第一章 材料结构的基本知识
范德瓦耳斯键
定义：借助微弱的、瞬时的电偶极矩的感应作用将原 来具有稳定原子结构的原子或分子结合为一体的键合。
特点：键能较低，稳定性差。
氢键
定义：靠原子的偶极吸引力，由氢原子同时与两个 负性很大而原子半径很小的原子相结合而产生的键合。 特点：介于化学键与物理键之间，具有饱和性。
存在于HF、H2O、 NH3中，在高分子 中占重要地位
二、元素周期表及性能周期性变化
概念
1. 元素：具有相同的核电荷数（质子数）的同一类 原子，共116种。 2. 元素的原子序数：等于原子核中的质子数或核外 电子数。每种元素均与一定的原子序数相对应。
3. 元素周期律：元素的外层电子结构随着原子序数 递增而呈周期性变化的规律。 4. 元素周期表：所有元素按相对原子质量及电子分 布方式排列成的表。
例：当 li 2时，ｍ＝ ０、± １、± ２，总数为５。
m确定了轨道的空间取向，ｓ、ｐ、ｄ、ｆ各轨道 依次有１、３、５、７种空间取向。 同一亚壳层中，没有外加磁场时，空间取向不同的 电子具有相同的能量；有外加磁场时，空间取向不 同的电子能量有差别。
自旋量子数ｍｓ
m ｓ：反映了电子不用的自旋方向。 1 1 m ｓ＝＋ 2 ，－ 2 ，表示每个状态下存在两个自旋方 向相反的点子。
1 X A X B 2 4
] 100%
XA、XB分别为化合物A、B的电负性值。
例题：计算化合物（1）MgO；（2）GaAs中离子键结 合的比例。
离子结合键 % [1 e
1 X A XB 4
2
] 100 %
解：（1）MgO
XMg=1.31; XO=3.44
2 1 (1.313.44 ) 4
二、动力学条件
1.实质：转变进行时的反应速度。
结构转变的阻力 2. 阿累尼乌斯（Arhennius）方程
V A exp Q RT
激活能Q ： 自发转变过程中，原子始态 能量与激活态能量的差值。
3. 转变过程影响因素
1) 阻力
a.阻力较小，热力学条件起主要作用，得到稳态结构。 b.阻力较大，动力学条件起支配作用，得到亚稳态结构。
综上所述：
所谓组织是指材料中两个相（或多相）的体积分数为 多少，各个相的尺寸、形状及分布特征如何。
第五节
材料的稳态结构及亚稳态结构
稳态结构：材料处于能量最低时的结构—平衡态结构。 非稳态结构：材料处于能量较高时的结构—亚稳态结构。
材料处于什么样的结构是由结构形成的热力学条件及动 力学条件决定的。 一、热力学条件
多数盐类、碱类 和金属氧化物
性质：熔点和硬度均较高，脆性大，热膨胀系数小。
共价键
定义：原子之间以共用电子对的形式形成稳定结构， 这种由共用电子对所产生的结合键成为共价键。 特点：有饱和性（8-N）、方向性（s电子除外）， 配位数较小 。
亚金属（C、Si、Sn、 Ge）， 聚合物和无机非金属材料
晶体：原子按某种特定方式在三维空间内呈周期性规则排列。 非晶体：原子的排列是无序的，即不存在长程的周期排列。
晶体的特点：
a. 原子排列有序
b. 具有各向异性 c. 有固定的熔点 d. 有结构的变化， 凝固过程分形核 和生长两阶段， 有体积突变。
晶体的结晶过程
金属与合金，大部分陶瓷（氧化物、碳化物、 氮化物）以及少数高分子材料为晶体。
单相固溶体
晶粒尺寸 晶粒形状
等轴晶 柱状晶
3.描述参数
三、多相组织
1. 定义：具有良种或两种以上的组织，每个相具有不 同的成分和晶体结构。 2.典型的两种合金组织
1) 两种相晶粒尺寸相当，均呈等轴状，交替分布。
合金力学性能取决于两个 相组成物的相对含量及各 自的性能。
如：材料的强度
11 22
钠原子电子排列为： １ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ１。
钙原子电子排列为：１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６４ｓ２。
根据量子力学，各个壳层的ｓ态和ｐ态中电子的充满 程度对该壳层的能量水平起着重要的作用。
若壳层的ｓ态和ｐ态被填满，则壳层的能量最低， 电子极为稳定，这样的元素称为惰性元素。 若最外壳层上的ｓ态和ｐ态未被填满，则电子的 能量较高，性质活泼，这些电子称为价电子。
2) 外界条件
亚稳态结构常温下可以稳定长 期存在，当原子有足够活动能 力时，可以转变为稳态结构。
温度、压力、冷却速度等通过改变热力学条件和动力学条 件而间接地影响内部结构的转变。
E
物理意义：材料发生单位弹性变形所需的应力。E越大，应变越 不易进行，应变越小。
影响弹性模量的主要因素：结合键能。
结合键能越大，E越大。
b.强度
结合键
，强度
。
c.塑性
金属键较好，共价键、离子键次之。
第三节
一、晶体与非晶体
原子排列方式
固体材料根据原子（原子团、分子）的排列方式分为两 大类：晶体与非晶体。
第四节
晶体材料的组织
材料的组织：各种晶粒的相对量、尺寸大小、形状及分
布等特征。 一、组织的显示与观察
显微组织：用金相或电子显微镜观察 宏观组织：用肉眼观察。
二、单相组织
1.定义：具有单一相的组织为单相组织，即所有晶粒 的化学组成相同，晶体结构也相同。 2.类型 纯组元：纯Fe、纯Al、纯Al2O3等。
同周期元素：左
核电荷数↑，原子半径↓ 电离能↑，失电子能力↓，得电子能力↑
右
金属性↓，非金属性↑
同主族元素：上
电子层数↑，原子半径↑ 电离能↓，失电子能力↑，得电子能力↓
下
金属性↑，非金属性↓
第二节
原子结合键
结合键：不同的离子、原子或分子相互结合在一起的 作用力。 离子键
一次键 结合键 二次键 混合键
性质：熔点高、质硬脆、导电能力差。
金属键
定义：金属原子最外层电子数很少，即价电子极易 挣脱原子核之束缚而成为自由电子，形成电子云。金属 中自由电子与金属正离子之间构成键合称为金属键。
特点：电子共有化，既无饱和性又无方向性，形成低 能量密堆结构。
性质：良好导电、导 热性能，延展性好。
能量角度
前提是物理学中力（F）和能量（E）之间存在如下关系：
dE dx E 0 Fdx F
原子结合能E0：平衡距离下两原子间的作用能，等于将 两个原子完全分开所需作的功。 E0 ，原子结合稳定 。 离子键、共价键E0最大； 金属键E0次之，其中过渡族元素E0相对较大；
氢键E0稍高； 范德瓦耳斯键E0最小。
非晶体特点： a. 原子排列无序 b. 具有各向同性 c. 没有固定的熔点 d. 凝固过程是液体的简单 冷却，无体积突变。
多数高分子材料及玻璃等原子或分子结构较 复杂的材料为非晶体，其中玻璃是典型。
晶体与非晶体的冷却过程
二、原子排列的研究方法
方法 X射线衍射分析法
Hale Waihona Puke 电子束衍射分析法1. X射线衍射原理
将晶体看作天然的三维光栅，利用光的衍射原理。
布拉格定律
SQ QT 2PQsin n
2d sin n
只要满足布拉格方程便可以发生原子衍射，从原子衍射 图中，根据衍射峰的形状及强度就可以判断原子的特征。
晶体与非晶体衍射峰 的差别： 晶体：有明显的、尖 锐的峰值。 非晶体：峰值不明显。
亚壳层： 容纳电子数： ｓ 2 ｐ 6 ｄ 10 ｆ 14
电子状态图
核外电子的排布规律
泡利不相容原理：一个原子中不可能存在有四个 量子数完全相同的两个电子。 最低能量原理：电子总是优先占据能量低的轨道， 使系统处于最低的能量状态。
确定电子能量水平的主要因素是主量子数和次量子数。 例题
试根据核外电子排布的 规律，写出钠（Ｎａ） 原子及钙（Ｃａ）原子 的电子排列方式。
例题 计算Na+、 Cl-离子对的结合能，假设离子半径 分别为r Na+=0.095nm; r Cl-=0.181nm.
结合键与性能
1. 物理性能
a.熔点
共价键、离子键较高；金属键次之；二次键最低
b.密度 金属键最高， 共价键、离子键次之，二次键最低 c.导电、导热性 金属键有；非金属键没有 2. 力学性能 a. 弹性模量E
次量子数 l i
li
：表示电子在同一量子壳层内所处的能级（也称亚 壳层）。
l i ＝０、１、２… ｎ－１，可用小写的英文字母ｓ、
ｐ、ｄ、ｆ、ｇ表示。
例：当ｎ＝２时，有两个次量数
l 2 0和l 2 。 1
在同一量子壳层里，亚层电子的能量按ｓ、ｐ、ｄ、 ｆ、ｇ次序递增。
磁量子数ｍ
m ：表示每个次量子数的能级数或轨道数。 m ＝０、± １、± ２、± ３… ，总数为 2li 1 。
１.实质：是指结构形成时必须沿着能量降低的方向进 行。 结构转变的推动力
２．描述方法：自由能 等温等容：亥姆霍兹自由能Ａ＝Ｕ－ＴＳ
等温等压：吉布斯自由能Ｇ＝Ｈ－ＴＳ
３．热力学第二定律 ΔＡＴ，Ｖ，<０， ΔＧＴ，Ｐ，<０， 过程自发进行 过程自发进行
ΔＡ、 ΔＧ的绝对值越大，自发转变过程越容易进行。
元素周期表
周期表的分析
7个横行为周期，同一周期的原子核外的电子壳层数 相同，按原子序数递增的顺序从左至右排列。 18个纵行为族，共16个族，7个主族、7个副族、1个 Ⅷ族、1个零族。同一族原子最外层的电子数相同， 按电子壳层数递增的顺序从上而下排列。
a. 周期序数＝电子壳层数；
b. 主族序数＝最外层电子数； c. 零族元素最外层电子数为8．
第一章 材料结构的基本知识
材料的性能 内部结构
原子结构
原子键合
原子排列
显微组织
第一节
工程材料学知识点
工程材料学知识点第一章材料是有用途的物质。
一般将人们去开掘的对象称为“原料”，将经过加工后的原料称为“材料”工程材料：主要利用其力学性能，制造结构件的一类材料。
主要有：建筑材料、结构材料力学性能：强度、塑性、硬度功能材料：主要利用其物理、化学性能制造器件的一类材料.主要有：半导体材料（Si）磁性材料压电材料光电材料金属材料：纯金属和合金金属材料有两大类：钢铁（黑色金属）非铁金属材料（有色金属）非铁金属材料：轻金属（Ni以前）重金属（Ni以后）贵金属（Ag，Au，Pt，Pd）稀有金属（Zr，Nb，Ta）放射性金属（Ra，U）高分子材料：由低分子化合物依靠分子键聚合而成的有机聚合物主要组成：C，H，O，N，S，Cl，F，Si三大类：塑料（低分子量）：聚丙稀树脂（中等分子量）：酚醛树脂，环氧树脂橡胶（高分子量）：天然橡胶，合成橡胶陶瓷材料：由一种或多种金属或非金属的氧化物，碳化物，氮化物，硅化物及硅酸盐组成的无机非金属材料。
陶瓷：结构陶瓷Al2O3，Si3N4，SiC等功能陶瓷铁电压电材料的工艺性能：主要反映材料生产或零部件加工过程的可能性或难易程度。
材料可生产性：材料是否易获得或易制备铸造性：将材料加热得到熔体，注入较复杂的型腔后冷却凝固，获得零件的能力锻造性：材料进行压力加工(锻造、压延、轧制、拉拔、挤压等)的可能性或难易程度的度量焊接性：利用部分熔体，将两块材料连接在一起能力第二章（详见课本）密排面密排方向fcc{111}<110>bcc{110}<111>体心立方bcc面心立方fcc密堆六方cph点缺陷：在三维空间各方向上尺寸都很小，是原子尺寸大小的晶体缺陷。
类型：空位：在晶格结点位置应有原子的地方空缺，这种缺陷称为“空位”。
间隙原子：在晶格非结点位置，往往是晶格的间隙，出现了多余的原子。
它们可能是同类原子，也可能是异类原子。
异类原子：在一种类型的原子组成的晶格中，不同种类的原子占据原有的原子位置。
材料科学基础-习题集
