固体中的相结民构及形成规律.ppt

* 三、原子尺寸因素化合物 1．填隙型（填隙化合物） ② 复杂填隙相 ·γX/γM0.59 晶体结构很复杂 · 在碳钢和合金钢中复杂填隙相的结构主要有M3C、M23Co和M6C三相类型。 例：Fe3C、Mn3C、Cr7C3、Cr23C6、Fe3W3C、Fe4W2C * 三、原子尺寸因素化合物 2．拓扑密排相（TCP相） 如果用大小不同的两种原子进行最紧密堆垛，通过合理搭配，就有可能获得全部或主要由四面体堆满整个空间，达到空间利用率和配位数都更高的密堆结构，但这些四面体不一定都是等棱四面体，这种密排结构称“拓扑密堆结构”，配位数可达12、14、15、16。 典型的TCP相有： σ相，Laves相，x相和μ相。 * 第三节 陶瓷晶体相 陶瓷具有晶体构造，与金属不同，没有大量自由电子，是以离子键或共价键为主的离子晶体（MgO，Al2O3）或共价晶体（SiC，Si3N4） 晶体相是陶瓷的基本相，决定着陶瓷的力学、物理、化学性能， 分氧化物结构和硅酸盐结构 离子化合物结构：结合键主要为离子键，有一定比例的共价键 有确定的成分，可用准确分子式表示 结构与正常价化合物基本相同 硅酸盐：普通水泥，砖，瓦，玻璃，搪瓷 硅酸盐矿物：长石，高岭土，滑石，镁橄榄石 硅酸盐结构：成分、结构复杂，起决定作用的是硅-氧间的结合 * 硅酸盐结构的特点与分类 硅酸盐结构的特点 硅酸盐结构的基本结构为SiO4四面体， 硅原子位于氧原子四面体的间隙中。 硅-氧间结合主要为离子键，还有一定的共价键成分，故硅-氧结合很牢固，（硅-氧间平均距离为0.160nm，小于硅氧原子半径和） 每个四面体的氧原子外层只有7个电子，为-1价，还可与其它金属粒子键合。每一个氧最多只能被两个SiO4四面体共有。 SiO4四面体可孤立存在或通过共顶点互相联结，形成多重的四面体配位群。 SiO4四面体 双重四面体单元（Si2O7）6- * 硅酸盐结构的分类 按照SiO4四面体在空间的组合，可将硅酸盐分成四类： 岛状 链状 层状 骨架状 * 硅酸盐结构的分类---岛状 1、含有限硅氧团的硅酸盐（岛状硅酸盐） a、含孤立有限硅氧团的硅酸盐，孤立硅氧四面体指四面体之间不通过离子键或共价键结合。 硅氧四面体中氧为-1价，单个硅氧四面体为-4价，硅氧四面体可与其它正离子键合使化合价达到饱和。 b、含成对有限硅氧团和环状有限硅氧团的硅酸盐。硅氧四面体可成对连接，或连成封闭环 * 几种硅氧团 成对硅氧团 单一硅氧团 3节黄状环氧团 4节黄状环氧团 6节黄状环氧团 * 硅酸盐结构的分类---链状 大量SiO4四面体通过共顶连接形成的一维结构，分单链结构和双链结构。 * 单链结构按一维方向的周期性分为1，2，3，4，5，7节链 1节链 2节链 3节链 4节链 5节链 7节链 * 硅酸盐结构的分类---层状 由大量底面在同一平面上的硅氧四面体通过在该平面上共顶连接形成的具有六角对称的二维结构 * 硅酸盐结构的分类---骨架状（网络状）由硅氧四面体在空间组成的三维网络结构 * 第四节 玻璃相 玻璃：从液态凝固，结构与液态连续的非晶态固体，形成玻璃的内部条件为粘度，外部条件为冷却速度。 材料熔融态粘度大，流体层的内摩擦力大，原子迁移困难组成晶体的过程难于进行，易于形成过冷液体，粘度小的物质快冷时也可得到玻璃态（非晶态，或称金属玻璃）。 * 左部分物质很难凝固成为玻璃，右部分物质容易凝固成为玻璃 * 玻璃结构：无规网络学说，物质的玻璃态与晶体结构相似，由离子多面体组成空间网络，但是玻璃态的网络结构中，多面体的排列无规律。 如图，石英的晶体结构和玻璃结构. * 石英的晶体结构 石英的玻璃结构 * 第五节 分子相 分子相：固体中分子的聚集状态，决定分子固体的微观结构。 高分子材料：分子量特别大的有机化合物的总称，也称聚合物或高聚物。 从聚合物分子结构可分为：线型聚合物和三维网型聚合物 从聚合物受热时行为可分为：热塑性聚合物和热固性聚合物 1、大分子及其合成 巨大分子及相对分子量 低分子物质：分子量小于500的物质。 高分子物质：分子量大于5000的物质。 * 化合物 相对分子量 低分子 无机：铁 水 石英 55.8(相对原子量) 18 60 有机：甲烷 苯 三硬脂酸甘油酯 16 78 890 高分子 天然：天然纤维素 丝蛋白 天然橡胶 ~570 000 ~150