材料化学考试重点整理

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国科大材料化学复习资料

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第二章晶体学终极重点:1、晶体特征,晶体与非晶体区别 2、晶向与晶面指数确定步骤1.晶体的性能特征:均一性,各向异性,自限性,对称性,最小内能性;2.对称操作与对称要素:对称轴,对称面,对称中心,倒转轴;3.晶向指数与晶面指数:确定步骤;4.球体的堆积:六方,面心立方,体心立方5.鲍林规则;6.各种典型晶体构型;7.硅酸盐晶体结构与实例:岛状,链状,层状,架状;8.同质多晶现象:可逆转变,不可逆转变,重建型转变,位移型转变。

1.晶体的性能特征:均一性,各向异性,自限性,对称性,最小内能性(1)晶体的基本特征晶体的性能特征结晶均一性:在晶体内部任意部位上具有相同的性质;各向异性:在晶体不同方向上表现出的性质差异;自限性:能够自发形成封闭的凸几何多面体外形的特性;对称性:晶体中的相同部分(晶面,晶棱,等等)以及晶体的性质能够在不同方向或位置上有规律地重复;最小内能性:在相同的热力学条件下,晶体与同组成的气体、液体及非晶态固体相比具有最小内能,即最为稳定。

(2)对称操作与对称要素:对称操作:使晶体的点阵结构和性质经过一定程序后能够完全复原的几何操作;对称要素:实施对称操作所依赖的几何要素(点,线,面等);1.旋转操作与对称轴:一个晶体如能沿着某一轴线旋转360 / n(n = 1, 2, 3, 4, 6)后使晶体位置完全回复原状,则该晶体具有n 重对称轴;2.反映操作和对称面:一个晶体中如果存在某一个平面,使平面两边进行反映操作,而令晶体复原,则这个平面称为对称面;3.反演操作和对称中心:一个晶体中央在某一个几何点,使晶体外形所有晶面上各点通过该几何点延伸到相反方向相等距离时,能够使晶体复原的操作。

该几何点称为对称中心。

4.旋转反演操作和对称反轴:旋转之后进行反演使晶体复原的操作;只有4¯是新的独立对称要素。

(3)晶向指数与晶面指数:确定步骤晶向指数: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;过原点O作一直线OP,使其平行于待定晶向;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;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。

材料化学_复习资料

材料化学_复习资料

环境与市政工程学院应用化学专业2012-2013学年第一学期材料化学复习资料一、名词解释(1、固溶体:一个(或几个)组元的原子(化合物)溶入另一个组元的晶格中,而仍保持另一组元的晶格类型的固态晶体。

2、奥氏体:碳溶解在 -Fe中的间隙固溶体3、超塑性现象:金属在某一小的应力状态下,可以延伸十倍甚至是上百倍,既不出现缩颈,也不发生断裂,呈现一种异常的延伸现象。

4、表面效应:表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的减小而大幅度地变化,粒子的表面能及表面张力也随着增加,从而引起纳米粒子性质的变化。

5、置换型固溶体:由溶质原子替代一部分溶剂原子而占据着溶剂晶格某些结点位置所组成的固溶体。

6、填隙型固溶体:溶质质点进入晶体中的间隙位置所形成的固溶体。

7、介电性:在电场作用下,材料表现出的对静电能的储蓄和损耗的性质。

8、居里温度:高于此温度铁电性消失。

9、相图:用几何的方式来描述处于平衡状态下物质的成分、相和外界条件相互关系的示意图。

10、合金:由两种或以上的金属非金属经过熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。

11、复合材料:两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。

12、纳米材料:微观结构至少在一维方向上受纳米尺度调制的各种固体超细材料,或由它们作为基本单元构成的材料13、相:一个系统中,成份、结构相同,性能一致的均匀的组成部分叫做相。

