有机晶体概述

王余

摘要：作为一种新型材料，有机晶体相比于传统的无机晶体有着无法比拟的性能优势，这主要源于其微观结构的特殊性。本文主要从结构特征、电子特征等方面阐述有机晶体内部结构，并与无机晶体作比较，建立了结构由于性能之间的联系的桥梁，同时对有机晶体作了简单的分类，对其应用作了简单的总结。

关键词：晶体、有机晶体、无机晶体.

0 引言

人们对于晶体的研究由来已久，早在石器时代，人们便发现了各种外形规则的石头，并把它们做成工具,从而揭开了探求晶体本质的序幕。之后，经过长期观察，人们发现晶体最显著的特点就是具有规则的外形。1669年，意大利科学家斯丹诺(Nicolaus Steno)发现了晶面夹角守恒定律，指出在同一物质的晶体中，相应晶面之间的夹角是恒定不变的。接着,法国科学家阿羽依(Rene JustHaüy)于1784年提出了著名的晶胞学说，使人类对晶体的认识迈出了一大步。根据这一学说，晶胞是构成晶体的最小单位，晶体是由大量晶胞堆积而成的。1885年，这一学说被该国科学家布喇菲(A.Bravais)发展成空间点阵学说，认为组成晶体的原子、分子或离子是按一定的规则排列的，这种排列形成一定形式的空间点阵结构。1912年，德国科学家劳厄(Maxvan Laue)对晶体进行了X射线衍射实验，首次证实了这一学说的正确性，并因此获得了第一届诺贝尔物理奖[1]。之后，1915年布拉格父子用X射线衍射实验来分析晶体结构，提出了著名的布拉格方程，从此人们对晶体的研究进入了前所未有的辉煌阶段。

1 晶体简介

晶体是由原子、分子、离子等微粒在空间有规则地排列而形成的固体。人们在对晶体材料认识和使用过程中形成了晶体材料基本理论，即32种点群（对称性），十四种空间点阵形式，230种空间群。由于具有周期性的空间点阵结构，晶体具有下列共同性质：⑴均匀性，即晶体不同部位的宏观性质相同；⑵各向异性，即晶体在不同方向上具有不同的物理性质; ⑶自限性，即晶体能自发地形成规则的几何外形；⑷对称性，即晶体在某些特定方向上的物理化学性质完全相同；⑸具有固定熔点；⑹内能最小。

2 晶体的分类

按功能来分，晶体有20种之多，如半导体晶体、磁光晶体、激光晶体、声光晶体和非线性光学晶体等。按照来源不同，晶体可分为天然晶体和人工晶体。按照组成粒子之间相互作用的键型，晶体可分为原子晶体、离子晶体、金属晶体以及分子晶体。原子晶体、离子晶体和金属晶体大多包含在无机晶体中，而分子晶体则一般指有机分子晶体。

相邻原子间通过强烈共价键形成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体。原子晶体中，组成晶体的微粒是原子，原子间的相互作用是共价键，共价键结合牢固，因此原子晶体的熔、沸点较高，硬度较大。对不同的原子晶体，组成晶体的原子半径越小，共价键的键长越短，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高，例如金刚石、碳化硅、硅晶体的熔沸点依次降低。此外，原子晶体不溶于一般的溶剂，且多数为绝缘体，如硅、锗等。原子晶体中不存在分子，用化学式表示物质的组成，单质的化学式直接用元素符号表示，两种以上元素组成的原子晶体，按各原子数目的最简比写化学式。常见的原子晶体是第ⅣA族元素的一些单质和某些化合物，例如金刚石、硅晶体、SiO2、SiC等（但碳元素的另一单质石墨不是原子晶体，石墨晶体是层状结构，以一个碳原子为中心，通过共价键连接3个碳原子，形成网状六边形，属

过渡型晶体。）。

由正、负离子或正、负离子基团按一定比例组成的晶体叫做离子晶体。离子晶体中正、负离子或离子基团在空间排列上具有交替相间的结构特征，离子间的相互作用以库仑静电作用为主导。离子晶体中，晶格上质点是阳离子和阴离子，质点间的相互作用力是较强烈的离子键，因此离子晶体一般有较高的熔点和沸点，且质地硬而脆，多数离子晶体易溶于水。离子晶体在固态时有离子，但不能自由移动，不能导电，溶于水或熔化时离子能自由移动而能导电。另外，除了阴阳离子，离子晶体中还可能含有分子，如：CuSO 4·5H 2O 。典型的离子晶体主要有强碱和多数盐类。

晶格结点上排列金属原子-离子时所构成的为金属晶体。其结构类型为立方面心密堆积、六方密堆积和立方体心密堆积三种。金属离子排列越紧密，金属离子的半径越小、离子电荷越高，金属键越强，金属的熔、沸点越高。目前，描述金属键主要有三种理论模型，即“自由电子模型”、“费米能级”和“能带理论”。无论哪一种理论都不能从微观角度完整的解释金属晶体的所有性能。金属晶体的物理性质和结构特点都与金属原子之间主要靠金属键键合相关。金属晶体中存在金属离子(或金属原子)和自由电子，金属离子(或金属原子)总是紧密地堆积在一起，金属离子和自由电子之间存在较强烈的金属键，自由电子在整个晶体中自由运动，此即“自由电子模型”，它很好的说明了金属电学性质和磁学性质。但是对于为什么金属晶体在热、磁、电等过程中仅有相当于15%左右的电子参加的原因“自由电子模型”却无从解释。针对这一现象“费米能级”理论认为电子在金属晶体中能级上的分布，与原子或分子中能级上的分布一样，也是符合泡利不相容原理的。设想金属晶体是在0K 的温度下，第一个电子将进入最低能级（n=1），第二个自旋相反的电子也进入该能级；第二对自旋相反的电子进入（n=2）的能级，以此类推，如果某金属试样中有N 个电子，它将占据N/2的最低能级，其电子占有最高能级为n=N/2，对应的能级为

max )3(8V N

m h E π=

其中，

m ——1个电子的质量，m=10-27g ；

V ——金属试样的体积；

N ——价电子总数；

2223310~10/N

cm V ≈；

则可近似求出 eV 7~5.1max =E 。

此处的E max 称为费米能级，其为基态下（0K ）金属晶体中的电子的最高占有能级的能量，用E F 表示。晶体在受热、磁、电场作用时只是在费米能级附近能级的电子发生激发作用（参与热传递等过程），因为费米能级E F =1.5-7eV ，相当于30000K 的高温。大部分电子是处于冷冻状态的，不参加热、磁、电等过程的。这就解释了上一现象，但对于绝缘体、半导体、导体间的划分前两种观点都无法解释，从而产生了能带理论。根据分子轨道理论，两个原子相互键合时，它们的能量相近，对称性相同的原子轨道通过线性组合可形成两个分子轨道，其中一个是能量低于原子轨道的成键分子轨道，另一个是能量高于原子轨道的反键分子轨道。键合的原子数目愈多，组成相应的分子轨道数目也愈多。由此可推断，当个原子组成晶体时，个原子轨道就会组合成个分子轨道，其中有 N/2 个成键轨道和 N/2 个反键轨道。总的来看，这些分子轨道密集在两个原子轨道线性组合成的狭窄的能量区间内，它们以最低成键轨道为下限以最高反键轨道为上限。在这样狭窄的能量区间内，分子轨道如此之多，轨道之间的能

