材料的组成、结构、性能

1，Chapter2，compostinstructionstructurerndpropertyofmaterials，材料的组成，结构和性能，chapter2structureandpropertyofmaterials，2，材料的性能，材料的响应2.1材料的组成2.1.1材料构成要素的结合形式，2.1.2材料的化学组成，j，j，catalog2. 1，4，2.1概要，2.1.1材料构成要素的结合形式，2.1.1基本概念，2.1.1.1概念，5，Relationofcomponent，ph atom组织是材料性能的决定性因素，包括Relationofcomponent、phaseandtexture、Figure2-1、chemicalelement、chemicalsubstance、molecule、component、t 简单多路纹理，6，2.1.1.2解决方案，溶液，2.1.1.2解决方案，(1)定义，7，(1)定义，解决溶剂，解决方案溶质固溶体，8，(2)Characteristic，具有一定的成分范围，solidsolubility，溶质和溶剂原子占据共同的晶格，晶格类型和溶剂的晶格类型相同。 具有比较明显的金属性质，(2)基本特征，结合键主要是金属键，(9)、(3)等级ification，(3)分类，10、a、取代型、a、取代型固溶体中溶质原子取代了溶剂原子的一部分，占据了具有溶剂晶格的节点位置。 11、周期表、结构ni :1 s 22 s 22 p 63 s 23 p 63 d 84 s 22 s 22 s 22 p 63 s 23 p 63 d 94 s 2、半径Ni:0.1246nmCu:0.1278nm、12、Ionicsolidsolution 条件：1.半径接近2 .电荷数相同，Ca2会取代Mg2吗？ PS会取代PS 2吗？ Ionicsolidsolution，13，形成取代固溶体的影响因素，形成取代固溶体的影响因素，1 .原子或离子尺寸的影响Hume-Rothery经验法则2 .结晶结构类型的影响3 .离子类型和结合性4 .电价值因素，14，humi-rothery经验r1和r2分别表示半径大的溶剂(主结晶相)或溶质(杂质)原子(或离子)的半径，可以在溶质和溶剂之间形成连续固溶体。 当时，溶质和溶剂之间只能形成有限型固溶体，溶质和溶剂之间难以形成固溶体，或者不形成固溶体，容易形成中间相和化合物。 因此，r越大溶解度越小。 原子或离子尺寸的影响Hume-Rothery经验法则、15、结晶结构类型的影响、结晶结构类型的影响、溶质和溶剂结晶结构类型相同的话，可以形成连续固溶体也是形成连续固溶体所必要的条件，不是充分的必要条件。 NiO-MgO都具有面心立方结构，r15%可以形成连续固溶体； MgO-CaO两种结构不同，只能形成有限型固溶体或不形成固溶体。 16、离子型与结合性、离子型与结合性、化学结合性接近，即取代前后离子周围的离子间结合性接近，容易形成固溶体。 17、形成电价因素、电价因素、固溶体时，离子间可以等价置换，也可以不等价置换。 在硅酸盐结晶中，经常发生复合离子的等价取代，例如在Na Si4=Ca2 Al3时，钙长石CaAl2Si2O6和钠长石NaAlSi3O8可以形成连续固溶体。 另外，Ca2=2Na、Ba2=2K经常出现在沸石矿物中。 18、注意事项，以上几个影响因素并不能同时发挥作用，在某些条件下，某些因素发挥主要因素，某些因素不发挥主要因素。19、b、间隙型固溶体是在溶剂的晶格间隙中嵌入溶质的原子而形成的固溶体。 原子半径： h :0.046 nmb :0.097 NMC :0.077 nmn :0.071 nm、b、间隙型、20、形成间隙型固溶体的条件、形成间隙型固溶体的条件、杂质的质点的大小，添加原子越小，越容易形成固溶体填充型固溶体的固溶度取决于离子大小、离子值、电负性、结构等因素。 21、晶体(基体)结构、离子尺寸与晶体结构有着密切的关系，在一定程度上，结构中的间隙的大小起着决定性的作用。 