14、材料:具有使其用于机械、结构、设备和产品的性质的物质。

15、材料化学:在分子结构层次上研究材料的合成、制备、理论,以及分子结构和聚集态结构、材料性能之间关系的科学。

16、智能材料:能够随着环境、时间的变化改变自己的性能或状态一类新型功能材料。

17、晶体:晶体是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。

(具有格子构造的固体)18、肖特基缺陷:正常各点上的质点,在热起伏过程中获得能量离开平衡位置迁移到晶体的表面,而在晶体内部正常格点上留下空位。

大一材料化学知识点

大一材料化学知识点

大一材料化学知识点一、材料分类和材料性质1. 金属材料金属材料是由金属元素组成的材料,具有良好的导电性、导热性和可塑性。

常见的金属材料包括铁、铝、铜等。

金属材料在工业生产和建筑领域得到广泛应用。

2. 非金属材料非金属材料主要由非金属元素或化合物组成,具有较差的导电性和导热性。

常见的非金属材料有陶瓷、聚合物和复合材料等。

非金属材料在电子、医疗和环保等领域有重要应用价值。

3. 高分子材料高分子材料是由长链分子组成的材料,具有良好的可塑性和耐磨性。

常见的高分子材料有塑料、橡胶和纤维素等。

高分子材料广泛应用于塑料制品、橡胶制品和纺织品等行业。

4. 纳米材料纳米材料是指具有纳米级尺寸的材料,具有特殊的物理和化学性质。

常见的纳米材料有纳米颗粒、纳米管和纳米线等。

纳米材料在电子、光电和医学等领域发展迅速,具有广阔的应用前景。

二、材料结构和组织1. 晶体结构晶体结构是指材料中原子或离子的排列方式。

晶体结构的种类包括立方晶系、正交晶系和六方晶系等。

不同的晶体结构决定了材料的物理和化学性质。

2. 晶体缺陷晶体缺陷是指晶体中存在的原子或离子排列不完整的区域。

常见的晶体缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷等。

晶体缺陷对材料的强度和导电性能有重要影响。

3. 材料组织材料组织是指材料中各种组成成分的分布和排列方式。

常见的材料组织有均匀组织、层状组织和颗粒组织等。

不同的材料组织决定了材料的宏观性能和微观行为。

三、材料性能1. 机械性能机械性能是指材料在外力作用下的表现。

常见的机械性能包括强度、硬度和韧性等。

不同的材料具有不同的机械性能,适用于不同的工程应用。

2. 热学性能热学性能是指材料在热力学过程中的表现。

常见的热学性能包括热导率、膨胀系数和热稳定性等。

热学性能对材料的加工和使用具有重要的影响。

3. 电学性能电学性能是指材料在电场中的表现。

常见的电学性能包括电导率、介电常数和电阻率等。

不同的材料具有不同的电学性能,适用于不同的电子器件制备。

大学 材料化学 复习要点

大学 材料化学 复习要点

材1.晶体:晶体是指一种内部粒子(原子、分子、离子)或粒子集团在空间按一定规律周期性重复排列而成的固体。

这种晶体结构的周期性是指一定数量和种类的粒子(或粒子集团)在空间排列时,在一定的方向上,相隔一定的距离重复出现的现象。

这些重复的单位在化学组成、空间结构上完全相同。

2.晶体周期性的结构,必然存在着两个重要的因素,即周期性重复的内容和周期性重复的方式。

第一要素称为结构基元,第二要素叫重复周期的大小和方向。

3.点阵:将晶体结构中的每个结构基元抽象成一个点,将这些点按照周期性重复的方式排列,就构成了点阵。

4.一维平移群表示为:T m=m a(m=0,±1,±2,…..)二维平移群:T mn=m a+n b(m=0,±1,±2,…..)三维平移群:T mnp=m a+n b+p c(m=0,±1,±2,…..)5.晶胞:空间格子将晶体结构截成的一个个大小、形状相等,包含等同内容的基本单位。

6.晶胞参数:a,b,c,α,β,γ,且α=∧bc,β=∧ac,γ=∧ab。

7.晶胞所含内容则是指晶胞内原子的种类、数量及它们在晶胞中的位置,可用原子的坐标参数(x,y,z)表示。

一般三个晶轴按右手定则安排。

原子在晶胞中的坐标参数的意义是指由晶胞原点指向原子的矢量用单位矢量表示。

如,晶胞内点P处原子的位置表示为OP=x a+y b+z c。

8.晶面指标:指平面点阵面在三个晶轴上的倒易截数之比。

9.晶体的缺陷:指偏离理想点阵结构的情况。

10.晶体的缺陷按几何形式分为:点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。

11.点缺陷包括空位、杂质原子、间隙原子、错位原子和变价原子等。

12.Frenkel缺陷:任何晶体当处于一定的温度时,有些原子的振动能可能瞬间增大到可以克服其势垒,离开其平衡位置而挤入间隙,形成一对空位和间隙原子,这种方式形成的正离子空位和间隙正离子成为Frenkel缺陷。