级差必然很小，实际上形成了几乎是连续的能带。能带分为空带、导带、禁带和满带，金属晶体能带中电子的填充情况和禁带宽度决定了一种物质究竟是导体、绝缘体还是半导体[2]。至于金属的不透明、有光泽、延展性好、机械强度高等特性要从金属晶体的缺陷角度去讨论。

由有机分子为基本单元构成的具有周期性结构的物质形态称为有机分子晶体。有机分子晶体与三类无机分子晶体相比具有如下的特点：⑴有机分子内原子之间几乎全部是以强的共价键相结合，共价键具有高度的方向性，从而使有机分子的结构较无机分子更为复杂；⑵有机分子之间往往是以弱的相互作用(范德华力、氢键、电荷转移等)相结合，从而使得有机分子晶体较无机分子晶体要柔软的多；⑶有机分子可形成链形、平面形、环形甚至球形的共轭大π键电子结构，使其在光、电、磁等交互功能效应中具有效力高、相应快的特点；⑷许多有机分子往往无极性或极性较弱，由其构成的晶体中分子间的键合力较弱，以至于热稳定性较差、熔点和沸点较低[3]。

无机晶体由于数量多、来源广泛获得了较为普遍的应用，而有机分子晶体由于其物理-化学稳定性远不如无机晶体，长期以来在材料界默默无闻。近二十年来，伴随着合成手段的发展，越来越多的、令人耳目一新的光电功能化合物问世，有机分子晶体开始跻身于材料科学特别是光电功能材料的舞台[4]。

3 有机分子晶体概述

由有机分子为基本单元构成的具有周期性结构的物质形态称为有机分子晶体。下面就从有机分子晶体的结构特征、电子特征及分类用途等方面做简单介绍。

3.1 有机分子晶体结构特征

分子内的相互作用是原子间轨道重叠的结果,而分子间相互作用一般是非共价键相互作用,这两种类型的相互作用在晶体形成过程中是同时起作用的。

在分子晶体中，分子间相互作用力可以分为中程相互作用力及远程相互作用力。一般的中程相互作用在晶体堆积中起着非常重要的作用，在晶体堆积的形状、尺寸、密堆积及特征取向等方面均显示各向同性的特点。在有机晶体中这种力是同C…C，C…H，H…H相互作用相联系的。长程相互作用力主要是静电力，是各向异性的。一般是异原子间的相互作用，即在N、O、S、Cl、Br、I (偶尔也包括F、P、Se)间或上述任何一种元素同碳或氢之间的相互作用。氢键就是其中一种常见的形式。另一种常见的例子是金属离子同O、N 的结合, 这种结合是非常专一的，可以实现对结构的控制。

最重要的中程相互作用力是范德华力，它也是主要的非方向性力，它是由色散力及交换-排斥力组成，范德华力在分子堆积中起重要作用。1973年，苏联学者Aleksander I. Kitaigo -radsky 提出了分子晶体设计中最重要的一个原则，分子倾向于以所占空间最小的方法堆积在一起(分子一般占据一个晶体的65% 到77% 的体积)。可以想象分子堆积过程是分子间几何形状互相匹配及相互作用力的匹配过程，即分子识别过程。1994年，意大利学者Gavezzott 提出形状诱导识别的概念，即在识别过程分子构象会发生一定的变化。相同分子间的识别一般利用分子的不同部位，满足锁与钥匙的关系。在空间结构中出现倒反中心，螺旋轴及滑移面的频率比镜面及旋转轴大。有机晶体主要由碳、氢原子组成，因此这些分子间相互作用是同C、H比例有关。

长程相互作用主要是静电相互作用及氢键。主要是异原子间的相互作用，是有方向性的。C60能与HQ形成密堆积配合物，是由于C60的高负电性质及HQ的给电子性质。Stouse 及其合作者报导了近200个四芳香基卟啉化合物，紧密堆积的分子像波纹片那样堆积形成能容纳不同客体分子的平行通道。在芳香化合物中C…H相互作用可以更精确表示为C(δ-)…H(δ+)。芳

香C…H 相互作用的库仑特征是它广泛起作用的主要理由。在有关生物大分子的文献中，常把这种相互作用称为芳香-芳香或苯环-苯环相互作用。估计这些相互作用的能量约为5-10 kJ/mol。最近研究表明，芳香C…H 相互作用表现明显的静电特征，这可解释为什么这些相互作用总是在大的平面碳氢化合物、蔻类化合物中出现，在这类化合物中堆积效应是非常重要的。在澳大利亚墨尔本大学的R. Robson 发现当金属化合物中的氮原子与金属离子键合时就会形成低密度的晶体结构。意大利米兰大学的A. Gavezott 发现如果芳环中碳原子与氢原子的比值高，它们通常在晶体中形成分子叠层。在脂肪族化合物中，H…H相互作用占优势。当烷基链的长度大于五个碳原子时，在这类化合物中疏水作用是非常显著的。

氢键是一种非常重要的方向性相互作用力。许多主体组装体是基于氢键相互作用，如HQ、尿素、硫尿等。这些氢键是(O，N )-H…( O，N )类型，其能量约为20-40kJ/mol，而较弱的氢键为C- H…C类型，其能量约为2-20kJ/mol。

弱氢键，如C-H…O 和C-H…N 以及与其相互补的O-H…C 及N-H…C 氢键。卤素原子间的相互作用，如( Cl, Br, I)…( Cl, Br, I) , ( Cl, Br, I)…( N, O, S) 及C- H…Cl 以及硫原子间相互作用( S, Se)…( S, Se) 等都是弱方向性力。

C- H…( N, O ) 类相互作用在化学及生物体系中有重要作用，这些相互作用的距离在300-400pm 之间，角度通常集中于150-160 度之间。从距离数据看出，它们大于普通的氢键，甚至大于范德华距离，它们的相互作用随距离的变化不如范德华作用变化迅速，而且具有弱方向性。因此，尽管距离较大仍可以认为它们是弱的氢键。C- H…( N, O ) 氢键非常广泛的存在于晶体结构中，但与其互补的氢键( N,O )–H…C 却非常稀少，这可能是因为碳的电负性远不如氧。这种类型氢键的一个突出例子是氢键。例如杯芳烃主-客配合物分子中的芳环与客体分子H2O形成O-H…C 相互作用。

某些异原子间的接触，例如O-H…O，N-H…O，C-H…O，Cl…Cl以及S…卤素间的相互作用，通常也倾向于形成倒反中心，螺旋轴及滑移面。特殊的分子间的相互作用是与某些对称元素相联系的。例如，两个通过氢键联系在一起的羧酸基团包括一个倒反中心。这些异原子间相互作用倾向于某些对称元素，有利于晶体结构的密堆积而且只属于少数几个空间群[5]。

3.2 有机分子晶体的电子特征

⑴有机分子的电子跃迁：有机分子吸收能量，电子由一个轨道跃迁到另一个能量比较高的轨道。基态有机分子中的价电子包括σ键电子，π电子和非键电子（n）。其跃迁类型有：n－π*；σ－σ*；n－σ*；π－π*。⑵有机分子电子跃迁的三线态和单线态：三线态是指激发态的多重态，即在强度适当的磁场影响下有机分子在原子吸收和发射光谱中的谱线的数目。激发态呈现（2s+1）条谱线，s是指体系内电子自旋量子数的代数和，自旋量子数取值为+1/2或-1/2。当2s+1＝1时，有机分子的激发态处于单线态，用Si表示；当2s+1＝3时，有机分子的激发态处于三线态，用Ti表示。i表示激发态的级数。⑶有机分子与晶体的电子光谱与光电过程：有机分子的电子光谱是由电子跃迁产生的。由于有机晶体中分子间的相互作用很弱，所以晶体的电子光谱特性与其孤立分子的电子光谱相似，有机分子晶体的光电效应起源

