试谈工程材料中的原子排列
原子排布规律探讨及晶体材料应用解析
原子排布规律探讨及晶体材料应用解析在固体材料中，原子之间的排布规律对材料的性质和应用具有重要影响。
通过研究原子之间的排布规律，可以深入了解晶体结构和材料的性能，为材料设计和应用提供理论基础。
本文将从原子排布规律的探讨出发，结合晶体材料的应用解析，着重阐述这一领域的重要性和研究进展。
在固体材料中，原子呈现出有序排列的结构，形成了晶体。
晶体的排布规律与材料的性质密切相关。
早在19世纪，布拉维斯基通过x射线衍射的研究，揭示了晶体的周期性结构。
他提出了布拉维斯基格点和晶格的概念，奠定了固体材料研究的基础。
原子的排布规律是晶体结构的基础。
布拉维斯基格点描述了原子在晶体中的位置，晶格则定义了晶体的周期性结构。
不同的晶体结构由于原子之间的排布规律不同，其性质也大相径庭。
例如，面心立方结构具有较高的密堆积度和较好的塑性，因此常用于制备金属材料。
而钻石结构则由于碳原子之间的共价键结合，具有良好的硬度和导电性能，被广泛应用于切割工具和半导体领域。
近年来，随着计算机能力的提高和先进的实验技术的发展，研究人员在原子排布规律方面取得了一系列重要的进展。
通过分子动力学模拟和密度泛函理论计算，研究人员可以预测材料的晶体结构和性能。
例如，通过对原子排布规律的研究，提出了一种新型的晶体材料，具有超导性和磁性等优异的性能，有望在能源存储和电子器件等领域得到广泛应用。
晶体材料的应用领域广泛，涵盖了能源、电子、光电、化工等诸多领域。
例如，铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池是一种高效的光伏器件，其性能优良的原因之一就是CIGS晶体结构中原子的有序排布。
另外，金属有机框架材料（MOFs）广泛应用于气体储存、吸附分离和催化等领域，其多孔结构和特殊的原子排布规律使其具有优异的性能。
除了材料的性质和应用外，原子排布规律还对材料的表面和界面性质产生重要影响。
表面和界面是材料与外界相互作用的重要界面。
通过调控原子的排布规律，可以改变表面和界面的化学反应性和能量，从而实现材料的表面修饰和界面优化。
第一章 工程材料中的原子排列---1.2原子的规则排列
1.2.1.5 晶面间距
原子线密度 (最大的方向)称为密排方向。简单立方 密排方 向为<100>，体心立方密排方向为<111>，面心立方密排方 向为<110>。 沿密排方向，晶体滑移越容易。
1.2.2 晶体结构及其几何特征 1.2.2.1 金属中常见的晶体结构
体心立方bcc
晶体结构：由实际原子、离子、分子或各种原子集团，按 一定几何规律排列的具体方式。
空间点阵：将构成晶体的实际质点（原子、离子、分子或 原子集团）的体积忽略，抽象为纯粹的几何点，称之为阵 点或结点。阵点在三维空间呈规则排列，每个阵点周围都 具有相同的环境，称为空间点阵。
阵点 晶格 晶胞
1.2.1.2 晶体结构和空间点阵
2
面指数）。
1.2.1.4 晶向指数与晶面指数
（1） 晶向指数的确定步骤： 1)以晶胞的某一阵点O为原点，过原点O的晶轴为坐标轴x, y , z （右旋 ）, 以晶胞棱边的长度a, b, c为坐标轴的长度单位。 2)过原点O作一直线OP，使其平行 于待定晶向。 3)在直线OP上选取距原点O最近的 一个阵点P，确定P点的3个坐标值。 4)将这3个坐标值化为最小整数u， v，w，加以方括号，[u v w]即为 待定晶向的晶向指数。如果其中某 一数为负值，则将负号标注在该数 的上方。
说明：
（1）一个晶向指数所代表的不仅是某一晶向，而是代表着一 组相互平行、位向相同的晶向。 （2）如果晶向指数相同而正负号相反，则这两组晶向互相平 行，但方向相反。 （3）原子排列相同但空间位向不同的所有晶向称为晶向族， 以<u v w>表示。