/jxtd/caike/这个网址有很多东西,例如教学录像,你可以上去看看,另外左下角有个“释疑解惑”，应该很有用第一章材料结构的基本知识习题1．原子中的电子按照什么规律排列?什么是泡利不相容原理?2．下述电子排列方式中，哪一个是惰性元素、卤族元素、碱族、碱土族元素及过渡金属?(1) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 4s2(2) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6(3) 1s2 2s2 2p5(4) 1s2 2s2 2p6 3s2(5) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2(6) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s13．稀土元素电子排列的特点是什么?为什么它们处于周期表的同一空格内?4．简述一次键与二次键的差异。
5．描述氢键的本质，什么情况下容易形成氢键?6．为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高?7．应用式(1-2)~式(1-5)计算Mg2+O2-离子对的结合键能，以及每摩尔MgO晶体的结合键能。
假设离子半径为；；n=7。
8．计算下列晶体的离子键与共价键的相对比例(1) NaF(2) CaO9．什么是单相组织?什么是两相组织?以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织对性能的影响。
10．说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义，说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。
11．归纳并比较原子结构、原子结合键、原子排列方式以及晶体的显微组织等四个结构层次对材料性能的影响。
第二章材料中的晶体结构习题第三章高分子材料的结构习题1．何谓单体、聚合物和链节?它们相互之间有什么关系?请写出以下高分子链节的结构式：①聚乙烯；②聚氯乙烯；③聚丙烯；④聚苯乙烯；⑤聚四氟乙烯。
2．加聚反应和缩聚反应有何不同?3．说明官能度与聚合物结构形态的关系。
要由线型聚合物得到网状聚合物，单体必须具有什么特征?4．聚合物的分子结构对主链的柔顺性有什么影响?5．在热塑性塑料中结晶度如何影响密度和强度，请解释之。
第1章 材料结构的基本知识
一、离子键
1、定义
由于正、负离子间的库仑引力而形成。
氯化钠是典型的离子键 结合，钠原子将其3s态电 子转移至氯原子的3d态上， 这样两者都达到稳定的电 子结构，正的钠离子与负 的氯离子相互吸引，稳定 地结合在一起(图1-4)
当IA、IIA族金属和ⅦA、ⅥA族的非金 属原子结合时，金属原子的外层电子很可 能转移至非金属原子外壳层上、使两者都 得到稳定的电子结构，从而降低了体系的 能量； 此时金属原子和非金属原子分别形成正 离子与负离子，正、负离子间相互吸引， 使原子结合在一起，这就是离子键。
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2、特点
1）正负离子相间排列，正负电 荷数相等；
2）键能最高，结合力很大； 3）性能： 硬度高、强度大； 热膨胀系数小，在常温下的 导电性很差；
脆性较大。
3、典型材料：陶瓷材料。
二、共价键
图1-3 原子间结合力
根据物理学，力(F)和能量(E)之间的转 换关系：
dE F dx
E Fdx
0
x
在作用力等于零的平衡距离下能量应该
达到最低值，表明在该距离下体系处于稳
定状态。
当两个原子无限远时， 原子间不发生作用，作用 能可视为零。 当距离在吸引力作用下 靠近时，体系的位能逐渐 下降，到达平衡距离时， 位能最低； 当原子距离进一步接近， 就必须克服反向排斥力， 使作用能重新升高。 平衡距离下的作用能定 义为原子的结合能E0。
2、性能
它没有饱和性和方向性；
良好的导电性、导热性、正的
电阻温度系数；
具有良好的塑性。
3、典型材料：各种金属。
四、范德瓦尔键
钢结构基本知识
