工程材料學2章-材料的結構-展示頁
2025-01-28 01:07本頁面
【正文】 稱為凝聚態(tài)。原子間的作用力是由原子的外層電子排布結構造成的，其外層軌道必須通過接受或釋放額外電子而形成具有凈負電行或正電荷的離子，或是通過具有共有電子方式來達到電子排布的相對穩(wěn)定結構。 例如，強的鍵導致高熔點、高彈性模量、較短的原子間距和較低的熱膨脹系數。原子的結合方式 晶體結構 金屬的結構 合金的結構 第 2章 材料的結構 原子的結合方式 在所有的固體中，原子靠鍵結合在一起。鍵使固體具有強度和相應的電學和熱學性能。 原子結構理論表明 ：原子是由帶正電的原子核和帶負電的核外電子所組成。這就使得原子間產生較強的鍵合力。在凝聚態(tài)下，原子（或離子、分子）之間主要存在四種類型結合鍵，即離子鍵、共價鍵、金屬鍵和分子鍵（ 包括氣健 〕 。由離子鍵結合形成 的固溶體 ,為離子固溶體 例如 NaCl晶體， 鈉原子 的價軌道中有一個電子，它很容易將外層電子釋放而成為 帶正電的離子 。 帶負電和帶正電的材料之間總存在靜電引力，那么在帶不同電荷的相鄰離子間就形成了鍵。 當兩個相同原子或性質相近的原子接近時，價電子不會轉移，原子間借 共用電子對 所產生的力而結合，形成共價鍵 。每個碳原子有四個價電子，這些價電子與鄰近原子共用，形成完全由價電子對結合而成的三維點陣。 石墨烯： 由碳原子構成的單層片狀結構的新材料 3． 金屬鍵 金屬是由金屬鍵結合而成的，它具有同非金屬完全不同的特性。當金屬原子相互靠近時，這些外層原子就脫離原子，成為自由電子，為整個金屬所共有，自由電子在金屬內部運動，形成電子云。 4． 分子鍵 是最弱的一種結合鍵。 金屬、聚合物、無機非金屬材料的結合鍵有何主要區(qū)別？在性能上有何表現？ （ l）金屬材料： 化學元素中約 80％為金屬。 （ 2）聚合物材料： 是共價鍵和分子鍵 ，以共價鍵為主 。 （ 3）無機非金屬材料陶瓷材料： 是離子鍵和共價鍵 ，大部分材料以離子鍵為主 ，所以陶瓷材料有高的熔點和很高的硬度，但脆性較大。 一、晶體與非晶體 一般而論，若固態(tài)下原子或分子在空間呈有序排列，則稱之為晶體，反之則為非晶體。典型的非晶體材料是玻璃，所以非晶體也被稱為玻璃體。 非晶體材料的特點是 （ 1）結構無序； （ 2）物理性質表現為各向同性； （ 3）沒有固定熔點； （ 4）導熱率和熱膨脹性小； （ 5）塑性形變大； （ 6）組成的范圍變化大。 晶體的特點是 （ 1）結構有序； （ 2）物理性質表現為各向異性； （ 3）有固定的熔點。所以兩者之間也有共同特點。 比如，金屬液體在高速冷卻條件下可以得到非晶態(tài)金屬，即所謂的金屬玻璃； 而玻璃經過適當處理，也可形成晶態(tài)玻璃。 晶體： 空間規(guī)則排列的 原子 → 剛球 模型 {a} 晶格： 剛球抽象為 晶格 結點 ， 由結點構成 空間格架（ 點陣 ） 晶胞： 構成晶格的最基本的單元 ， （ 具有周期性最小組成單元 ， or能完全反映晶格特征的最小幾何單元 ){c}。 二、 晶體學抽象 三、晶胞的描述 常從晶格中取出一個能代表晶體原子排列規(guī)律的最小幾何單元進行分析，的最小幾何單元稱為晶胞 晶體學參數： a,b,c,α,β,γ 晶格常數 （晶格或晶胞尺寸）： a,b,c 棱邊夾角： α,β,γ 晶格常數 表征 晶格特征的三條棱邊長度 c X Z Y O α β γ b 四、立方晶系中的 晶面與 晶向表示方法 1）晶面 : 在晶格中由一系列原子所構成的平面稱為晶面。 確定方法 : ? 設置坐標 ox、 oy、 oz。以晶格常數 a,b,c分別為 ox、 oy、 oz軸長度單位，求出晶面在三個坐標中的截距 (1， 1， ∞ ) ? 取倒數 。 晶向指數 :表示晶向的符號稱為 晶向指數， 對晶格中某一原子排列在空間的位向進行標定。 ? 求投影坐標 。 ? 入括號：如 [110]為所求晶向指數
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