（2）晶面指数 晶面指数标定步骤如下： 1) 以晶胞的某一阵点O为原点（不在待定晶面上），过原点O 的晶轴为坐标轴x, y , z, 以晶胞棱边的长度a, b, c作为坐标轴 的长度单位； 2)求得待定晶面在三个坐标轴上的 截距，若该晶面与某轴平行，则在 此轴上截距为无穷大；若该晶面与 某轴负方向相截，则在此轴上截距 为一负值x，y，z ； 3)取各截距的倒数1/x，1/y，1/z ； 4)将三倒数化为互质的整数比，并 加上圆括号，即表示该晶面的指数， 记为( h k l )。
原子排布式知识点总结
原子排布式知识点总结1. 原子的基本结构原子由原子核和围绕核运动的电子组成。
原子核由质子和中子组成，而电子则围绕原子核运动。
原子核带正电，电子带负电，原子的整体电荷是中性的。
2. 原子的排布式原子的排布式是指原子在晶体中的位置排列关系，主要包括周期性排列和非周期性排列两种形式。
3. 周期性排列在晶体中，原子的位置和结构具有周期性，这种周期性称为晶体结构，是晶体特有的性质。
常见的周期性排列有立方晶系、四方晶系、六方晶系等。
4. 非周期性排列非周期性排列指的是在一定区域内，原子的分布是无规律的，不具备周期性规律。
这种排列形式也在一些物质中存在，比如非晶体材料。
5. 晶体结构晶体结构是指原子的排布式在空间中的三维分布规律。
晶体结构有多种类型，包括简单晶格、复杂晶格、密堆积结构等。
6. 简单晶格简单晶格是指在三维空间中，原子依照一定规则排列在各个晶格点上，这种排列形式称为简单晶格结构。
7. 复杂晶格复杂晶格是指由多种不同原子组成的晶格结构，这种结构比较复杂，常见的有闪锌矿结构、蓝晶石结构等。
8. 密堆积结构密堆积结构是指原子以一定的方式堆积在晶格点上，形成一种密集的排布形式，这种结构在金属材料中比较常见。
9. 晶体的性质晶体的结构决定了其性质，有些晶体具有良好的机械性能，有些晶体具有优异的导电性能，有些晶体具有较强的磁性等。
10. 晶体的应用晶体在材料科学、电子学、光学等领域有着广泛的应用，比如半导体材料、光学材料、磁性材料等都与晶体有着密切的联系。
总的来说，原子的排布式是物质中非常重要的一部分，它决定了物质的性质和行为。
通过对原子排布式的研究和了解，可以更好地理解物质的本质和特性，为材料科学和工程技术的发展提供重要的理论基础。
希望以上的知识点总结对大家有所帮助。
工程材料中的原子排列
© 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™
1.1.1.5 氢键
它是一种特殊的分子间作用力。它是由氢原子同时与
1.1.2 材料的分类
1.1.2.1 材料按化学组成（或基本组成）分类 1.1.2.2 根据材料的性能分类 1.1.2.3 材料按服役的领域来分类
高聚物的种类繁多，性能各异，其分类的方法多种多样。 按高分子材料来源分为天高聚物分为橡胶、纤维、塑料和胶
粘剂等。
4. 复合材料
复合材料是由两种或两种以上化学性质或组织结构不同的 材料组合而成。复合材料是多相材料，主要包括基本相和增 强相。基体相是一种连续相材料，它把改善性能的增强相材 料固结成一体，并起传递应力的作用；增强相起承受应力 （结构复合材料）和显示功能（功能复合材料）的作用。复
1.1.2.4 材料按结晶状态分类
按物理性质可分为：导电材料、绝缘材料、半
导体材料、磁性材料、透光材料、高强度材料、
高温材料、超硬材料等。
按物理效应分为：压电材料、热电材料、铁电
材料、非线性光学材料、磁光材料、电光材料、 声光材料、激光材料等。
按用途分为：电子材料、电工材料、光学材料、
晶向指数的意义：
立方晶格中几个重要的晶向
2. 晶面指数
晶面指数标定步骤如下： （1）在点阵中设定参考坐标系（原点不在待定晶面上），设 置方法与确定晶向指数时相同； （2）求得待定晶面在三个晶轴上的截距，若该晶面与某轴 平行，则在此轴上截距为无穷大；若该晶面与某轴负方向相截， 则在此轴上截距为一负值； （3）取各截距的倒数； （4）将三倒数化为互质的整数比，并加上圆括号，即表示该 晶面的指数，记为(hkl)。 晶面族：在晶体内晶面间距和晶面上原子的分布完全相同， 只是空间位向不同的所有晶面，以{hkl}表示，它代表由对称性 相联系的若干组等效晶面的总和。 遇到负指数，“-”号放在该指数的上方。