钢结构基本知识第一章概述一、钢结构的特点1、强度高，塑性和韧性好2、材质均匀，符合力学假定3、钢结构制造简便，施工周期短4、钢结构的质量轻强度与密度之比远大于混凝土5、耐腐蚀性差6、耐热不耐火≦250℃，500～600 ℃强度为零防火处理：蛭石板、蛭石喷涂、石膏板等7、钢结构的密封性好容器等8、低温冷脆二、钢结构的应用范围1、重型厂房结构2、大跨结构3、高层建筑4、塔桅结构5、板壳结构容器、储液库、煤气库、管道等6、可移动式结构活动房屋、水工闸门、起重运输机等7、桥梁结构8、轻型钢结构9、承受振动荷载和地震作用的结构三、钢结构设计的基本要求1、安全可靠。
在运输、安装和使用中，具有足够的强度、刚度和稳定性2、合理选用材料、结构方案和构造措施，满足使用要求3、节约钢材，减轻自重4、钢结构要便于运输和维护5、尽量注意美观四、现代钢结构的发展1、高强度钢材的应用Q235、Q345、Q420、45 号钢等2、钢结构设计计算理论的研究与改进3、新型结构形式的应用4、钢—混凝土组合结构的应用5、钢结构优化原理及其应用6、生产制造工业化、产业化第二章钢结构的材料一、钢的种类碳素钢和合金钢1、碳素钢●分结构钢（低碳钢）和工具钢（高碳钢）；●碳素结构钢—《GB700－88》质量等级：A、B、C、D四级；●A—只保证抗拉强度、屈服点和伸长率；B、C、D—保证抗拉强度、屈服点和伸长率、冷弯性能和冲击韧性（分别为＋20℃、0℃和－20℃），同时严格控制C、S、P的极限含量；●钢号：Q235-A、Q235-B、Q235-C、Q235-D等2、合金钢●分为结构钢、工具钢和特殊钢●结构钢（低合金钢）—《GB/1591－94》质量等级：A、B、C、D、E五级；●A、B、C、D的规定同碳素结构钢，E级要求－40℃的冲击韧性；●钢号：Q345-A、Q390-B、Q420-C、Q235-D等二、炼钢的种类●转炉钢——质量较差，杂质含量较多。
上海交大材料科学基础知识点总结
第一章材料中的原子排列第一节原子的结合方式1 原子结构2 原子结合键（1）离子键与离子晶体原子结合：电子转移，结合力大，无方向性和饱和性；离子晶体；硬度高，脆性大，熔点高、导电性差。
如氧化物陶瓷。
（2）共价键与原子晶体原子结合：电子共用，结合力大，有方向性和饱和性；原子晶体：强度高、硬度高（金刚石）、熔点高、脆性大、导电性差。
如高分子材料。
（3）金属键与金属晶体原子结合：电子逸出共有，结合力较大，无方向性和饱和性；金属晶体：导电性、导热性、延展性好，熔点较高。
如金属。
金属键：依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。
（3）分子键与分子晶体原子结合：电子云偏移，结合力很小，无方向性和饱和性。
分子晶体：熔点低，硬度低。
如高分子材料。
氢键：（离子结合）X-H---Y（氢键结合），有方向性，如O-H—O（4）混合键。
如复合材料。
3 结合键分类（1）一次键（化学键）：金属键、共价键、离子键。
（2）二次键（物理键）：分子键和氢键。
4 原子的排列方式（1）晶体：原子在三维空间内的周期性规则排列。
长程有序，各向异性。
（2）非晶体：――――――――――不规则排列。
长程无序，各向同性。
第二节原子的规则排列一晶体学基础1 空间点阵与晶体结构（1）空间点阵：由几何点做周期性的规则排列所形成的三维阵列。
图1-5特征：a 原子的理想排列；b 有14种。
其中：空间点阵中的点－阵点。
它是纯粹的几何点，各点周围环境相同。
描述晶体中原子排列规律的空间格架称之为晶格。
空间点阵中最小的几何单元称之为晶胞。
（2）晶体结构：原子、离子或原子团按照空间点阵的实际排列。
特征：a 可能存在局部缺陷；b 可有无限多种。
2 晶胞图1－6（1）――－：构成空间点阵的最基本单元。
（2）选取原则：a 能够充分反映空间点阵的对称性；b 相等的棱和角的数目最多；c 具有尽可能多的直角；d 体积最小。
（3）形状和大小有三个棱边的长度a,b,c及其夹角α,β,γ表示。
材料科学基础材料结构的基本知识
负性很强的原子之间形成一个桥梁，把 两者结合起来，形成氢键。所以氢键可 表达为：
X–H——Y 三、混合键