于有机基团。

3.3有机分子晶体的分类

从结构角度有机分子晶体可分为：⑴类球状分子晶体，以C60及C70为代表的碳素多面体原子簇是一类五元及六元碳环多边形相互连接构成的封闭中空球状或类球状分子，还有一些有机小分子可以作近似球状分子晶体处理，如六次甲基四胺（HMTA）等。⑵平面状分子晶体：以苯和酞菁等为代表的碳及其杂原子构成的方香族化合物是一类平面分子。⑶链状分子晶体：以烷、烯、炔为代表的有机链状分子，以及由烯、炔单体聚合的高分子。⑷金属有机配合物分子晶体。⑸有机盐（有机矿物）晶体。

从用途方面有机分子晶体分为：有机非线性光学晶体（频率转换晶体、电光晶体等）；有机电学功能晶体（导电晶体、光导晶体、光折变晶体）。

4 总结

作为一种新兴的晶体，有机分子晶体虽不如无机晶体研究得成熟，但就发展速度和潜在的应用前景等方面来看，有机分子晶体却有着明显的优势。近年来对于有机分子晶体材料的报道也琳琅满目，新用途不断被发现，改进也在时时完善。作为化学、物理、生命科学和材料科学的交叉学科，有机分子晶体必将在光电材料、人体组织料、高性能高效率分离材料以及纳米材料中发挥重要的作用。

参考文献：

[1] 王皖燕. 晶体学和晶体材料研究的进展. 高技术.

[2] 李安昌. 浅谈金属键的能带理论. 广西师范大学学报，1989，7(1).

[3] 唐旭东. 《有机分子晶体及钕掺杂的钒酸钇晶体的高压研究》.中国科学技术大学博士毕

业论文.

[4] 方奇.分子晶体中的几种分子间相互作用. 结构化学，1996，15(1).

[5] 徐筱杰，唐有祺等. 晶体工程及其在化学中的应用. 无机化学学报，2000，16(2).

[6] 常新安，陈丹，臧和贵等. 非线性光学晶体的研究进展. 人工晶体学报，2007，36(2).

《固体化学》课程论文1080740101 王余

石英晶体的简介

【摘要】石英晶体具有压电特性、各向异性、双折射现象等等的化学物理特性，能应用于石英钟、温度计、压力指示器、加速度计等方面，是现代电子技术不可或缺的一部分。关键词：石英晶体、特性、不可或缺【Abstract】Quartz crystals have piezoelectric properties, anisotropic, double refraction phenomenon and so on the physical and chemical properties, can be applied to the quartz clock, thermometer, pressure indicator, accelerometer, modern electronic technology, is an indispensable part of. 随着时代的发展，科技的进步，技术的创新，越来越多的新产品被人们制造出来。人们运用已知的知识，踏着先人的脚步，不断地创新，不断地前进，以期能够使人们的生活变得越加的便利，质量越加的好。此次我以石英晶体为例，为各位阐述科技创新的证据。那么何为石英晶体呢？石英是由硅和氧两种元素组成，根据不同用途，将石英晶棒按照特定的晶向切割成晶片，即可制成石英晶体。在常温下不同温度时，石英晶体的结构不同，温度T<573℃时是α石英晶体，当573℃

浅谈晶体缺陷及其应用

浅谈晶体缺陷及其应用 1103011036 周康粉体一班摘要：晶体缺陷对晶体的力学性能既有有利的方面，也有不利的方面。少量晶体缺陷对于晶体的物理性能能够产生重要影响，所以可以根据不同的晶体缺陷，开发利用其产生的影响，充分发挥可能产生的作用，研究并制备具有不同性能的材料，以适应人们不同的实际需要和时代的发展需求。关键词：晶体缺陷; 性能; 铁磁性; 电阻; 半导体材料；杂质引言：在讨论晶体结构时，我们认为晶体的结构是三维空间内周期有序的，其内部质点按照一定的点阵结构排列。这是一种理想的完美晶体，它在现实中并不存在，只作为理论研究模型。相反，偏离理想状态的不完整晶体，即有某些缺陷的晶体，具有重要的理论研究意义和实际应用价值。所有的天然和人工晶体都不是理想的完整晶体，它们的许多性质往往并不决定于原子的规则排列，而决定于不规则排列的晶体缺陷。晶体缺陷对晶体生长、晶体的力学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等均有着极大影响，在生产上和科研中都非常重要，是固体物理、固体化学、材料科学等领域的重要基础内容。研究晶体缺陷因此具有了尤其重要的意义。本文着重对晶体缺陷及其对晶体的影响和应用进行阐述。 1.晶体缺陷的定义和分类 1.1 晶体缺陷的定义在理想的晶体结构中，所有的原子、离子或分子都处于规则的点阵结构的位置上，也就是平衡位置上。1926 年弗仑克尔l首先指出，在任一温度

下，实际晶体的原子排列都不会是完整的点阵，即晶体中一些区域的原子的正规排列遭到破坏而失去正常的相邻关系。我们把实际晶体中偏离理想完整点阵的部位或结构称为晶体缺陷. 1.2 晶体缺陷的分类 1.2.1、按缺陷的几何形态分类可分为四类：点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。 1.点缺陷（零维缺陷）：缺陷尺寸处于原子大小的数量级上，即三维方向上缺陷的尺寸都很小。包括：空位（vacancy）、间隙原子（interstitial particle）、异类原子（foreign particle）。点缺陷与材料的电学性质、光学性质、材料的高温动力学过程等有关。2..线缺陷（一维缺陷）：指在一维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则性排列所产生的缺陷，即缺陷尺寸在一维方向较长，另外二维方向上很短。线缺陷的产生及运动与材料的韧性、脆性密切相关。 3.面缺陷：面缺陷又称为二维缺陷，是指在二维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则性排列而产生的缺陷，即缺陷尺寸在二维方向上延伸，在第三维方向上很小。如晶界、相界、表面、堆积层错、镶嵌结构等。面缺陷的取向及分布与材料的断裂韧性有关。固体材料中最基本和最重要的晶体缺陷是点缺陷，包括本征缺陷和杂质缺陷等。 1.2.2、按缺陷产生的原因分类：热缺陷、杂质缺陷、非化学计量缺陷、其它原因（如电荷缺陷，辐照缺陷等）。

有机硅化学概论

1. Introduction to Silicone Chemistry A. Colas, Dow Corning Europe SA, Seneffe (Belgium) By analogy with ketones, the name “silicone” was given in 1901 by Kipping to describe new compounds of the brut formula R2SiO. These were rapidly identified as being polymeric and actually corresponding to polydialkylsiloxanes. Among them, the most common are polydimethylsiloxanes (PDMS), trimethylsilyloxy terminated with the structure: The methyl groups along the chain can be substituted by many other groups (e.g., phenyl, vinyl or trifluoropropyl). The simultaneous presence of “organic” groups attached to an “inorganic” backbone gives silicones a combination of unique properties and allows their use in fields as different as aerospace (low and high temperature performance), electronics (electrical insulation), health care (excellent biocompatibility) or in the building industries (resistance to weathering). Nomenclature The main chain unit in PDMS, - (SiMe2O) -, is often shortened to the letter D because, as the silicon atom is connected with two oxygen atoms, this unit is capable of expanding within the polymer in two directions. In a similar way, M, T and Q units can be defined corresponding to [1]: The above polymer (1) can also be described as MD n M. This allows simplifying the description of various structures like (Me3SiO)4Si or tetrakis(trimethylsilyloxy)silane, which becomes M4Q. Superscripts are sometimes used to indicate groups other than methyl (e.g., D H for HMeSiO2/2).