1-1 工程材料中的原子排列
数学抽象 空间点阵
提取 法则
七 大 晶 系
法则
有代表性的、基本的单元 晶胞
2. 金属晶体结构
面心立方
金属晶体结构
体心立方 密排六方
晶 胞 原 子 数
点 阵 常 数
配 位 数
致 密 度 八 面 体 间 隙
间
隙 四 面 体 间 隙 密 排 面 密 排 方 向
堆 垛 方 式 堆 垛 方 向 堆 垛 次 序
3. 陶瓷晶体结构
陶瓷晶体结构
离子晶体结构 规 则 三 条 种 类 六 种 共价晶体结构 种 类 三 种
三、不规则排列
缺陷 点缺陷 线缺陷 面缺陷
空
间 隙 原
位
子
溶 质 、 杂 质 原 子
刃 位 错
螺 位 错
混 合 位 错
晶 界
相 界
孪 晶 界
小 角 晶 界
大 角 晶 界
共 格
半 共 格
非 共 格
一、原子键合
原子结构
决定
完 晶 体
影响
整
原子性质
影响
原子键合
分类
原子排列 非晶体
不完整
一次键 离 子 键 共 价 键 金 属 键
二次键 分 子 键 氢 键 多重性
二、规则排列
1. 晶体学基础
金 属 晶 体 结 构 陶 瓷 晶 体 结 构 原子的具体排列方式 布 拉 菲 点 阵 （ 14 种 ）
直接表达 无 限 多 种 晶体结构
3. 面缺陷
☻ 小角度晶界 —— 种类（模型）、特点 ☻ 大角度晶界 —— 特点（模型） ☻ 孪晶界 ☻ 相界 ☻ 界面能 ☻ 晶界特点（六点）
位错交互作用 位错与位错间 平行 —— 同号相斥、异号相吸
第一章 工程材料中的原子排列1-1
IVA族的Si、Ge、Sn 共价键为主，金属键为辅 ——显部分金属性 过渡族的W、Mo 金属键为主，共价键为辅 ——显部分非金属性 陶瓷材料 —————————— 共价键＋离子键
31
共价键＋金属键
金属学
键合多重性
2. 两种或多种键合独立存在 气体 ——分子内为共价键，分子间为分子键 高分子材料 ——分子内为共价键，分子间为分子键或氢键 石墨 ——层内片共价键，层片间为分子键 3. 复合材料 ——兼有上述两种情况
色散力与分子极化率有关。α大,色散力大。 40
金属学
金属键
1. 金属正离子于自由 电子相互吸引。 2. 键合较强，无方向 性。 3. 熔点、硬度有高有 低，导热导电性好。 4. Fe、Al、W、Hg
17
金属学
键合种类（Bonding type with other atom）
二次键 不依靠电子的转移或共享， 靠原子间的偶极吸引力结合
包括
分子键
1. 分子或分子团显弱电性，相 互吸引。 2. 键合很弱，无方向性。 3. 熔点、硬度低，不导电，导 热性差。 4. 塑料、石蜡
© 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™
29
金属学
五、氢键（Hydrogen bonding）
水分子之间的氢键
甲酸之间的氢键
H C
O H O C H O H O
30
金属学
键合多重性
——有主有次、多种共存
1. 实际材料以一种键合为主，辅以其它键合
37
金属学
一 金属材料
黑色金属
钢：
① 按成分: 碳素钢 钢 铸铁： 合金钢 ①灰铸铁 ② 按品质: 普通钢 铸铁 ②可锻铸铁 ③球墨铸铁 优质钢 ④蠕墨铸铁 高级优质钢； 有色金属 ⑤特殊性能铸铁 ③ 按冶炼法: 平炉钢、 轻金属(密度﹤5) 转炉钢、 Al、Mg 重金属(密度﹥5) 电炉钢 Pb、Sb ④ 按用途: 贵金属 Pt、Au 稀有金属 W 结构钢 工具钢 特殊钢 专用钢。
工程材料中的原子排列
工程材料中的原子排列本章介绍了决定材料性能的两个根本性问题：原子间的结合键和晶体结构。