化工材料化学高考知识点

化工材料化学高考知识点

化工材料化学高考知识点化工材料化学作为高考化学科目的一部分,是考察学生对化学知识的掌握和应用能力的重要内容之一。

本文将就化工材料化学的几个重要知识点展开探讨,帮助考生更好地理解和应对高考化学考试。

1. 碳的化合物:碳是化工材料化学的基础,掌握碳的化合物是学习化工材料化学的首要任务。

碳的化合物主要分为有机化合物和无机化合物。

有机化合物包括烷烃、烯烃、炔烃、醇、醛、酮、羧酸等,通过研究它们的结构和性质,可以了解到不同的官能团对化合物的影响。

2. 聚合物的制备和性质:聚合物是化工材料化学中的重要部分,主要是通过单体的聚合反应得到大分子化合物。

聚合物的性质直接影响着材料的应用性能,如强度、耐磨性和热稳定性等。

了解聚合物的制备方法和调控性质的手段,对于提高材料性能具有重要意义。

3. 金属材料的应用:金属材料在化工领域中有着广泛的应用。

了解一些常见的金属材料及其特性,如铜、铁、铝等,可以帮助考生更好地理解金属的物理和化学性质,并掌握金属材料的加工和应用技术。

4. 半导体材料:半导体材料在电子器件领域中起着重要的作用。

理解半导体材料的禁带宽度、载流子等概念,以及掌握不同半导体材料的性质和应用,对于理解电子器件的工作原理具有重要意义。

5. 高分子材料:高分子材料广泛应用于化工、医药、材料等领域。

了解高分子材料的制备方法、性质表征和应用技术,例如高分子的合成方法、分子量的测定、热性能的测试等,有助于考生更好地掌握高分子材料的结构与性质的关系。

6. 化工反应原理:化工反应是化工材料化学的核心,需要掌握不同反应类型的原理和条件。

例如,了解有机反应中的加成、消除、取代等反应机制和反应条件,有助于考生对于有机化合物的合成途径和变化过程有更深入的理解。

总之,化工材料化学是一门综合性较强的学科,需要考生掌握较多的知识点,并且能够将这些知识点应用到实际问题中。

通过对碳的化合物、聚合物制备和性质、金属材料应用、半导体材料、高分子材料以及化工反应原理等知识的学习和理解,考生可以更好地应对高考化学试题,提高化学科目的成绩。

材料化学高考知识点必修

材料化学高考知识点必修

材料化学高考知识点必修材料化学是现代化学科学中的一个重要分支,研究的是材料的组成、性质、制备方法以及应用等方面问题。

在高考化学考试中,材料化学是一个重要的考点。

本文将从材料化学的基础知识、主要应用以及前沿研究方向等方面进行介绍。

一、材料化学的基础知识1. 原子与分子结构材料化学的基础是对原子与分子结构的研究。

原子是构成物质的基本单位,由质子、中子和电子组成。

分子是由两个或更多原子结合而成的,根据原子间结合的方式不同,分子可以分为共价分子和离子分子。

2. 化学键与晶体结构化学键是原子之间的力,根据电子的共享或转移程度不同,化学键可以分为共价键、离子键和金属键。

在晶体中,化学键的作用导致了规则的排列形式,形成具有明确晶体结构的物质。

3. 材料的性质与分类材料的性质是材料化学的重要研究内容之一。

根据材料的组成、性质和用途等方面的不同,材料可以分为金属材料、陶瓷材料、聚合物材料和复合材料等。

二、材料化学的主要应用1. 金属材料的应用金属材料具有良好的导电性、导热性和塑性等特点,广泛应用于各个领域。

例如,铁、铝等金属材料被广泛用于制造建筑材料、机械零件和家电等产品。

2. 陶瓷材料的应用陶瓷材料具有优异的耐高温、耐腐蚀性和绝缘性能,被广泛应用于建筑、航空航天和电子等领域。

例如,高铝瓷在航天器上用作热隔热材料。

3. 聚合物材料的应用聚合物材料是由大量重复单元组成的大分子化合物,具有良好的可塑性和耐寒性等特点。

聚合物材料被广泛应用于塑料制品、纺织品和涂料等行业。

4. 复合材料的应用复合材料是由两种或更多种材料组成的,具有优越的性能和多样化的应用。

例如,碳纤维复合材料在航空航天、汽车和体育器材等领域得到了广泛应用。

三、材料化学的前沿研究方向1. 纳米材料研究纳米材料是指具有纳米级尺寸的材料,其表面积大、界面活性高、量子效应显著。

纳米材料具有独特的物理、化学和生物学性质,正在被广泛研究和应用。

2. 可持续材料研究可持续材料是指在生产、使用和废弃过程中对环境影响较小且可回收再利用的材料。

材料化学高中知识点

材料化学高中知识点

材料化学高中知识点材料化学是研究材料的组成、结构、性能及其在应用中的变化规律的学科。

它涉及到材料的合成、加工、性质测试、性能优化等方面的内容。

以下是高中材料化学的主要知识点:1.物质的组成和结构:物质是由原子、分子或离子等基本微粒组成的,不同元素具有不同的原子结构和化学性质,元素的性质通过周期表进行分类。

化合物是由两种或更多元素以确定的比例结合而成的,其组成方式可以用化学式表示。

晶体是一种具有有序排列的微观结构的固体。

2.材料的物理性质:包括密度、硬度、融点、沸点、导电性、导热性等。

这些性质与物质的组成和结构密切相关,可以用于鉴别和分类物质。

3.材料的化学性质:包括与其他物质发生的化学反应,如氧化、还原、水解、酸碱反应等。

化学反应可以通过观察气体的生成、颜色的变化、沉淀的形成等来判断。

4.金属和非金属材料:金属是具有良好的导电性和导热性的材料,常见的金属有铁、铜、铝等。

非金属是不具备这些性质的材料,如氢气、氧气、二氧化硅等。

金属和非金属在化学性质、物理性质等方面有很大的差异。

5.材料的合成方法:包括人工合成和自然合成两种。

人工合成主要通过化学反应进行,常见的方法有溶液法、沉淀法、气相法、电解法等。

自然合成是指通过自然界的物理、化学条件进行的材料的合成过程。

6.材料的改性和调控:通过改变材料的组成、结构和加工工艺,可以改变材料的性能和性质。

常见的改性方法包括合金化、固溶处理、硬化等。

7.材料的性能测试和评价:通过实验方法对材料的物理性质、化学性质、力学性能等进行测试和评价。

常见的测试方法包括拉伸实验、硬度测试、热分析、电化学测试等。

8.新材料的研究与应用:随着科学技术的发展,新材料的研究越来越重要。

新材料具有特殊的性能和性质,可以应用于新能源、环境保护、生物医药等诸多领域。

以上是高中材料化学的一些主要知识点,希望可以对你的学习有所帮助。

材料化学期末复习基础重点

材料化学期末复习基础重点

材料化学期末复习基础重点第八章配合物的结构和性质1配合物的组成形成体配体配位数多齿配体和单齿配体2 配合物的化学式和命名原则3 配合物的价键理论配合物的几何构型内轨配键和外轨配键内轨型配合物和外轨型配合物配位化合物的磁性磁矩与未成对电子之间的关系4 配离子稳定常数及有关计算第十章碱金属和碱土金属元素1 金属单质的性质(金属性强,非常活泼可与许多非金属单质反应。

)2 氢化物的性质受热分解与水反应产生氢气极强的还原剂3 过氧化物含有过氧基的化合物,常见的过氧化钠。

在碱性介质中是强氧化剂,常用作熔矿剂,以使既不溶于水又不溶于酸的矿石被氧化分解为可溶于水的化合物。

与水或稀酸反应与二氧化碳反应放出氧气4 氢氧化物的碱性判断和溶解性变化规律氢氧化物的酸碱性递变规律,用离子势判断。

(不适用于过渡金属)氧化物的酸碱性判断与对应的氢氧化物一致。

5 盐的性质1 晶体类型除Be盐属于共价型晶体外,其余都属于离子晶体。

2 热稳定性各种盐类的热稳定性3 溶解度碱金属、碱土金属离子对应的各种盐类溶解性。

4 镁、钙、钡盐在溶液中的鉴定晶体在水中溶解度相对大小有什么变化规律?对于极化作用很小的离子晶体:小的阳离子与大的阴离子、大的阳离子与小的阴离子组成的离子晶体,溶解度相对较大;小的阳离子和小的阴离子,大的阳离子和大的阴离子组成的离子晶体,溶解度相对较小。

