材料结构基础.ppt
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第二章材料结构基础第一节固体结构三种结构:
1晶体结构2无定形结构3液晶结构一晶体结构1什么是晶体?
晶体是在三维空间上由原子按一定排列的空间结构重复单元组成的。
2什么是空间点阵?
把原子作为一个点,把这些点在空间的排列用线连接起来,所形成的网络。
在空间点阵中的每个点周围的原子都是相同的原子。
3什么是晶胞?
在空间点阵中选取一个能够代表整体的简单单元,这个单元叫晶胞。
晶胞的形状和大小用三个矢量abc表示,以一个晶胞的角为原点,则abc与坐标的夹角为(晶格常数)4什么是晶面指数?
晶面指数即晶胞某一个晶面在三维坐标轴上的坐标。
由于晶体在不同方向上有不同的物理化学性质,因此采用晶面指数表示晶面。
(a)体心立方晶格体心立方晶格:
体心立方晶格的晶胞是一个立方体,:
体心立方晶格的晶胞是一个立方体,立方体的八个顶角和立方体的中心各有一个原子。
具有体立方体的八个顶角和立方体的中心各有一个原子。
具有体心立方晶格的金属有:
心立方晶格的金属有:
-Fe-Fe(温度低于(温度低于912912的铁)、铬的铁)、铬(CrCr)、钨()、钨(WW)、钼()、钼(MoMo)、钒()、钒(VV)、)、-TiTi(温度在(温度在88316688831668的钛)等。
的钛)等。
面心立方晶格面心立方晶格:
面心立方晶格的晶胞是一个立方体,立:
面心立方晶格的晶胞是一个立方体,立方体的八个顶角和六个面的中心各有一个原子。
属于面心方体的八个顶角和六个面的中心各有一个原子。
属于面心立方的金属有:
立方的金属有:
-Fe-Fe(温度在(温度在91213949121394的铁)、铝的铁)、铝(AlAl)、铜()、铜(CuCu)、银()、银(AgAg)、金()、金(AuAu)、镍()、镍(NiNi)等。
)等。
工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础螺型位错刃型位错密排六方晶格密排六方晶格:
密排六方晶格的晶胞是一个上下底面为密排六方晶格的晶胞是一个上下底面为正六边形的六柱体,在六柱体的十二个顶角和上、下底面正六边形的六柱体,在六柱体的十二个顶角和上、下底面的中心各有一个原子,六柱体的中间还有三个原子。
具有的中心各有一个原子,六柱体的中间还有三个原子。
具有密排六方晶格的金属有:
镁(密排六方晶格的金属有:
镁(MgMg)、锌()、锌(ZnZn)、)、-Ti-Ti(温(温度低于度低于883883的钛)、镉(的钛)、镉(CdCd)、铍()、铍(BeBe)等。
)等。
工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础二无定性结构固体材料中,原子或离子在三维空间上排列没有规律性和周期性,呈杂乱堆积的状态,包括:
无机玻璃凝胶非晶态半导体无定形碳合金玻璃等。
玻璃的特殊性:
玻璃有玻璃态转化温度Tg,而其它非晶态固体没有。
在温度低于Tg之前,玻璃是固态的,在Tg之后,玻璃从固态变为过冷液态然后变为液态。
因此,无定型结构也叫非晶态,分为玻璃态和非玻璃态两种。
三液晶结构一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解之后,表现上虽然失去了固态物质的刚性,变成了具有流动性的液态物质,但结构上依然保存着一维或二维有序排列,从而在物理性质上呈现各向异性,形成一种兼有部分晶体和液体的性质的过渡状态,这种中介态为液晶态。
第二节高分子材料结构一高分子结构特点1高分子的链式结构(均聚物共聚物)2高分子链的柔性(内旋转自由度构象)3高分子的多分散性(分子量与分子链长不是单一的)4高分子凝聚态结构的复杂性5高分子的交联网状结构(交联点)二高分子的链结构和聚集态结构链结构一级结构(近程结构)二级结构(远程结构)链结构指单个高分子的结构和形态,包括高分子的化学组成,链的形状(构象)1高分子的近程结构包括:
(1)结构单元的化学组成
(2)结构单元键接方式(3)结构单元空间构型(4)支化(接枝)与交联(5)结构单元空间排序2高分子的远程结构指高分子链的尺寸和状态(构象),分子链中键的旋转和旋转的状态宏观地表现为高分子链的柔性。
聚集态结构晶态结构非晶态结构取向态结构多相结构液晶结构聚集态结构指高分子材料整体的内部结构3聚集态结构凝聚态
(1)分子间的作用力(内聚能密度)
(2)结晶结构(结晶度很难达到100%)四种模型(3)非晶结构(高分子链全部处于无规无序状态)四种模型(4)取向结构(5)液晶结构(6)多相结构
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- 材料 结构 基础
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