原子结合成分子或固体时，原子间产生的相互作用力，称为结合键。
根据电子围绕原子的分布方式不同，可将结合键分为5类：离子键、共价键、金属键、分子键及氢键。
重点讨论了前四种键的特性及他们和材料性能间的关系。
根据结合键的不同，我们通常把工程材料分为金属材料、高分子（聚合物）材料及陶瓷材料3类。
除结合键外，晶体结构是决定材料性能的又一根本性问题。
在晶体材料的理想状态中，原子有着规则性的排列。
因此，首先建立了晶体结构与空间点阵、晶格、晶胞等概念；并讨论了晶体中晶面和晶向的概念及其表示方法；指出了金属中常见的bcc，fcc，hcp三种典型的晶格类型，陶瓷中常见的氯化钠型结构和金刚石型结构。
但是，实际晶体中的结构远远不是理想的，而是存在好多类型不同的缺陷，尽管这些缺陷很少，可能在1010个原子中只有1个脱离其平衡位置，但这些缺陷极为重要。
按照几何特征，晶体中的缺陷可分为点缺陷（包括空位和间隙原子）、线缺陷（错位）和面缺陷（包括晶界、亚晶界等）。
点缺陷是热力学上一种稳定的缺陷。
任何温度下，都有一定浓度的点缺陷存在；但过饱和的点缺陷，可使材料的屈服强度升高。
点缺陷是扩散及与扩散有关的塑性形变、化学热处理、相变等过程的基础。
位错是晶体缺陷中极为重要的一种缺陷。
主要讨论了错位的特征（分类）、柏氏矢量的性质、作用在位错上的力及位错的运动、位错周围的应力场与应变能、位错的增殖、交割等。
对于实际晶格中的位错，以面心立方点阵晶体为例进行了分析。
在面缺陷中，主要是认识晶界的结构和特性，因为晶界对材料的力学、腐蚀、冶金性能等影响很大。
基本要求：.认识材料的3大类别（金属、聚合物、陶瓷）及其分类的基础。
.建立单位晶胞的概念，用以想象原子的空间排列。
.熟悉常见晶体中原子的规则排列形式，特别是bcc，fcc和hcp；还有NaCl结构和金刚石结构。
.掌握晶面、晶向指数的标定方法。
第一章 工程材料中的原子排列-1.1 原子键合
1.1.1.4 分子键(范德瓦尔斯力)
例如： 聚氯乙烯（加成聚合反应） 氯乙烯（C2H3Cl）
分子链见书上图1-4 聚合物（塑料、橡胶）通常链内是共价健，而链 与链之间是范德瓦尔键。由于范德瓦尔键很弱，所以 在外力作用下易滑动变形，其熔点、硬度也很低。
1.2.5 氢键
HF
H2O
© 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™
3）晶体中的缺陷。
第一章 工程材料中的原子排列
内容： 1 结合键 2 晶体结构 3 晶体缺陷
1.1 原子键合
结合键（结合力）：原子（离子或分子）之间的相 互作用力。 化学键：金属键、 共价键、 离子键 物理键：分子键、 氢键
1.1 原子键合
1பைடு நூலகம்原子结构
© 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™
金属陶瓷：金属粉末与陶瓷粉末烧结材料。各种硬质合金 Co-WC、Co-TiC。
1.1.2 工程材料的分类 高分子材料是以高分子化合物为基的一类材料的总称， 高分子化合物简称高分子或大分子，又称聚合物或高聚物。 天然高分子材料：是自然界中广泛存在的，各种各样的 天然茅草、木、竹、油漆、橡胶、石棉及动物、人类体内的 蛋白质、核酸、淀粉、纤维素等。 人工合成高分子材料：合成塑料、合成橡胶、尼龙、日 用化妆品。
2）在离子晶体中很难产生可以自由运动的电子，因此， 离子晶体都是良好的绝缘体。
1.1.1.4 分子键(范德瓦尔斯力) 原子状态形成稳定电子壳层的惰性气体元素Ne、Ar、 Kr、Xe，在低温下可结合为固体。原子间即以分子键结合。
许多物质其分子具有极性。分子的一部分往往带正电荷， 而另一部分往往带负电荷，一个分子的正电荷部位和另一分 子的负电荷部位间，以微弱静电力相吸引，使之结合在一 起．称为范德瓦尔键也叫分子键。聚合物中最常见。
原子的规则排列完美版资料