一般来说，结晶中的空隙越大，结构越松，越容易形成固溶体。22、电价因素，外来杂质原子进入人的缝隙，必然会引起晶体结构中电价的不均衡。 在这种情况下，通过产生空孔，能够通过部分地置换或离子的价格变化来保持电价的平衡。 例如YF3施加到caf2: 23、F-进入间隙时会产生负电荷，Y3进入Ca2的位置，从而保持位置关系和电费的平衡。 间隙型固溶体的生成一般使晶格常数增大，增加到某种程度，使固溶体不稳定地解离，因此间隙型固溶体不是连续的固溶体。 结晶中的间隙有限，容纳杂质质点的能力为10%。24、Examples、晶格结构的空隙越大，越有利于固溶体的形成。 形成间隙型固溶体的顺序是？ 沸石、CaF2、TiO2、MgO，为什么在高温下碳容易进入铁晶格的空隙？ 在25、c、无序、热力学处于平衡状态的固溶体中，溶质原子的分布在宏观上均匀。c、无序固溶体各组原原子的分布是随机的。26、d、有序、d、有序固溶体组元素原子不是在晶格中随机分布，而是出现某些倾向的排列，如异种原子相互吸引形成规则的排列结构。 Ordering固溶体的有序化，27、e、无限f、有限、铁-铬、铁-铜、铁-镍、f、有限固溶体的固溶度小于100%。 另外，e、无限固溶体(也称为连续固溶体) 由两个或多个结晶结构相同的单元形成，这两个单元的成分范围均为0100%。铜-锌、铜-锡、28、Example、无限取代固溶体中两种元素的原子取代、29、形成固溶体后对结晶性的影响、形成固溶体后对结晶性的影响、1 .稳定晶格、阻止某结晶型转变的发生的2 .活性晶格3 .固溶强化4 .形成固溶体后对材料物性的影响、30， PZT陶瓷、稳定晶格、阻止某些结晶型转变发生的PZT陶瓷、PbTiO3是铁电体，纯PbTiO3烧结性能极差，居里点为490C，发生相变时晶格常数急剧变化，在常温下产生裂纹。 PbZrO3是反铁电体，居里点是230C。 虽然是31、ZrO2、ZrO2的高温耐火物、熔点2680C，但发生相变时会伴随着大的体积收缩，对高温结构材料是致命的。 加入CaO后，与ZrO2形成固溶体，结晶型没有变化，体积效果减少，ZrO2成为良好的高温结构材料。 32、活性晶格、Al2O3熔点高(2050C )，不利于烧结，加入TiO2可以将烧结温度降低到1600。 这是因为，Al2O3和TiO2形成固溶体，Ti4置换Al3后，为了带正电，使电费均衡，会产生正的空穴，扩散快，烧结变得容易。 活化晶格，形成固溶体，晶格结构有一定的应变，处于高能活化状态，有利于化学反应。 33、固溶强化，提高溶质原子的溶解，固溶体的强度、硬度。 固溶强化、34、形成固溶体后对材料物性的影响、固溶体的电、热学、磁学等物性也随成分的不同而连续变化，但一般不是线性关系。 固溶体的强度和硬度常常比各组元高，但塑性低。35、2.1.1.3Aggregate、2.1.1.3Aggregate、凝聚体是聚集了无数原子和晶粒的固体。36、2.1.1.4Composite、2.1.1.4Composite、复合物、两种以上不同材料以一定方式复合构成的新材料，各相间存在明显的界面。37、Example、骨架天然纳米复合材料、38、Characteristic、特性、保持各相固有特性的各相固有特性增强(协同效应)赋予单个材料所没有的特殊性能。，39，2.1.2 tthestructureofmaterials，2.1.2 thechemicalstructureofmaterials，金属材料的化学组成无机非金属材料的化学组成高分子材料的化学组成，40，2.1.2.1 importance，单质金属， 2.1.2.1金属材料的化学组成金属合金、铁、铬、锰属于黑色金属，其馀的有色金属合金以固溶体、共熔金、金属间化合物及凝聚体的形式存在，41、2.1.2.1importance、金属元素化合物、2.1.2.2无机非金属材料的化学组成、非金属元素化合物为一定的普42、2.1.2.1importance、c、h、o为主要成分的2.2.2.2高分子材料的化学组成，s、p、Cl、f、Si等，具体为表2-4、43、2.2材料的结构，2.2.1材料中的化学键，2.2.2结晶结构基础，j，s 2.1.2.2bonds，2.1.2材料中的化学键金属cbondionicbondcoalentbondhydrogenbondvanderwaalsbond，45，每原子供给少数价电子，作为自由电子用于整个晶体。 具有耦合作用的电子不固定在一定的原子上，其特征是可以在金属晶格之间自由移动。 46、Characteristicproperties，高导电率和高热传导性不透明金属表面的高反射性延展性，电子的离子键的球对称性，47，(2)ionic键，(2)ionic键，离子键的特征饱和性和无方向性，离子化合物的特性配位数高，堆积致密48 Example，离子键CsCl结构示意图，49，Formation，离子键的形成，50，Formation，51，coulomravitationdistancesbeteweenions，库仑引力和离子间距离的关系，52， coulomravitationdistancesteweenions 53，共价键的特征方向性和饱和性，共价键结晶的特性高，熔点和硬度好，光学特性差的导电性，54，Example，55，Example，金刚石中的共价键，56，Example，元Hydrogenbond，(4)Hydrogenbond，两个条件分子必须含有氢的另一种元素必须是显着的非金属元素，方向性，58，Example，水分子间的氢键，59，(5)VanderWaalsbond，(5) v 电中性的分子间的长期的力，压倒性多数的有机化合物，那个分子的原子间用共价键结合，分子间用范德瓦尔斯键结合。 johannesdiderikvanderwaals 1837-1923 thenobelprizeinkphysics 1910“forhisworktonethequationofstateforgasesandliquids”，60， Example、范德瓦尔斯键、范德瓦尔斯键、分子链受力滑动的聚氯乙烯分子间的范德瓦尔斯键、61、(5)Physicalbondschemicalbonds、(6)Comparison、物理键、化学键、离子范德瓦尔斯结合氢键，62，比较，表2-1 .各种结合键的主要特征比较，63，Bondsinactualmaterials实际材料中的结合，64，2.2 crystal non-crystal，非晶，2.2.2 2.2.2.1结晶和非晶质的结构和特征、固体物质的原子或分子的集合状态不同，结晶、65、概念、长有序、(1)结晶、(2)非晶质、原子或原子团、离子或分子以一定的规则周期性地排列构成的原子、分子或离子不规则地堆积形成，长的过程无序且短比较，(3)比较，曲线差异，67，2.3.1 crystal structure，crystal structure (brief introduction ) lattice 晶格点，68，Crystallattice，晶格Crystallattice，三维空间晶格，69，Typesoflattice，表2-5.7种晶系和14种晶格类型，70，2.4.1种分类，点缺陷结构缺陷(本征缺陷)，线缺陷，杂质原子71、点缺陷在晶格中的原子尺寸范围内产生的缺陷的一种，也被称为零维缺陷，例如空穴、间隙原子等。 线缺陷缺陷仅在一个方向上延伸，或者称为一维缺陷，主要是各种形式的“位错”，例如在晶格中缺少一列粒子形成线缺陷。 面缺陷晶体内部偏离了周期性的晶格结构的二维缺陷，即在沉积过程中偶尔一个晶面不按规定沉积，因此在该层之间会产生面缺陷。 杂质原子和固溶体，72，2.4.1.1点缺陷，a。 点缺陷，概念，73，b。Dislocation从滑动的角度来看，变位是在滑动面上的滑动部分和未滑动部分的边界上，一列或几列原子在结晶的某处有规则地变位的现象。 结晶中的线缺陷是各种各样的变位，其特征是在原子发生变位的范围内，一个方向上尺寸大，另一个方向上尺寸小，直径约35原子间距，长度数百数万原子间距的管状原子的变形区域。74、a、边缘位移、刃型位移edge位移、75、b、螺旋位移、螺旋位移screw位移、7