有机化合物概述(上课)

授课日期：年月日第周星期授课课题：第一节有机化合物概述授课时数【教学目标】 1．知识目标（1）了解有机物的一般概念，了解有机物在元素组成、性质和用途等方面跟无机物差异。（2）了解有机物中碳、氢、氧等原子的成键特征。（3）了解有机化学研究的对象、有机化合物跟人类生活的紧密联系。 2．能力和方法目标通过有机物在元素组成、性质和用途等内容的学习，学会区分有机物、无机物。3．情感和价值观目标（1）通过有机化合物跟人类生活紧密联系的学习，提高化学学习的兴趣。（2）通过无机物转化为有机物的反应实例的学习和“有机物”名称的来源等学习，进行辨证唯物主义教育。【重点与难点】本课时的重点是有机物跟无机物的差异。难点是有机物中碳、氢、氧等原子的成键特征。【板书设计】第一节有机化合物概述一、有机化合物（一）、有机化合物的概念 1、有机物的定义：含碳元素的化合物是有机物不含碳元素的化合物是无机物。 2.组成有机物的元素：含C和H还有O、S、N卤素等。 3.有机化学：研究有机物的化学（二）、有机物的结构特点 1.每个碳原子可形成四个共价健 2.碳原子之间或与其他原子可形成共价健 3.有机物大多都存在同分异构体

（三）、有机物的主要特点 1.有机物不溶于水，易溶于有机溶剂 2.有机物大多熔点低、易分解，且易燃烧 3.有机物绝大多数不导电 4.有机物反应一般慢、复杂常有副反应。—有机反应一般须使用催化剂并加热且用“→”表示（四）、有机物在国民经济中的重要意义二、有机物的分类：三、常见官能团介绍：【教学过程】

【总结】【作业】第126页1．2 3 4 5．【教后记】

浅谈镁合金晶粒细化的方法和意义

浅谈镁合金晶粒细化的方法和意义重庆大学材料科学与工程学院材料科学专业摘要简述了镁合金的工程运用现状和细化晶粒的益处；以镁合金晶粒细化方法为主线，对镁合金在熔体阶段的过热处理、添加变质剂、物理场法、动态晶粒细化和快速凝固法，以及镁合金固态阶段的锻造、挤压、轧制和剧烈塑性变形等细化晶粒的方法进行了总结。同时，归纳了镁合金细化晶粒的意义。关键词镁合金晶粒细化熔体固态形变 1 背景介绍纯镁是银白色金属，熔点651℃，密度为1.74×103kg/m3，是最轻的工程金属[1]。镁合金具有密度低、比强度高、比刚度高、减振和抗冲击性能好等优点，而且还具有较好的尺寸稳定性和机械加工性能及低廉的铸造成本。在汽车、电子、通信、航空航天、国防和3C 等行业都拥有广泛的应用前景。但是镁合金密排六方的晶体结构特点，决定了在室温条件下独立滑移系少，导致室温塑性低、变形加工困难和变形容易开裂等阻碍了镁合金材料的广泛应用。其次，镁合金强度偏低，无法应用于受力较大的工程环境，也成为镁合金大规模运用的一大瓶颈。所有提高镁合金的室温塑性变形能力和强度有利于镁合金工程应用的普及和推广[2~5]。细化晶粒是唯一可以提高金属构件强度的同时，又提高塑性的方法。根据Hall-petch 公式21 0s -+=d k y σσ，材料的强度随着晶粒尺寸的减小而增大。镁合金具有很大的系数k y ，所有，细化晶粒能够显著的提高镁合金的强度[6]。而且，由于有细小均匀晶粒的材料发生塑性变形时，各晶粒分担一定的变形量，使变形更加均匀，位错在晶界处塞积少，应力集中小，材料开裂的倾向减小，从而提高材料的塑性。 2 晶粒细化方法目前用于工程和科研中有很多细化镁合金晶粒的方法，笔者综合相关论文报道将镁合金晶粒细化分为两个阶段细化：熔体阶段细化和固态形变处理细化。 2.1 熔体阶段细化 2.1.1 过热处理法过热处理是浇注前将熔体温度升高并保持一段时间后再降温至浇注温度进行浇注的工艺过程。过热处理细化晶粒的机制是过热处理过程中形成了可以作为非均质结晶核心[7]。目前广泛认同的观点是Fe 等元素在镁熔体中的溶解的随温度变化很显著，随着温度的降低，Fe 在镁中溶解度急剧降低，在过热的熔体降温时，过热难容的铁将从液相中先析出，在凝固过程中成为α-Mg 的异质形核基底。过热处理在一定程度上可以细化晶粒，但是也存在很多缺陷。例如，将熔体加热到高温镁合金熔体会因大量溶解气体和杂质而质量下降，从而降低合金的综合性能，所以，过热处理法在工业上应用很少。 2.1.2 添加变质剂添加变质剂可以改善合金的铸造性能和加工性能，使铸件组织细小均匀，因而提高合金的强度和塑性。加入的变质剂必须满足6点：①高温下化学成分不变，在熔体中有足够的稳定性，

有机化学反应概论

第一章有机化学反应概论反应物转变为产物的具体途径叫反应历程或反应机理，研究和确定一个新的有机反应历程时一般经过如下步骤：首先，要提出一个与已有的实验结果及理论相符合的可能的反应历程；然后通过实验来验证所提出的历程。如果新的实验结果与提出的历程相符合，即可对最初提出的历程加以肯定；如果新的实验结果与假设的历程不相符合，则需重新提出历程；如果部分符合，则需要罪提出的历程进行修正。 1.1 有机化学反应的分类 1.1.1按反应历程分类按化学键断裂和形成方式可将有机化学反应分为三类: 一、离子反应（异裂历程）共价键发生异裂形成了正负离子，有离子参与的反应叫离子反应。 R 3C R 3C ++Br -慢异裂 R 3C + 2 R 3C OH 2 －H +R 3C OH + 快这是 S N 1反应二、自由基反应（均裂反应）共价键发生均裂形成两个自由基，如烯的反马氏加成即过氧化反应。 RO 均裂2RO 快 ROH + Br 慢 2CH CH BrCH 23 +HBr + Br BrCH 23 BrCH 2CH 2CH 3 三分子反应（协同反应,周环反应）共价键的断裂与形成是同时（协同）进行的，反应一步完成反应叫协同反应。如S N 2,E2,Diels-Alder 均叫协同反应。如果经过一个环状过渡态，一步形成产物，过程无任何中间体的反应叫周环反应。 S N 2,E2,Diels-Alder 均叫协同反应。但只有Diel-Alder 反应叫周环反应。环转过渡态

周环反应的特点：1一般不受溶剂极性、酸性、催化剂、自由基引发剂或抑制剂的影响，而受加热或光照的影响，而且光照和加热的结果相反。2具有高度的立体专一性。 3周环反应通过环状过渡态而实现的协同反应。周环反应分类：电环化、环加成和σ－迁移。 1.1.2按反应物与产物之间的关系分类不饱和度计算：UN=n 4+1+1/2(n 3-n 1) 一、取代反应反应产物的不饱和度不发生变化，根据进攻试剂的类型分为亲核取代，亲电取代和自由基取代。 RCH 2Br +OH - RCH 2 OH +Br - 亲核取代 +NO 2+ NO 2 + H + 亲电取代 RCH(CH 3)2++HCl Cl 2 RCCl(CH 3)2自由基取代二、加成反应反应物不饱和度减少，分为亲核加成，亲电加成和自由基加成。亲核加成 R - R C H CN O - H + R C H CN HO 亲电加成RCH 2 +H + R CH CH 3 Cl -R CH CH 3 Cl 自由基加成 RCH CH 2 + Br. R CH CH 2Br 三、消除反应反应物不饱和度减小，分为离子消去及协同消去或α－消除，β—消除 RCHCH 2X H OH - RCH=CH 2+HX 离子消去和β—消除 (CH 3)3COK CCl 2+(CH 3)3COH +KCl +CHCl 3 α－消除四、重排反应碳骨架发生变化，分子的不饱和度不变，有离子重排、自由基重排和协同重排

石英晶体基础知识

石英晶体基础知识目录一、石英晶体的基本知识 (2) 1、化学物理特性 (2) 2、石英晶体的振动模式 (3) 3、石英晶片的切型 (5) 二、AT 石英谐振器的特性 (8) 1、频率方程 (8) 2、AT 切石英谐振器的频率温度特性 (8) 三、AT 切石英谐振器的加工制造 (15) 1、X 光定向粘板 (15) 2、石英晶片切割 (16) 3、X 光测角 (17) 4、粘砣，切籽晶及改圆 (17) 5、研磨 (18) 6、滚筒倒边 (18) 7、石英片的腐蚀 (19) 8、镀基膜 (19) 9、石英晶体的装架 (20) 10、微调 (22) 11、真空烘烤和封装 (22) 12、密封性能检查 (23) 13、石英谐振器的老化 (23) 14、石英谐振器的测试 (23)

一、石英晶体的基本知识 1、化学物理特性 ①水晶的成份SiO2，在常压下不同温度时，石英晶体的结构不同，温度T＜573 ℃时α石英晶体，当573℃＜T＜870℃时β石英晶体，熔点是1750℃，我们通常说的压电石英晶体指α石英晶体。 ②具有压电特性：发现压电效应：某些介质由于外界机械作用（如压缩，拉伸等等）而在其内部发生极化，产生表面电荷的现象叫压电效应。逆压电效应：某些介质置于外电场中，由于电场的作用，会引起介质内部正负电荷中心的位移，导致介质发生形变，这种效应称为逆压电效应。石英晶体在沿X 轴（或Y 轴）方向的力的作用时，在X 方向产生压电效应，而Y 和Z 方向不产生压电效应，X 轴称为电轴，Y 轴称为机械轴。 ③具有各向异性：石英晶体是一种良好的绝缘材料，导热系数在室温附近，沿Z 轴方向是垂直于Z 轴方向的2 倍左右，沿Z 轴方向的线性膨胀系数a3 约为沿垂直于Z 轴方向线性膨胀系数a1 的1/2，其介电系数ε，压电系数d 等随方向的不同其数值也不同，在不同温度，导热系数K 与膨胀系数a 的数值也不同。 ④是外形高度对称的单晶体，其特征是原子和分子有规则的排列发育良好的石英晶体，外形最显著的特点是晶面有规则的配置，石英晶体的晶面共30 个，六个m 面（柱面），六个R 面（大棱面）六个r 面（小棱面）六个s 面（三方偏锥面)，六个X 面（三方偏面），相邻M 面的夹角度为60°，相邻M 面和R 面的夹角与相邻M 面和r 面的夹角都等于38°13′，相邻s 面与X 面的夹角为25°57′。

石英晶体原理,特性,参数,应用及使用注意事项介绍(补：睡眠晶振的介绍)

石英晶体原理,特性,参数,应用及使用注意事项介绍来源:网络作者:未知字号:[大中小] 石英晶体原理,特性,参数,应用及使用注意事项介绍石英晶体等效电路 Vibration of a crystal unit is actually mechanical vibration．However．the crystal unit can be expressed by a two—terminal network if its behavior is electrically converted．The series circuit consisting of L1．C1．and R1 is related to elastic vibration．while the element C0 connected in parallel to the series arm as a capacitance attributable to the dielectric body of a quartz crystal plate．The resistance R1 is a resonance resistance of the crystal unit at the series resonance frequency．(See Fig.1.) 石英晶体谐振器的振动实质上是一种机械振动。实际上，石英晶体谐振器可以被一个具有电子转换性能的两端网络测出。这个回路包括L1、C1，同时C0作为一个石英晶体的绝缘体的电容被并入回路，与弹性振动有关的阻抗R1是在谐振频率时石英晶体谐振器的谐振阻抗。(见图1) 石英晶体的频率-温度特性 To use a crystal unit as an oscillator．its oscillated frequency is required to be stable against temperature variations．A quartz crystal has crystallographic axes．and crystal cut is defined according to the cutting angle against a crystallographic axis and its associated mode of vibration．-Typical types of crystal cut and frequency—temperature characteristics are shown in Fig.2.

谈谈对石材缺陷的看法

谈谈对石材缺陷的看法晏辉（佳廉石材集团，顺德528313）提要：此文简要介绍了石材裂纹、色斑等天然缺陷及其质量要求，并就装修中供需双方如何评价天然问题进行了探讨，以求抛砖引玉。随着石材在室内外装修中的日益受宠，石材生产厂家、石材供应商同石材需求方的矛盾与经济纠纷不断增多。轻则损失几万元，重则损失数十万元甚至数百万元。尤为严重的是造成石材需求方大楼装修工程的停工待料，影响大楼整个装修工程的施工进度和大楼的按期开业，这种经济损失更是无法用金钱来估价。最后的结局是石材生产厂家，石材供应商与石材需求方之间对簿公堂，弄得两败俱伤，劳民伤财，严重影响了双方各自的正常生产和经营秩序。这种石材生产加工和经营中出现的不正常经济现象，究其原因大多是由于石材的天然而引起的纠纷。如果双方之间本着互相让利，求同存异的观点出发，这种问题的解决就好办得多了。由于石材这种物质不同于任何其它装修材料，有着独有的特殊性。众所周知，石材是经过亿万年以上各种地质作用而形成的，其形成后的外在特征是很难通过事后的方法来补救。尽管目前各种石材表面修补技术不断诞生，但其修补后的效果毕竟还是很难取代石材天然艳丽的外观效果。又由于石材的生产厂家，石材供应商，同石材需求方在对石材特性上理解的不同，这就注定了两者之间必然产生纷争。在石材日常生产加工中，常见的石材外观的缺陷有以下几种：裂纹：岩石中存在的细小裂隙。有明裂隙、暗裂之分。明裂是指那些裂纹明显，石材未加工前从石材荒料外表面就能看出裂纹线且裂纹线延伸较长的那类裂纹。暗裂是指那些裂纹不明显，石标未加工前从石材荒料外表面很难辨别出裂纹线且裂纹线延伸较短的那类裂纹。裂纹的产生有天然的，也有可能是因为开采石材所采取的开采方法不合理所造成的。石材裂纹普遍存在于那些米黄类的石材（如旧米黄，莎安娜米黄，西班牙米黄）及大花白，雅士白等白色类的石材中，此外像紫罗红，啡网纹等也有，从众多的生产厂家的反映看，石材裂纹较普遍存在于大理石中。色斑（色胆）：与石材表面基本颜色不一样的斑状物质或异样物质。色斑在石材中表现为无色、浅黄色、黄色的透明晶体状物；黑色、绿色、白色、锈斑状物质。石材色斑（色胆）较普遍存在于大花白，爵士白，雅士白等白色类的石材，以及西班牙米黄、紫罗红、珊瑚红、啡网纹、紫彩麻、幻彩红、啡珠麻等色类的石材中。黄斑（锈斑）：与石材表面基本颜色不一致的黄色斑状物，原生于石材的表面。黄斑在大花白、大花绿中较为常见，某些花岗石中也有存在。色线：与石材表面颜色花纹不一样的条纹状，条带状物质。在石材加工中常见的表现为红色或白色的晶体线。砂眼：天然形成的具有一定深度的凹坑，直径在2mm以下，石材砂眼较普遍存在于金花米黄、金米黄、香槟红、银线米黄以及砂石类的石材中。孔洞：天然形成的具有一定深度的凹坑，直径在2mm以上。石材孔洞较普遍存在于西班牙米黄、啡网纹，尤以啡网纹表现最为突出。霉斑：天然形成的绿色或暗绿色霉状物质。霉斑较普遍存在于紫罗红、银线米黄、旧米黄类的石材中。色差：在石材的表面所呈现出的与石材基本颜色不一致的另一类颜色，同石材基本颜色在人眼中所产生的视觉差别。色差较普遍存在于米黄类（尤以西班牙米黄、旧米黄最为突出）、紫罗红、大花绿这类石材中。考虑到石材天然存在着以上所提到石材缺陷，国家建材局颁发了天然大理石，花岗石行业标准。