• 能够反映晶格特征的最小几何单元叫晶胞。 通常取一个最小的平行六面体作晶胞，称 为点阵晶胞，也叫做物理学原胞，其特点 是一个点阵晶胞只含一个基元。
• 选取点阵晶胞的一个角点为原点，3条棱边为坐标 轴(称为晶轴)，则晶胞形状和大小可用3条棱边的
• 为了同时反映晶体的空间对称性，结晶学中常取 立方：a=b=c, α=β=γ=90º
由结点组成的任意平面都代表晶体的原子平面，称为晶面。
点阵晶胞的几倍作为最小几何单元，称为结构晶 菱方：a=b=c, α=β=γ≠90º
其微观特点是周期性和对称性； 穿过两个以上晶格结点的任意直线都代表晶体中一个原子列的空间位向，称为晶向；
由阵点在三维空间排列成的阵列叫空间点阵space lattice。 穿过两个以上晶格结点的任意直线都代表晶体中一个原子列的空间位向，称为晶向；
4 将坐标比化为简单整数比：x:y:z=u:v:w，把所得最小整数组(没有公倍数)加上方括号即为AB晶向的晶向指数[uvw]。 选取点阵晶胞的一个角点为原点，3条棱边为坐标轴(称为晶轴)，则晶胞形状和大小可用3条棱边的长度a,b,c(称点阵常数)和晶轴之间的 夹角α,β,γ共6个参数来表达。 菱方：a=b=c, α=β=γ≠90º
• 3 选取OP上离原点最近的结点坐标(x,y,z)。
• 4 将坐标比化为简单整数比：x:y:z=u:v:w， 把所得最小整数组(没有公倍数)加上方括号 即为AB晶向的晶向指数[uvw]。若其中某 数为负，则将负号标于该数上方(如[uvw])。
空间点阵与晶系
• 三斜：a≠b≠c, α≠β≠γ≠90º • 单斜：a≠b≠c, α=β=90º≠γ • 正交：a≠b≠c, α=β=γ=90º • 六方：a=b≠c, α=β=90º, γ=120º • 菱方：a=b=c, α=β=γ≠90º • 正方：a=b≠c, α=β=γ=90º • 立方：a=b=c, α=β=γ=90º
第一章 工程材料中的原子排列1
晶体的特征 （1）周期性（不论沿晶体的哪个方向看去，总是相隔一 定的距离就出现相同的原子或原子集团。这个距离称为周 期 ）液体和气体都是非晶体。 （2）有固定的凝固点和熔点 （3）各向异性（沿着晶体的不同方向所测得的性能通常 是不同的 ：晶体的导电性、导热性、热膨胀性、弹性、强 度、光学性质 ）。
4、晶向指数和晶面指数
➢ 为了能明确的、定量的表示晶格中任意两原子间连线 的方向或任意一个原子面。
➢ 为了能方便地使用数学方法处理晶体学问题。
➢ 晶向：晶体中原子的位置、原子列的方向 ➢ 晶面：原子构成的平面 ➢ Miller（密勒）指数统一标定晶向指数和晶
面指数
（1）晶向指数
➢ 1)以晶胞的某一阵点O为原点，过原点O的晶轴为 坐标轴x, y, z, 以晶胞点阵矢量的长度作为坐标轴 的长度单位。
例： z
[111]
o
y
x
X 轴坐标 —— 1 Y 轴坐标 —— 1 Z 轴坐标 —— 1
[ 1 1]1
z
课堂练习：
[1 10]
o
y
z
[100]
绘出[100]、[1 10] 晶向 绘出[231]、[321] 晶向
[231]
[2 1 1] 33
o2 3x[231]1y
3
1
[231]
z y x
[100]
左图 NaCl离子晶体 上图 离子键材料导电性
（3）离子晶体的特点 离子键很强，故有较高熔点，固体下不导电，熔融时才 导电。 离子间发生相对位移，电平衡破坏，离子键破坏，脆性 材料。 较高熔点（正、负离子间有很强的电的吸引力 ）
3.金属键 （1）金属键的定义 由金属正离子和自由电子之间互相作用而结合称为金属 键。 金属键的经典模型有两种：一种认为金属原子全部离子 化；一种认为金属键包括中性原子间的共价键及正离子与 自由电子间的静电引力的复杂结合。 （2）金属键的特点 金属键无方向性，金属键无饱和性，具有高对称性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
核外电子云达到