对于极化作用强的离子晶体:离子极化作用越强,在水中溶解度越小。

第十一章卤素和氧族元素卤素1 卤素单质颜色、溶解性,卤素单质(除碘外)有较强的氧化性,与单质反应,与水反应2 卤化氢实验室制备、酸性、还原性3 卤化物的溶解性4 氯的含氧酸及其盐氯的含氧酸、盐的酸性强弱比较:氯的氧化态越高,酸性越强氯的含氧酸、盐的氧化性强弱比较:氯的氧化态越高,氧化性降低解释:氯的氧化态越高,氯原子外层的原子数多,使还原剂不易与氯原子接触,所以高价态的含氧酸氧化性越弱,稳定性越高。

热稳定性比较:氯的氧化态越高,热稳定性增强氧族元素O,S典型的非金属元素,硒和碲是准金属元素。

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第一章1、材料的基本概念材料是人类赖以生存的基础,材料的发展和进步伴随着人类文明发展和进步的全过程。

材料是国民经济建设,国防建设和人民生活不可缺少的重要组成部分,是社会现代化的物质基础与先导。

材料,尤其是新材料的研究、开发与应用反映着一个国家的科学技术与工业水平。

材料特别是新材料与社会现代化及现代文明的关系十分密切,新材料对提高人民生活,增加国家安全,提高工业生产率与经济增长提供了物质基础,因此新材料的发展十分重要。

材料是一切科学技术的物质基础,而各种材料的起点主要来源于材料的化学制备和化学改性。

2、什么是材料科学工程具有物理学、化学、冶金学、金属学、瓷学、计算数学等多学科交叉与结合的特点,并且具有鲜明的工程性。

3、什么是材料化学材料化学在研究开发新材料中的作用,就是用化学理论和方法来研究功能分子以及由功能分子构筑的材料的结构与功能关系,使人们能够设计新型材料,提供的各种化学合成反应和方法使人们可以获得具有所设计结构的材料。

采用新技术和新工艺方法,合成新物质和新材料,通过化学反应实现各组分在原子或分子水平上的相互转换过程。

涉及材料的制备、组成、结构、性质及其应用的一门科学。

材料化学既是材料科学的一个重要分支,也是材料科学的核心容。

同时又是化学学科的一个组成部分,具有明显的交叉学科、边缘学科的性质。

是材料学专业学生的一门重要的专业基础知识课程。

4、材料的分类(1)按照材料的使用性能:可分为结构材料与功能材料两类结构材料的使用性能主要是力学性能;功能材料的使用性能主要是光、电、磁、热、声等功能性能。

(2)以材料所含的化学物质的不同将材料分为四类:金属材料、非金属材料、高分子材料及由此三类材料相互组合而成的复合材料。

第二章1、原子结合---键合两种主要类型的原子键:一次键和二次键。

(1)一次键的三个主要类型:离子键、共价键和金属键。

(一次键都涉及电子的转移,或者是电子的共用。

)一次键通常比二次键强一个数量级以上。

①金属键:自由电子和正离子组成的晶体格子之间的相互作用就是金属键。

没有方向性和饱和性的。

②离子键:包含正电性和负电性两种元素的化合物最通常的键类型为离子键。

阴阳离子的电子云通常都是球形对称的,故离子键没有方向性和饱和性。

③共价键:由两个原子共有最外层电子的键合,使每个原子都达到稳定的饱和电子层。

共价键具有方向性和饱和性。

(2)二次键:德华键(二次键既不涉及电子的转移,也不涉及电子的共用。

)以弱静电吸引的方式使分子或原子团连接在一起的,比前3种键合力要弱得多。

包含色散效应、分子极化、氢键。

①色散效应:对称的分子和惰性气体原子,由于电子运动的结果,有时分子或原子的部会发生电子的偏离而引起瞬时的极化,形成诱导瞬间电偶极子,就会产生很弱的吸引力,这样的吸引力在其它力不存在时能使分子间产生结合。

②分子极化:原子、离子及分子的电荷并不是固定在一定部位上,它们在相互靠近时,电荷会发生偏移,形成永久弱电偶极子。

③氢键:由于分于极化形成的键。

(3)配价键:一种特殊的共价键,两个原子的共用电子对是由其中的一个原子单独供给的。

混合键:化合物中元素间电负性差大时有利于离子键,而电负性差值小时有利于共价键,混合键合可是单个键的中间特性,也可是具有一次和二次两种键型材料中的“混合”键。

确定原子成键类型的重要因素:电负性原子间电负性的差值泡利不相容原理:在每一轨道上只允许存在两个电子,且它们的自旋方向相反。

2、什么叫配位数表征原子在固体中的排列,是每个原子周围的最邻近的原子数目。

配位数是原子堆积在一起的紧密度和有效性的指标。

3、晶体微粒(原子、分子、离子等)在空间按一定的规律呈周期性重复排列组成的固体。

稳定晶体特征:①电荷达到平衡;②按照原子尺寸每个原子键的数目和键的方向最紧密地堆积;③静电排斥力为最小。

4、原子排列等级(1)短程有序:在一个中心原子周围最近邻原子的局部排列。

(材料中原子的特殊排列只延伸至原子的最邻近的区域。

)(2)长程有序:材料在比键长大得多的距离呈现有序。

(特殊原子排列遍及整个材料部)(3)无序:原子随机充满在封闭的空间中。

(氩气等气体中原子是无序的。

)5、原子间距原子的平衡距离,它是斥力和引力之间平衡的结果。

(固体金属中为原子半径;离子化合物中是两种不同离子半径的和)6、晶胞:能保持整个点阵全部特征的点阵单元。

显示了系统所有特征的最小体积。

7、点阵:原子形成有规则的、重复性的3维格子状模型。

点阵每一个阵点的周围是相同的,每个阵点都与一个或多个原子联系在一起。

8、点阵或晶胞的特征参数(1)点阵参数:描述晶胞尺寸和形状的参数,它包括晶胞的各边的长度和各边之间的夹角。

(2)晶胞的原子数(3)配位数:简单立方为6,体心立方为8,面心立方为12。

(3)堆积因子:假设原子是刚性球,堆积因子就是原子占据空间的分数。

()()()晶胞体积每个原子的体积晶胞原子数堆积因子/=APF⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯=334rAPFπ体密度(4)密度:()()()()阿佛加德罗常数晶胞体积每个原子的原子量晶胞原子数密度/=ρ①线密度是沿一个方向单位长度上相同阵点的数目。

②面密度是在所关心的面的单位面积上的原子数。

③体密度是单位体积中的原子数。

其中简单立方a=2r ,体心立方a=4r/√3,面心立方a=4r/√2,密排立方a=2r 。

9、密排六方:晶胞的总原子数=[(12×1/6)+(2×1/2)+(3×1)]=6个。

10、铸件的整体通常是由具有相同结构但取向不同的晶体组成,难形成一个晶体。

大多数金属形成多晶体组织 。

瓷材料同样是多晶固体。

材料是否为晶态或非晶态(无定形态),这取决于它经历的热过程。

少数材料是单晶。

单晶材料没有晶界,性能独特。

11、多晶转变:材料的一种晶体结构变成另一种晶体结构。

多晶转变类型①位移型转变:键角发生变化的结构畸变,但不包含键的破坏,是一种可逆转变,转变速率较快。

②重建型转变:键被破坏,重新形成新的结构。

这种转变比第一种转变所需的能量要更大,其转变速率也较慢。

12、(1)金刚石型立方结构(DC 晶胞)如硅、锗、锡和碳。

每个原子的配位数是4;其点阵是特殊的面心立方结构。

每个晶胞应当是8个原子 。

(2)离子半径比和配位数的关系:13、密勒指数(1)确定方向密勒指数的步骤如下:(a) 使用右旋坐标系,定出该方向上两个点的坐标——h1、k1、l1和h2、k2、l2。

(b) 从“末”点坐标减去“始”点坐标。

(c) 去掉分数。

(d) 用方括弧[ h k l ]将数字括起来。

若有负号则在数字上面加一横线。

(2)晶面密勒指数标志的步骤如下:(a) 按照点阵参数的数目定出晶面与x ,y ,z 坐标轴相交各点。

如果面平行一个轴,截距为无限大。

若晶面通过原点,则必须移动坐标系的原点。

(b) 取这些相交点的倒数。

(c) 消除分数,但不化为最小整数。

(d ) 将最终数放入圆括号(h k l),负数的表示方法还是在数字上面加一横线。

14、面间距布拉格定律:2dsin θ= n λ 其中d 为面间距。

面间距d :即具有相同密勒指数的两个相邻平行晶面之间的距离(d h k l ),晶体的面间距可由已知晶体几何定出。

(h k l )面间距为:()2/1222)(lk ha d hkl ++=式中a 0是点阵参数,h ,k ,l 代表相邻晶面的密勒指数。

15、同素异构体或多晶型材料:凡具有不止一种晶体结构的材料。

很多材料在特定温度下其晶体结构会发生从一种晶胞到另一种晶胞的转变。

元素出现这种行为称同素异构,而化合物出现这种行为称多形性。

16、材料性能与被测性能的晶体方向有关,则此材料属各向异性; 材料性能在各个方向上是相同的,则晶体是各向同性的。

17、非晶态或无定形结构:只有短程有序无长程有序周期性的结构。

由液态到固态没有突变现象。

抑止物质的晶化固态反应过程,则能发生非晶态固化反应,获得非晶态材料 。

非晶态材料:(1)玻璃:熔融物质在快速冷却时原子还没有来得及自行排列成周期性结构而形成的。

玻璃共性:①原子短程有序、长程无序;②结构是各向同性的,所以性能在各个方向是均匀的;③一般能透过可见光,但可调节配方使玻璃能吸收或透过各种波长的光; ④一般具有良好的电绝缘性和隔热性;⑤在熔融之前可软化,所以可制成各种复杂的形状;⑥玻璃的组成在一定围连续可调,可根据需要制成不同性能的系列材料。

(2)凝胶:通过化学反应而不是熔融的方法生成的非晶态固体。

(3)气相沉积涂层:由蒸气在冷的基板上快速冷凝而形成。

18、扩散:原子或分子移动的机制称为扩散,涉及一种原子移动到另一种原子中去的物质输运过程。

扩散存在于固体、液体和气体中,但气体中更主要是对流。

扩散机制:(1)自扩散异类扩散(钢的渗碳:在CO/CO2气氛中加热至高温,碳原子沉积在铁表面,并迁入渗碳体,碳与铁结合形成铁碳化合物,近表面形成富碳层,具有很优异的抗磨性。

)(2)①空位扩散 ②间隙扩散 ③置换、互换和环状扩散(一般情况下,对扩散起决定作用的机制是空位和间隙扩散。

)19、扩散速率(菲克第一定律)通量:在单位时间通过单位面积的原子数目。

x cDJ ∆∆-= 式中J 为通量(原子数/m2.s );D 为扩散能力,即扩散系数(m 2/s ),而Δc/Δx 则为浓度梯度(原子数/m 3·m )。

式中负号说明物质流是“逆”浓度梯度的,即由高浓度区域流向低浓度区域。

(仅限应用于浓度梯度不随时间而变的问题。

)扩散系数的表达式为:⎪⎭⎫⎝⎛-=RT E D D a exp 0 式中Ea 是扩散激活能(J/mol ),T 是绝对温度(K )。

20、成分分布(菲克第二定律)菲克第二定律:描述原子的动态或非稳态扩散,即扩散原子的浓度是随时间而变化的。

若扩散系数与位置无关,也就是等效地说扩散系数与成分无关,则菲克第二定律的微分方程的形式为:x d cd D dt dc 22=(1)此微分方程在连续补充扩散原子的条件下,有一个解是:⎪⎪⎭⎫⎝⎛=--Dt x erf c c c c s x s 20式中cs 是材料表面处扩散原子的恒定浓度,c 。

是材料部扩散原子的初始均匀浓度,而cx 则是经过时间t 之后,表面下x 处扩散原子的浓度。

(2)如提供的扩散原子耗尽,即不能连续补充,那么菲克第二定律的具体解的形式为:⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=Dt x Dt C x 4exp 22πβ菲克第二定律的一个推论为:只要 D t 项为常数,在不同条件下也可获得相同的浓度分布。

这能确定在完成特定热处理时温度对所需时间的影响。

有效渗入距离为扩散物质含量具有原始含量与表面含量平均值的地方。

有效渗入距离的表达式 :Dtx erf =Dtx erf γ= 对于板的γ为1,对于圆柱的γ则是2。

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