石英晶体谐振器基本知识介绍

石英晶体谐振器基本知识介绍 1、石英晶体谐振器简介石英晶体谐振器是一种用于稳定频率和选择频率的重要电子元件。在有线通讯、无线通讯、广播电视、卫星通讯、电子测量仪器、微机处理、数字仪表、钟表等各种军用和民用产品中得到了日益广泛的应用。我公司的石英晶体谐振器不仅广泛应用于国家重点军事及航天工程中，也为“神舟”系列飞船及其运载火箭进行了多次成功配套。 2、石英晶体谐振器名词术语 1) 标称频率：晶体元件技术规范中规定的频率，通常标识在产品外壳上，它与晶体元件的实际工作频率有一定的差值。 2) 工作频率：晶体元件与其电路一起产生的振荡频率。 3) 调整频差：在规定条件下，基准温度（25℃±2℃）时工作频率相对于标称频率所允许的最大偏差。 4) 温度频差：在规定条件下，在工作温度范围内相对于基准温度（25℃±2℃）时工作频率的允许最大偏差。 5) 温度总频差：在规定条件下，在工作温度范围内相对于标称频率的允许最大偏差。 6) 等效电阻（ESR，Rr，R1）：又称谐振电阻。在规定条件下，石英晶体谐振器不串联负载电容在谐振频率时的电阻。 7) 负载谐振电阻（RL）：在规定条件下，石英晶体谐振器和负载电容串联后在谐振频率时的电阻。 8) 静电容（C0）：等效电路中与串联臂并接的电容，也叫并电容。 9) 负载电容（C L）：从石英晶体谐振器插脚两端向振荡电路方向看进去的全部有效电容为该振荡器加给石英晶体谐振器的负载电容。负载电容系列是：8pF、12pF、15pF、20pF、30pF、50pF、100pF。负载电容与石英谐振器一起决定振荡器的工作频率，通过调整负载电容，一般可以将振荡器的工作频率调到标称值。产品说明书中规定的负载电容既是一个测试条件，也是一个使用条件，这个值可以根据具体情况作适当调整，负载电容太大时杂散电容影响减少，但微调率下降；负载电容小时、微调率增加，但杂散电容影响增加，负载电阻增加，甚至起振困难。负载电容标为∞即为串联谐振。10) 频率牵引灵敏度（Ts）：为相对频率牵引范围对负载电容的变化率，即负载电容变化1pF时频率的相对变化值，它反映改变负载电容时引起频率变化的灵敏度，也称频率可调性。 11) 激励电平：为石英晶体谐振器工作时消耗的有效功率。常用标准有0.1、0.3、0.5、1、2mW，产品说明书中每种产品规定的激励电平值是一个测试条件，也是一个使用条件，实际使用中激励电平可以适当调整。激励强，容易起振，但频率老化加大。激励太强甚至使石英片破裂，降低激励，频率老化可以改善，但激励太弱时频率瞬间变差，甚至不易起振。

晶体结构缺陷

第三章晶体结构缺陷【例3-1】写出MgO形成肖特基缺陷的反应方程式。【解】 MgO形成肖特基缺陷时，表面的Mg2+和O2－离子迁到表面新位置上，在晶体内部留下空位，用方程式表示为： ????该方程式中的表面位置与新表面位置无本质区别，故可以从方程两边消掉，以零O（naught）代表无缺陷状态，则肖特基缺陷方程式可简化为：【例3-2】写出AgBr形成弗伦克尔缺陷的反应方程式。【解】AgBr中半径小的Ag+离子进入晶格间隙，在其格点上留下空位，方程式为：【提示】一般规律：当晶体中剩余空隙比较小，如NaCl型结构，容易形成肖特基缺陷；当晶体中剩余空隙比较大时，如萤石CaF2型结构等，容易产生弗伦克尔缺陷。【例3-3】写出NaF加入YF3中的缺陷反应方程式。【解】首先以正离子为基准，Na+离子占据Y3+位置，该位置带有2个单位负电荷，同时，引入的1个F－离子位于基质晶体中F－离子的位置上。按照位置关系，基质YF3中正负离子格点数之比为1/3，现在只引入了1个F－离子，所以还有2个F－离子位置空着。反应方程式为：可以验证该方程式符合上述3个原则。 ????再以负离子为基准，假设引入3个F－离子位于基质中的F－离子位置上，与此同时，引入了3个Na+离子。根据基质晶体中的位置关系，只能有1个Na+离子占据Y3+离子位置，其余2个Na+位于晶格间隙，方程式为：

????此方程亦满足上述3个原则。当然，也可以写出其他形式的缺陷反应方程式，但上述2个方程所代表的缺陷是最可能出现的。【例3-4】写出CaCl2加入KCl中的缺陷反应方程式。【解】以正离子为基准，缺陷反应方程式为： ????以负离子为基准，则缺陷反应方程式为： ????这也是2个典型的缺陷反应方程式，与后边将要介绍的固溶体类型相对应。【提示】通过上述2个实例，可以得出2条基本规律： ????（1）低价正离子占据高价正离子位置时，该位置带有负电荷。为了保持电中性，会产生负离子空位或间隙正离子。 ????（2）高价正离子占据低价正离子位置时，该位置带有正电荷。为了保持电中性，会产生正离子空位或间隙负离子。【例3-5】 TiO2在还原气氛下失去部分氧，生成非化学计量化合物TiO2-x，写出缺陷反应方程式。【解】非化学计量缺陷的形成与浓度取决于气氛性质及其分压大小，即在一定气氛性质和压力下到达平衡。该过程的缺陷反应可用或方程式表示，晶体中的氧以电中性的氧分子的形式从TiO2中逸出，同时在晶体中产生带正电荷的氧空位和与其符号相反的带负电荷的来保持电中性，方程两边总有效电荷都等于零。可以看成是Ti4+被还原为Ti3+，三价Ti占据了四价Ti的位置，因而带一个单位有效负电荷。而二个Ti3+替代了二个Ti4+，

SRe石英晶体振汤器介绍-Y100520

石英晶體振盪器介紹
Prepared by :Alan Yang
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Index
1)石英晶片(Quartz)振盪原理 2)Crystal & Oscillator 種類與構造 3)基本波與倍頻 (Fundamental & 3rd Overtone) 4)Crystal / Oscillator 種類與應用 5)Crystal & Oscillator 參數解析 6)振盪迴路搭配分析 7)Q & A
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1) 石英晶片(Quartz)振盪原理
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石英晶體
? 石英是由矽原子和氧原子組合而成的二氧化矽（Silicon Dioxide, SiO2），以六角柱形式的單結晶結構存在。(如附圖) ? 由於石英本身具有壓電效應特性，石英晶體振盪器就是利用此特性製成。 ? 運用壓電效應可使石英產生振盪，廣泛的運用在電腦、手機等通訊產品及時鐘等等產品上。
Crystallized quartz material
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石英晶體的壓電特性
? 正壓電效應 ? 當機械應力加入於一壓電材料時，材料的兩端會伴隨著產生一個與應力大小成比例的電荷(或電壓) ; 當應力方向相反時，電荷的極性(亦即壓電的極性)也隨之逆反。
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石英晶體的壓電特性
? 逆壓電效應 ? 當一電位加在晶片表面時, 它就會產生變形或振動現象，掌握這種振動現象，並控制其發生頻率的快慢，以及精確程度，就是水晶震盪器的設計與應用原理。
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高中化学选修五——有机化学基础入门(知识点总结)

有机化学基础入门一、有机物概述 1．概念：有机化合物简称有机物，是指含碳的化合物，除CO、CO2、碳酸盐等之外。 2．特点：①一般不溶于水，易溶于有机物； ②熔沸点较低，易气化； ③一般可燃； ④一般为非电解质，故其水溶液一般不导电； ⑤有机反应速率小，副反应多，故化学反应方程式一般用“→”。 3．成键方式：有机化合物中的原子的化学键数必须满足：原子 C H O/S N/P 卤素原子键数 4 1 2 3 1 形成物质时，可以是单键，双键，三键，也可以是链状或者环状，如： 4．表达方式：同一有机物有多种不同的表示方法，其中最常用的为结构简式。表达方式特点实例注意事项分子式/化学式C x H y O z N w C3H8、C10H16O3N2等 ①由分子组成的物质才有分子式，有机物一般都有。②其中O、 N的次序不限。最简式/实验式所有原子最简整数比 C4H8的最简式为CH2； C6H12O6的最简式为 CH2O C3H8的最简式和分子式相同结构式画出所有的键

结构简式能体现结构，但省略了一些键 ①仅．能省略单键，双键、三键均不可省略；②单键中仅横着的键可省略，竖着的键不能省略；③ 碳氢键均可省略；④支链（即竖直方向的键）写在上下左右均可，且无区别键线式用线表示键，省略碳氢原子 ①仅．碳和氢可以省略；②每个转角和端点均表示碳原子，但若端点写出了其它原子，则表示碳原子被取代球棍模型球表示原子，键表示化学键 ①必须符合每种原子的键数；② 球的大小必须与原子半径对应一致比例模型化学键被省略球的大小表示原子的相对大小绝大多数情况下，有机化学方程式中除燃烧用分子式外，其它方程式有机物一律写结构简式。5．同分异构现象：即相同分子式，不同结构的现象。相互间互称为同分异构体。如： 6．取代基与官能团（1）取代基：指有机物去氢后剩余的原子或原子团，它们均是一个有机片段，可以相互连接成有机物。如：

石英晶体基础知识

石英，学名二氧化硅。是自然界分布最广的物质之一。它有五种变体（β石英、α石英、α磷石英、方石英、溶炼石英），其中只有β石英才具有压电效应，当施加压力在晶片表面时 , 它就会产生电气电位 , 相对的当一电位加在芯片表面时 , 它就会产生变形或振动现象 , 掌握这种振动现象 , 控制其发生频率的快慢 , 以及精确程度 , 就是水晶震荡器的设计与应用。石英晶体的化学性质极为稳定，常温下不溶于盐酸、硝酸、硫酸等水和酸，只溶于氢氟酸。在加热时石英晶体能溶于碱溶液，这个特点成为人造水晶的基础。因此现在一般采用氟化氢氨对石英晶体进行腐蚀。石英晶体的理想外型见图 1-1 ，从图中可以看出，石英晶体存在左旋与右旋之分，左、右旋晶体为镜像对称。石英晶体的理想外型总共有三十个晶面，共分五组，每组六个，即：六个 M 面（柱面），六个 R 面（大棱面），六个 r （小棱面），六个 S 面和六个 X 面，这些晶面间的夹角见表 1-1 。实际上理想的外型是很难见到的，尤其是人工培育的水晶，由于籽晶的切割方位及外型不同使我们看到的形状与上图大不相同，甚至面目全非，各种结晶面不易辨认。水晶常见的缺陷有：双晶、包裹体、裂隙、炸裂、贝裂等

如果把交变电压施加于石英晶片两个电极之间，当交变电压的频率与石英晶片固有振动频率一致时，通过逆压电效应，晶片便产生机械振动。同时又通过正压电效应而输出电信号。一般石英晶体谐振器的频率范围可以从数百赫兹到几百兆赫兹。 ?等效电路如图 1-2 ： ?工作原理：晶体振荡器电路有反馈型和负阻性两种，通常用反馈型振荡电路，其工作原理如图 1-3 ： ?主要技术要求主要内容包括：工作频率、输出电平和输出阻抗、频率准确度、频率稳定度、老化率、频率微调范围、压控特性、开机特性、功率消耗。 1 ）谐振特性通过晶片的电流 I 随外加讯号频率 f 而改变，当 F=fm 时，电流有最大值 Im ，这时谐振器阻抗最小。当 f=fa 时，电流最小值为 In ，这时谐振器阻抗最大。当谐振器机械损耗很小时， fm 、 fa 与谐振 fr 及反谐振频率 fa 近似相等。一般石英谐振器 fm 和 fa 可近似地看做谐振频率和反谐振频率。在谐振频率附近，石英晶体谐振器和由 LC 组成的串联电路的谐振特性是完全相同的。图 1-4 石英谐振器的谐振特性 2 ）频率温度特性石英晶体谐振器和频率随温度变化的关系称做频率温度特性。图 1-5 是厚度曲变 AT 型切割频率温度特性曲线 , 从其切割角度之参数曲线图可看出 , AT 切割频率温度特性曲线 , 类似于一元三次方程式的曲线 , 显示在特定的温度范围内 , 有很好的频率稳定特性 . 是目前水晶振荡器最常使用的切割型式