§1.1虑子键合
□价介晶体
■"箕价键：2二个或多个虫负性差不大的原子间通过共用电子对而形成的键合方式。
特点:1■共价键中原子以一定角度邻接f有确定的 方位,即有方向性；
2•与某_原子共价结合的原子数最多为
对于不同的分子，这3种力的贡献不同，通常第三种作用的贡献最大。
□范德瓦耳斯力只有约20千焦/摩尔，比一般化学键能小得多，也没有 方向性和饱和性，所以不算是化学键。但它影响物质的性质，中性分 子和惰性气体原子就是靠范德瓦耳斯力凝聚成液体或固体的。
□电中性的分予有的正电荷和负电荷的中心不重合，叫极性分子：
晶体结构中缺陷的类型及性质等。
§1.1原子键合
□材料处于液态和固态 时9凝聚态■此时, 原子（分子、离子）间 距很近,产生较强的 相互作用力9结合力 或结合键；
§1.1原子键合
□结合键可分为化学键和物理键两类:
合力f结合力较强,也称为一次键f
包括金属键、共价键和离子键。
德瓦尔斯力作用和氢键一多在高分子 材料中。
原子或分子偶极
范德瓦尔斯力的本质
□存在于中性分子或原子之间的一种弱的电性吸引力。
□范德瓦耳斯力可能有3个来源：
❻极性分子的永久偶极矩之间的相互作用。
2一个极性分子使另一个分子极化，产生诱导偶极矩并相互吸引。
3分子中电子的运动产生瞬时偶极矩，它使邻近分子瞬时极化，后者 又反过来增强原来分子的瞬时偶极矩。这种相互耦合产生净生的吸引 作用，称为伦敦力或色散力。
直的分子正电荷和负电荷的中心重合,叫非极性分子，可、、非极桂〃不是 下就又可以看作一人电偶极子了，产生的电场使邻近分子也变的正4荷和负电荷的中心不重合了。
§1-1原子键合
□氢键(Hydrogen bonding)
存在于HF、H2O. NH3和带有・COOH、-OH、
-N H 2原子团的高分子聚合物中的极性分子键。
■氢原子中唯一电子被其它原子所共有（共价键结合）, 裸露的氢原子核将与近邻分子的负端相互吸引今氢桥, 可表示为：X-H-Y
§1.1原子键合
水分子“有稳定的电子 结构”但氢原子单个电子 的特性使H2。具有明显的 极性,氢原子与另一水分 子中的氧原子相互吸引, 在两个水分子的氧原子之 间起桥键作用。
氢键介于化学键与物理键 之间,结合力较范德瓦尔 斯键强,具有饱和性,在 高分子中占重要地位。
范德瓦尔斯sn der WaalszJohannes
Diederikz荷兰物理学家,1837—1923
§ 1・1原子键合
□
■由于金属犍无饱和性和方向性,每个原子可能同更
多的原子相结合并趋于形成低能量的密堆结构；
■当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时不会 使金属犍破坏,故金属具有良好延展性；
■自由电子的存在使金属具有良好的导电和导热性能:
材料科学基础
20
第一章工程材料中的虑子排列
决定材料性质最为本质的内在因素是组成材料 各元素原子结构,原子间相互作用,相互结合,原 子或分子在空间的排列,运动规律,以及原子集合 体的形貌特征。
硅表面硅原子的排列Ti系超导氧化物的二维结构像
第一章工程材料中的虑子排列
本章主要内容:
晶体的特征及其描述方法; 晶体结构的特点； 各种晶体之间的差异；
1.离子键正负离子静电引力较强,结合牢固，故熔点 高、硬度高、热膨胀系数小、脆柱大；
2・很难产生自由运动的电子,是良好的电绝缘体；
3.高温熔融状态时正负离子在外电场作用下可以自由 运动,呈现离子导电性。
§1.1原子键合
□分子键（范德瓦尔斯键Van der waals bonding）■(C. Si. Sn. Ge)f聚合物和无机非金属材料多 为共价键。
结合力大,共价晶体熔点高.质地硬脆.导电能力差。
§1.1原子键合
实质:烽属原子韦匹电的正离子(Cation)耳邊属原子 带奂电的负离子(anion)
特点:以离子而不是以原子为结合单元,要求正负离
子相间排列,且无方向性，无饱和性。 离子晶体性质: