[材料科学]1第一章 材料科学的基本知识.ppt

1.离子键 共价键的本质是由于原子相互接近时轨道重叠（即波函数叠加），原子间通过共用自旋相反的电子对使能量降低而成键。 共价键的主要特点是具有饱和性和方向性。 少电子多中心的化学键；金属键的基本特点是电子的共有化 无饱和性又无方向性，因而每个原子有可能同更多的原子相结合，并趋于形成低能量的密堆结构。 金属受力变形而改变原子之间的相互位置时，不至于使金属键破坏。良好延展性。 良好的导电和导热性能。 4.分子间力（范德华力） 范德华力键能远低于化学键。稳定性较差。 是材料中原子结合力的重要组成部分，依靠它大部分气体才能聚合成液态，固态。 5.氢键 氢键是分子中与电负性大的原子X以共价键相连的H原子，和另一个高电负性原子Y之间所形成的一种弱键。 以X—H ……Y表示。X,Y= F,O,N。 由于高电负性原子的强烈吸引，使与之相连的氢原子成裸核，正电荷密度很大，可与另一个电负性大的原子的孤对电子通过静电引力而成。 氢键不属于范德华力，也不属于化学键，是特殊形式的分子间的作用力。 化合物中离子键的比例取决于组成元素的电负性差。电负性相差越大则离子键比例越高。 式中，PAB为材料中离子键性的比例； XA、XB分别为化合物组成元素A、B的电负性数值； 晶体是由其结构基元在三维空间内按长程有 序排列而成的固体物质，组成晶体的质点在 空间按一定方式有规律地周期排列。 在三维空间组成空间格子，其阵点称为结点。点阵中的任 何结点都不具有特殊性，即每个结点有完全相同的周围环境。 对称操作：保持物体内任意两点距离不变，能使物体复原的操作。 对称元素：对称操作据以进行的几何元素，——点、线、面等。 一定的对称元素均有一定的对称操作与之对应。 七大晶系和14种布拉维点阵 晶向指数的几点说明 （3）晶体中原子排列情况相同但空间位向不同的一组晶向称为晶向族，用UVW表示。如立方晶系中的[111]， ， ， ， ， ， ， 八个晶向是立方体中四个对角线的方向，它们的原子排列情况完全相同，属于同一晶向族，故用111表示。 确定方法： （1）建立坐标系。以晶胞的某一结点O为原点，以过原点的晶轴为坐标轴，以晶格常数a,b,c为三个坐标轴的长度单位。注意，坐标原点的选取应便于确定截距，且不能选在待定的晶面上。 （2）求截距。求出待定晶面在三个坐标轴上的截距。若该晶面与某坐标轴平行，则其截距为 。 （3）取倒数。取三个截距值的倒数。 （4）化整并加圆括号。将上述三个截距的倒数化为最小整数h，k，l，并加圆括号，即得待定晶面的晶面指数（hkl）。如果晶面在坐标轴上的截距为负值，则将负好标注在相应指数的上方。 晶面指数的几点说明 例1. 在一个立方晶胞中画出（012）和（ 晶面 四指数表示方法 晶面指数 （hkil)的确定方法同三轴坐标系 晶向指数（uvtw)： u=(2U-V)/3， v=(2V-U)/3， t=-(U+V)/3， w=W 例1. 给出晶面指数 各晶系的特征对称元素 14种布拉维点阵中，根据结点在其中分布的情况可分为4类： 简单点阵：含一个结点 体心点阵：含两个结点 底心点阵：含两个结点 面心点阵：含4个结点 简单立方(P) 体心立方（I） 面心立方（F） 晶胞类型 ： 立 方 立方为什么没有底心呢？ 因为假如有底心，将破坏立方的3×C4的对称性，只有1×C4 如图 十四种布拉维点阵 十四种布拉维点阵 正 交 晶胞类型： P(简单) C(底心) I(体心) F(面心) 六方（H） 晶胞类型： 四方（P） 四方（I） 晶胞类型： 三方（R） 晶胞类型： 单斜（P） 单斜（C） 晶胞类型： 三斜（P） 晶胞类型： 在这些型式中，其对称性由强到弱的排列顺序为： 立方﹥六方﹥四方﹥三方﹥正交﹥单斜﹥三斜 1. 晶胞中原子的坐标表示 OP＝xa+yb+zc 晶向指数和晶面指数 晶向：空间点阵中由结点连成的结点线和平行于结点线的方向。 （1） 晶向指数 例1. 在立方晶胞中标出晶向指数 例2. 在立方晶胞中画出[012][ 晶向 （1）一个晶向指数代表着相互平行、方向一致的所有晶向； （2）若晶体中两晶向相互平行，但方向相反，则晶向指数 中的数字相同，而符号相反。如 和 等。 （2） 晶面指数（密勒指数） 晶面在某坐标轴上的截距越大，对应的晶面指数越小。晶面平行于某一坐标轴时，截距为∞，对应的晶面指数为0。 晶面指数(hkl)不是指一个晶面，而是代表着一组相互平行的晶面。 在立方晶系中，具有相同