浅谈粗晶材料及其超声检测技术

浅谈粗晶材料及其超声检测技术安东石油技术（集团）有限公司陈先富 [摘要]本文介绍了几种常见粗晶材料的组织结构特点，理论上分析了粗晶材料晶粒度对超声检测的影响，总结了粗晶材料的现有超声检测方法。超声检测是常规无损检测方法之一。与其他方法相比，超声检测具有灵敏度高、穿透力强、指向性好、检测速度快、成本低等优点，因此在机械制造、冶金、航空航天、石油化工、铁路运输等众多工业领域中得到了广泛应用。然而，当被检测材料的微观结构（如钢中的晶粒和铸铁中的石墨片）较大时，会造成严重的材料噪声和声波衰减，致使超声检测的高灵敏度、强穿透力等优越性严重下降。因此，提高强散射材料缺陷检出能力和信噪比是无损检测领域中的重要研究课题。粗晶材料是超声探伤中经常遇到的强散射材料，其对超声检测能力的影响是由材料本身组织特点决定的。 1．几种常见粗晶材料 ⑴奥氏体不锈钢工业生产中，通过向钢中添加镍、锰、氮等奥氏体化合金元素，抑制奥氏体转化温度，使常温下奥氏体相呈稳定状态，以获得奥氏体不锈钢。奥氏体钢冷却时不经过相变，常温下的晶粒就是高温时的粗大奥氏体晶粒。这使奥氏体不锈钢对超声的散射很大，散射信号作为噪声，在探伤仪屏幕上呈现草状回波，同时散射使衰减增大，缺陷信号强度大大降低。另外，奥氏体钢的热处理（如固溶处理）并不能改变其奥氏体组织，无法细化晶粒。因此，奥氏体不锈钢铸件都是粗晶粒的，很难进行超声探伤[1]。 ⑵灰铸铁灰铸铁中含碳量高（大于2.11%），材料内部含有大量片状石墨。若进行超声检测，这些片状石墨和粗大晶粒会造成非常显著的散射回波和信号衰减，因此，通常灰铸铁件很难采用超声探伤[2]。 ⑶粗晶钛合金相比粗晶奥氏体不锈钢和铸铁件，粗晶钛合金的晶粒要细些，晶粒度通常要小几个级别。但由于钛合金往往用在飞机发动机等重要部件中，要求检出缺陷的尺寸小，对超声检测的灵敏度要求很高。可以看出：粗晶材料所含晶粒是影响超声检测的主要因素。 2．材料晶粒度对超声检测的影响材料晶粒度对超声检测的影响表现在散射和衰减两个方面。超声无损检测对象，通常是多晶体金属材料，其内部由大量随机分布的晶粒和晶界间夹杂物组成。超声信号进入材料内部，会在各种界面发生散射。超声波散射与材料晶粒平均直径有关,当晶粒平均直径-d与波长λ的比值小于0.1时，散射现象微弱，对超声检测不会造成大的影响；而当比值大于0.1时，散射现象将显著增强，超声检测的信噪比降低灵敏度下降。另外,超声波的散射还与材料各向异性程度、超声波频率等因素有关。在瑞利散射区，散射系数

晶体结构及缺陷

晶体结构与晶体中的缺陷 17、Li 2O 的结构是O2-作面心立方堆积，Li +占据所有四面体空隙位置，氧离子半径为0.132nm 。求： (1)计算负离子彼此接触时，四面体空隙所能容纳的最大阳离子半径，并与书末附表Li +半径比较，说明此时O 2-能否互相接触。 (2)根据离子半径数据求晶胞参数。 (3)求Li 2O 的密度。解：（1）如图2-2是一个四面体空隙，O 为四面体中心位置。 -++=r r AO ，-=r BC 2， -=r CE 3， 3/323/2-==r CE CG 3/62-=r AG ， OGC ?∽EFC ?，CF EF CG OG //=，6/6/-=?=r CG CF EF OG 2/6-=-=r OG AG AO ，301.0)12/6(=-=-=--+r r AO r 查表知Li r + +=0.68>0.301，∴O 2-不能互相接触；（2）体对角线=a 3=4(r ++r -)，a=4.665；（3）ρ=m/V=1.963g/cm 3 图2-2 四面体空隙 28、下列硅酸盐矿物各属何种结构类型： Mg 2[SiO 4]，K[AISi 3O 8]，CaMg[Si 2O 6]， Mg 3[Si 4O 10](OH)2，Ca 2Al[AlSiO 7]。解：岛状；架状；单链；层状（复网）；组群（双四面体）。 23、石棉矿如透闪石Ca 2Mg 5[Si 4O 11](OH)2具有纤维状结晶习性，而滑石Mg 2[Si 4O 10](OH)2却具有片状结晶习性，试解释之。解：透闪石双链结构，链内的Si-O 键要比链5的Ca-O 、Mg-O 键强很多，所以很容易沿链间结合力较弱处劈裂成为纤维状；滑石复网层结构，复网层由两个 [SiO4]层和中间的水镁石层结构构成，复网层与复网层之间靠教弱的分之间作用力联系，因分子间力弱，所以易沿分子间力联系处解理成片状。 24、石墨、滑石和高岭石具有层状结构，说明它们结构的区别及由此引起的性质上的差异。

课题：有机化学基础--概述

课题：有机化学基础知识－概述课型：课时：上课时间：学习目标： 1、了解有机化学的发展简史和有机物的来源 2、了解有机物的特性及分类重、难点： 1、有机物与无机物的区别学习过程：课前检测： 1、写出下列物质的化学式：碳酸：碳酸氢铵：学习新课 [自学反馈]预习P197-199第一节内容，了解有机化学的发展简史、有机物的来源、有机物的特性及分类一、有机化合物 1、1828年，德国化学家制备时得到一种晶体，与分子式相同，摈弃了“生命力论”。 2、有机化合物是含的化合物。有机化学是的化学二、有机化合物的特性 1、 2、 3、 4、 5、三、有机化合物的分类

四、有机物的来源 1、 2、 3、自学反馈： 1、下列物质不属于有机物的是( ) A、氰化钠(NaCN) B、醋酸(CH3COOH) C、乙炔(C2H2) D、碳化硅(SiC) 2、下列常见物质的主要成分不是有机物的是（） A、塑胶跑道 B、面包 C、植物油 D、水泥 3、当前在人类已知的化合物中，品种最多的是( ) A、Ⅴ族 B、ⅢB族 C、过渡元素 D、ⅣA族 4、NH4CNO与尿素的关系是（） A、同种物质 B、同分异构体 C、同素异形体 D、同位素 E、同系物 5、上海环保部门为了使城市生活垃圾得到合理利用，近年来逐步实施了生活垃圾分类投放的办法。其中塑料袋、废纸、旧橡胶制品等属于（） A、无机物 B、有机物 C、盐类 D、非金属单质 6、有机物的特性思考与讨论 1、有机物与无机物有无界限？ 2、确定有机物的元素组成我们通常采用法，由此我们可以确定有机物的式（实验式）网络课堂：有机化学的应用三大合成材料广泛应用于生活的方方面面，它们是_______、____________、__________。人类的衣食住行离不开有机物，天然有机物：如_______、_________、__________、______、__________等。具有特殊功能有机物的合成和使用改变了人们的生活习惯，提高了人类的生活质量。有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要作用。生命体中许多物质都是有机物，如细胞中存在的糖类、脂肪、氨基酸、蛋白质和核酸等，都是有机物。药物中大多数是有机化合物，在帮助人们战胜疾病，延长寿命的过程中发挥着重要的作用。 ____________________成为人类文明进步的重要标志，_______技术的发展对人类的未来产生更直接、更深远的影响。世界是第一次用人工合成的蛋白质()于1965年在______(国家)诞生。