材料科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)-在線瀏覽
2025-03-02 18:05本頁(yè)面
【正文】 （力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)等） 結(jié)構(gòu) （微觀結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu)、相結(jié)構(gòu)） 組成 （化學(xué)組成、礦物組成、相組成） 制備與加工 （各種制備工藝及后期加工工藝） 組成 — 結(jié)構(gòu) — 性能關(guān)系 材料的結(jié)構(gòu)層次 ① 原子及電子結(jié)構(gòu) ② 原子的空間排列 ③ 組織結(jié)構(gòu)或相結(jié)構(gòu) 類(lèi) 別 典 型 性 能 力學(xué)性能 硬度 （ 磨損率 ， 沖擊 ， 耐劃痕性 ） ； 強(qiáng)度 （ 彈性模量 ， 拉伸強(qiáng)度 ， 屈服強(qiáng)度 ） ； 蠕變 （ 蠕變速率 ， 應(yīng)力斷裂性能 ） ； 延性 （ 延伸率 ， 斷面收縮率 ） ； 疲勞 （ 疲勞極限 ， 疲勞壽命 ） ； 其他性質(zhì) （ 密度 ， 氣孔率 ） 熱學(xué)性能 熱容量；導(dǎo)熱性；熱膨脹；轉(zhuǎn)變溫度；抗熱沖擊性 光學(xué)性能 光吸收；光反射；光折射；光透射；顏色；光衍射； 激光作用；光電導(dǎo)性；光輻射 電學(xué)性能 導(dǎo)電性；介電性 （ 絕緣 ） ；鐵電性；壓電性 磁學(xué)性能 鐵氧體磁性；鐵磁性；順磁性；抗磁性；磁導(dǎo)率 聲學(xué)性能 聲吸收；聲反射；聲透射；吸聲系數(shù)；降噪系數(shù) 化學(xué)性能 化學(xué)穩(wěn)定性；腐蝕；氧化；催化性能；純度 工程材料的性質(zhì)（性能） 四大材料的成形工藝方法 材料 常見(jiàn)成形方法 金屬 鑄造、焊接、鍛造、沖壓等 高分子 擠出、注射、模壓、熱成形等 陶瓷 壓制 燒結(jié)、澆注 燒結(jié)、擠出 燒結(jié)等 復(fù)合材料 手糊成形、壓制成形、擠出等 材料性能的環(huán)境效應(yīng) 溫度 、 氣氛 、 輻射 、 重力 等 例： 不銹鋼在還原氣氛 、 高溫下生銹； 核反應(yīng)堆中中子的高能輻射可以影響所有材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ，使材料的硬度降低 、 脆化等； 在太空生長(zhǎng)出的晶體 ， 其結(jié)構(gòu)和性能與地球上的也不一樣 。 ② 工藝性能 ：材料在不同的制造工藝條件下所表現(xiàn)出的承受加工的能力 。 ④ 環(huán)境協(xié)調(diào)性 2 晶體結(jié)構(gòu) 本章內(nèi)容提要 結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ) 晶體中質(zhì)點(diǎn)的堆積 無(wú)機(jī)化合物結(jié)構(gòu) 結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ) ? 晶體 ? 空間點(diǎn)陣 ? 晶體結(jié)構(gòu) ? 晶胞與原胞 ? 晶體學(xué)符號(hào) 非晶體： 其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn) （ 原子 、 離子或分子 ） 在三維空間不具 有周期性的 固體 。 非晶體特點(diǎn) ? 沒(méi)有固定的熔點(diǎn) ， 通常會(huì)在一定的溫度范圍內(nèi)從液態(tài)經(jīng)過(guò) 熔融狀態(tài)到固態(tài) ， 期間發(fā)生的是一個(gè)連續(xù)變化的過(guò)程 ， 這個(gè)溫度范圍被稱(chēng)為轉(zhuǎn)變區(qū)； ? 各向同性 ； ? 沒(méi)有規(guī)則穩(wěn)定的幾何外形 ， 并且沒(méi)有內(nèi)在的晶界或相界； ? 具有 較高的內(nèi)能 ； ? 物質(zhì)原子的結(jié)合鍵的性質(zhì)處于小配位數(shù)的離子 — 共價(jià)鍵或金屬 — 共價(jià)鍵之間的過(guò)渡鍵合狀態(tài)時(shí)容易生成非晶態(tài) 。 晶體：內(nèi)部質(zhì)點(diǎn) （ 原子 、 離子或分子 ） 在三維空間成周期性重復(fù)排列的 固體 。 * 具體闡述一下晶體的特征 空間點(diǎn)陣 ： 把晶體結(jié)構(gòu)中原子或分子等結(jié)構(gòu)基元抽象為周?chē)h(huán)境相同的陣點(diǎn)之后 ， 描述晶體結(jié)構(gòu)的周期性和對(duì)稱(chēng)性的圖像 。 ?若晶體是由完全相同的 一種原子 所組成 ， 結(jié)點(diǎn)可以是原子本身的位置 ， 可以是原子周?chē)鄳?yīng)點(diǎn)的位置 。 空間點(diǎn)陣說(shuō)明： 結(jié)點(diǎn)的總體稱(chēng)為布拉維點(diǎn)陣 ， 或 布拉維格子 。 ?若晶體是由完全相同的一種原子組成 ， 則這種原子所組成的網(wǎng)絡(luò)就是 布拉維格子 ， 和結(jié)點(diǎn)組成的相同； ?若晶體的基元包含數(shù)種原子 ， 則每個(gè)基元中 ， 相應(yīng)的同種原子各構(gòu)成和結(jié)點(diǎn)相同的網(wǎng)絡(luò) ， 稱(chēng)為子晶格 ， 它們相對(duì)位移而形成所謂的 復(fù)式格子 ， 可見(jiàn) ， 復(fù)式格子是由若干相同結(jié)構(gòu)的子晶格相互位移套構(gòu)而成的 。 (a)－ NaCl中 xy平面 Na+和 Cl排列的情況 (b)－ Na+或 Cl的平面排列 (c)－抽象為平面點(diǎn)陣 2. 二維點(diǎn)陣 bnamR ?? 3. 三維點(diǎn)陣 左－ NaCl中 Na+和 Cl排列的情況 右－抽象為空間點(diǎn)陣 cpbnamR ??? 空間點(diǎn)陣的基本規(guī)律 ? 分布在同一直線上的結(jié)點(diǎn) （ 陣點(diǎn) ） 構(gòu)成一個(gè) 行列 （ 晶列 ） 。 ? 連接分布在同一平面內(nèi)的結(jié)點(diǎn)則構(gòu)成一個(gè) 面網(wǎng) （ 晶面 ） 。 ? 聯(lián)接分布在三維空間內(nèi)的結(jié)點(diǎn)就構(gòu)成了 空間點(diǎn)陣 。 平行六面體的大小和形狀可由結(jié)點(diǎn)間距 a、 b、 c及其相互之間的交角 α、 β、 γ表示 ， 它們被稱(chēng)為 點(diǎn)陣參數(shù) 。 體積最小的重復(fù)單元 ， 稱(chēng)為原胞 。 為了反映晶體對(duì)稱(chēng)的特征 ， 結(jié)晶學(xué)上所取的重復(fù)單元 ， 體積不一定最小 ， 結(jié)點(diǎn)不僅在頂角上 ， 還可以在面心或體心上 ， 這種重復(fù)單元稱(chēng)作 晶胞 。 體心立方 面心立方 固體物理學(xué)中原胞的選取示例圖 abc abca1 晶體學(xué)符號(hào) ? 晶面符號(hào) (面號(hào) ): ? 它是根據(jù)晶面 (或晶體中平行于晶面的其他平面
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