示。但一個頂點最多只能兩個四面體共有，連接方式不同，硅酸鹽化合物的形式也就不同。但是，陶瓷晶體中的位錯，卻不像金屬中的位錯對變形和強化起著那樣重要的作用，因為陶瓷晶體的晶格常數(shù)比合金的晶格常數(shù)大得多，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，位錯運動極為困難，同時還很難產(chǎn)生新的位錯。 玻璃相的熔點低、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度。 因此生產(chǎn)上要控制氣孔數(shù)量 、 大小及分布 。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。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 60％。 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) 。 ② 結(jié)構(gòu)是以硅氧四面體為基礎(chǔ)的 。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。這是因為陶瓷是以離子鍵或共價鍵 為主的離子晶體 (如 MgO、 Al2O3等 )或共價晶體(如 SiC、 Si3N4等 )。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。 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 。 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 。 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。