材料科學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)要點(diǎn)

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1、第一章材料中的原子排列第一節(jié)原子的結(jié)合方式1原子結(jié)構(gòu)2原子結(jié)合鍵（1）離子鍵與離子晶體原子結(jié)合：電子轉(zhuǎn)移，結(jié)合力大，無方向性和飽和性；離子晶體；硬度高，脆性大，熔點(diǎn)高、導(dǎo)電性差。如氧化物陶瓷。（2）共價(jià)鍵與原子晶體原子結(jié)合：電子共用，結(jié)合力大，有方向性和飽和性；原子晶體：強(qiáng)度高、硬度高（金剛石）、熔點(diǎn)高、脆性大、導(dǎo)電性差。如高分子材料。（3）金屬鍵與金屬晶體原子結(jié)合：電子逸出共有，結(jié)合力較大，無方向性和飽和性；金屬晶體：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性好，熔點(diǎn)較高。如金屬。金屬鍵：依靠正離子與構(gòu)成電子氣的自由電子之間的靜電引力而使諸原子

2、結(jié)合到一起的方式。（3）分子鍵與分子晶體原子結(jié)合：電子云偏移，結(jié)合力很小，無方向性和飽和性。分子晶體：熔點(diǎn)低，硬度低。如高分子材料。氫鍵：（離子結(jié)合）X-H---Y（氫鍵結(jié)合），有方向性，如O-H—O（4）混合鍵。如復(fù)合材料。3結(jié)合鍵分類（1）一次鍵（化學(xué)鍵）：金屬鍵、共價(jià)鍵、離子鍵。（2）二次鍵（物理鍵）：分子鍵和氫鍵。4原子的排列方式（1）晶體：原子在三維空間內(nèi)的周期性規(guī)則排列。長(zhǎng)程有序，各向異性。（2）非晶體：――――――――――不規(guī)則排列。長(zhǎng)程無序，各向同性。第二節(jié)原子的規(guī)則排列一晶體學(xué)基礎(chǔ)1空間點(diǎn)陣與晶體結(jié)構(gòu)（1）空

3、間點(diǎn)陣：由幾何點(diǎn)做周期性的規(guī)則排列所形成的三維陣列。（2）特征：a原子的理想排列；b有14種。其中：空間點(diǎn)陣中的點(diǎn)－陣點(diǎn)。它是純粹的幾何點(diǎn)，各點(diǎn)周圍環(huán)境相同。描述晶體中原子排列規(guī)律的空間格架稱之為晶格?？臻g點(diǎn)陣中最小的幾何單元稱之為晶胞。（3）晶體結(jié)構(gòu)：原子、離子或原子團(tuán)按照空間點(diǎn)陣的實(shí)際排列。特征：a可能存在局部缺陷；b可有無限多種。2晶胞（1）――－：構(gòu)成空間點(diǎn)陣的最基本單元。（2）選取原則：a能夠充分反映空間點(diǎn)陣的對(duì)稱性；b相等的棱和角的數(shù)目最多；c具有盡可能多的直角；d體積最小。（4）形狀和大小有三個(gè)棱邊的長(zhǎng)度a,b,

4、c及其夾角α,β,γ表示。（5）晶胞中點(diǎn)的位置表示（坐標(biāo)法）。3布拉菲點(diǎn)陣14種點(diǎn)陣分屬7個(gè)晶系。4晶向指數(shù)與晶面指數(shù)晶向：空間點(diǎn)陣中各陣點(diǎn)列的方向。晶面：通過空間點(diǎn)陣中任意一組陣點(diǎn)的平面。國(guó)際上通用米勒指數(shù)標(biāo)定晶向和晶面。（1）晶向指數(shù)的標(biāo)定a建立坐標(biāo)系。確定原點(diǎn)（陣點(diǎn)）、坐標(biāo)軸和度量單位（棱邊）。b求坐標(biāo)。u’,v’,w’。c化整數(shù)。u,v,w.d加[]。[uvw]。說明：a指數(shù)意義：代表相互平行、方向一致的所有晶向。b負(fù)值：標(biāo)于數(shù)字上方，表示同一晶向的相反方向。c晶向族：晶體中原子排列情況相同但空間位向不同的一組晶向。用

5、表示，數(shù)字相同，但排列順序不同或正負(fù)號(hào)不同的晶向?qū)儆谕痪蜃?。?）晶面指數(shù)的標(biāo)定a建立坐標(biāo)系：確定原點(diǎn)（非陣點(diǎn)）、坐標(biāo)軸和度量單位。b量截距：x,y,z。c取倒數(shù)：h’,k’,l’。d化整數(shù)：h,k,k。e加圓括號(hào)：(hkl)。說明：a指數(shù)意義：代表一組平行的晶面；b0的意義：面與對(duì)應(yīng)的軸平行；c平行晶面：指數(shù)相同，或數(shù)字相同但正負(fù)號(hào)相反；d晶面族：晶體中具有相同條件（原子排列和晶面間距完全相同），空間位向不同的各組晶面。用{hkl}表示。e若晶面與晶向同面，則hu+kv+lw=0;f若晶面與晶向垂直，則u=h,

6、k=v,w=l。（3）六方系晶向指數(shù)和晶面指數(shù)a六方系指數(shù)標(biāo)定的特殊性：四軸坐標(biāo)系（等價(jià)晶面不具有等價(jià)指數(shù)）。b晶面指數(shù)的標(biāo)定標(biāo)法與立方系相同(四個(gè)截距)；用四個(gè)數(shù)字(hkil)表示；i=-(h+k)。c晶向指數(shù)的標(biāo)定標(biāo)法與立方系相同(四個(gè)坐標(biāo))；用四個(gè)數(shù)字(uvtw)表示；t=-(u+w)。依次平移法：適合于已知指數(shù)畫晶向（末點(diǎn)）。坐標(biāo)換算法：[UVW]~[uvtw]u=(2U-V)/3,v=(2V-U)/3,t=-(U+V)/3,w=W。二典型晶體結(jié)構(gòu)及其幾何特征1三種常見晶體結(jié)構(gòu)面心立方（A1,FCC）體心立方（A2,B

7、CC）密排六方（A3,HCP）晶胞原子數(shù)426點(diǎn)陣常數(shù)a=2/2ra=4/3/3ra=2r配位數(shù)128（8＋6）12致密度0.740.680.74堆垛方式ABCABC..ABABAB..ABABAB..結(jié)構(gòu)間隙正四面體正八面體四面體扁八面體四面體正八面體（個(gè)數(shù)）84126126（rB/rA）0.2250.4140.290.150.2250.414配位數(shù)（CN）：晶體結(jié)構(gòu)中任一原子周圍最近且等距離的原子數(shù)。致密度（K）：晶體結(jié)構(gòu)中原子體積占總體積的百分?jǐn)?shù)。K=nv/V。間隙半徑（rB）：間隙中所能容納的最大圓球半徑。2離子晶體的

8、結(jié)構(gòu)（1）鮑林第一規(guī)則（負(fù)離子配位多面體規(guī)則）：在離子晶體中，正離子周圍形成一個(gè)負(fù)離子配位多面體，正負(fù)離子間的平衡距離取決于正負(fù)離子半徑之和，正離子的配位數(shù)取決于正負(fù)離子的半徑比。（2）鮑林第二規(guī)則（電價(jià)規(guī)則含義）：一個(gè)負(fù)離子必定同時(shí)被一定數(shù)量的負(fù)離子配位多面體所共有。（3）