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文档简介

第2章材料的组成和内部结构特征2.1材料的结构一、晶体与非晶体非晶体：原子不存在周期规则排列，如大多数高分子材料、玻璃。晶体：原子规则周期性排列，如金属、陶瓷。晶体中原子排列的规则性用晶胞来描述晶胞晶格的描述简单晶体结构二、金属的晶体结构特征：排列紧密、高对称性。体心立方晶胞1.体心立方晶格晶胞中的原子数晶格常数与原子半径得关系面心立方晶胞2.面心立方晶格晶胞中的原子数晶格常数与原子半径得关系面心立方晶胞3.密排六方心立方晶格晶胞中的原子数晶格常数与原子半径得关系面心立方和密排六方晶格原子配位数示意图120.746密排六方（hcp）120.744面对角线方向r=()a面心立方（fcc）80.682体对角线方向r=()a体心立方（bcc）配位数致密度晶胞原子数最密排方向三种典型金属晶体结构的特征三、高分子材料的结构特点1.单体与链节单体—凡是可以聚合生成大分子链的低分子化合物链节——大分子链中的重复结构单元乙烯：n(CH2=CH2)[CH2

CH2]n

单体链节n为聚合度2.大分子链的形状线型结构：弹性高、塑性好、硬度低。热塑性材料。如：聚乙烯、ABS、尼龙。高分子的形状示意图支链结构：性能类似线型、强度稍高。热塑性材料。体型结构：交联呈空间网络，刚性大、硬度高、脆性大。热固性材料。如：环氧、聚脂、酚醛塑料（电木）。大分子链形状示意图3.高分子的聚集态结构线型高分子可呈晶态或部分晶态，体型则为非晶态。高分子的聚集态结构示意图四、陶瓷材料的结构特点特点：结构比较复杂，主要组成仍是晶体。1.氧化物结构：尺寸较大的氧离子为骨架（fcc、

hcp等）＋尺寸小的正离子位于间隙。氧化物的晶体结构二氧化硅四面体的环状结构单元示意图2.硅酸盐结构：基本单元为[SiO4]，在空间相互连接形成多种结构。二氧化硅四面体的岛状结构单元示意图二氧化硅四面体的链状结构单元示意图二氧化硅四面体的层状结构单元示意图五、材料的原子排列缺陷（晶体缺陷）1.点缺陷点缺陷是导致固溶强化的主要原因空位：高能量的原子脱离平衡位置后留下空位间隙原子：处于间隙中的原子间隙原子：占据基体原子的异类原子点缺陷是一种热平衡缺陷，温度↑，数量↑，但≤1/1000，影响原子的扩散和运动。晶体中三维尺度都很小的缺陷空位示意图2.位错位错对材料的力学性能影响很大：ρ↑→σs↑，σb↑→δ↓。★刃型位错★螺型位错晶体中位错的数量用位错密度ρ表示线缺陷是导致加工硬化的主要原因之一二维尺度很小而第三维尺度很大的缺陷螺型位错示意图刃型位错示意图3.面缺陷晶界：位向不同的相邻晶粒之间的界面。二维尺度很大而第三维尺度很小的缺陷亚晶界：一个晶粒内

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