实际材料中单一结合键并不多，大 部分材料的内部原子结合键往往是各种 键的混合。例如： （1）ⅣA族的Si、Ge、Sn元素的结合
材料科学基础材料结构的基本知识
是共价键与金属键的混合。 （2）陶瓷化合物中出现离子键与共价键 混合的情况。
四、结合键的本质与原子间距
固体原子中存在两种力：吸引力 和排斥力。它们随原子间距的增大而 减小。当距离很远时，排斥力很小， 只有当原子间接近至电子轨道互相重
材料科学基础材料结构的基本知识
叠时斥力才明显增大，并超过了吸引力。
在某一距离下引力和斥力相等，这一距
离r0相当于原子的平衡距离，称原子间距。 力（F）核能量（E）之间的转换关
键的形成——在凝聚状态下，原子间距 离十分接近，便产生了原子间的作用力， 使原子结合在一起，就形成了键。 键分为一次键和二次键： 一次键——结合力较强，包括离子键、 共价键和金属键。 二次键——结合力较弱，包括范德瓦耳 斯键和氢键。
材料科学基础材料结构的基本知识
一、一次键
离子键——当两类原子结合时，金属原 子的外层电子很可能转移到非金属原子 外壳层上，使两者都得到稳定的电子结 构，从而降低体系的能量，此时金属原 子和非金属原子分别形成正离子和负离 子，正负离子间相互吸引，使原子结合 在一起，这就是离子键。（如NaCl）
原子核外电子的分部与四个量子数 有关，且服从下述两个基本原理： （1）泡利不相容原理 一个原子中不 可能存在有四个量子数完全相同的两个 电子。 （2）最低能量原理 电子总是优先占 据能量低的轨道，使系统处于最低的能 量状态。
材料力学第一章知识归纳总结
材料力学
三、材料力学的任务 材料力学的任务就是在满足强度、刚度和 稳定性的要求下，为设计既经济又安全的构 件，提供必要的理论基础和计算方法。
若：构件横截面尺寸不足或形状 不合理，或材料选用不当 ——不满足上述要求，
不能保证安全工作。
若：不恰当地加大横截面尺寸或 选用优质材料 —— 增加成本,造成浪费
δ 1 < δ 2 << l
B
1 δ
A
FN 1
δ2
θ
A F
θ
C
F F
A1
FN 2
l
求FN1、 FN1 时，仍可 按构件原始尺寸计算。
材料力学
3、小变形前提保证叠加法成立 叠加法指构件在多个载荷作用下产生的变形—— 可以看作为各个载荷单独作用产生的变形之代数和
叠加法是材料力学中常用的方法。
材料力学
a a’
0.025
材料力学
第一章 §1-6 绪论 杆件变形的基本形式
构件的分类：杆件、板壳*、块体*
杆件——纵向尺寸（长度）远比横向尺寸大得多的 构件。 直杆——轴线为直线的杆 曲杆——轴线为曲线的杆 等截面直杆——横截面的 形状和大小不变的直杆
材料力学
板和壳：构件一个方向的尺寸（厚度）远小于其 它两个方向的尺寸。 块件：三个方向（长、宽、高）的尺寸相差不多 的构件。
}
研究构件的强度、刚度和稳定性,还需要了解材料的 力学性能。因此在进行理论分析的基础上，实验研究是 完成材料力学的任务所必需的途径和手段。
均不可取
材料力学
§1-2 变形固体的基本假设
一、变形固体： 在外力作用下可发生变形的固体。 二、变形固体的基本假设： 1、连续性假设： 认为变形固体整个体积内都被物质连续 地充满，没有空隙和裂缝。
常用注塑材料基本知识
随着人们对高聚物结晶认识的逐渐深入，在已有实验事实的基础上，提出了各种各样的模型，企图解释观察到的各种实验现象，进而探讨结晶结构与高聚物性能之间的关系。下面我们客观地介绍几种主要模型：
缨状微束模型该模型认为在结晶高聚物中，晶区与非晶区互相穿插，同时存在，在晶区中，分子链互相平行排列形成规整的结构，但晶区尺寸很小，一根分子链可以同时穿过几个晶区和非晶区，晶区在通常情况下是无规趋向的；而在非晶区中，分子链的堆砌是完全无序的。这个模型有时也被称为两相模型。它解释了许多实验观察结果，例如高聚物的宏观密度比晶胞的密度小，是由于晶区与非晶区的共存等。
ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。共聚方式是无规共聚与接枝共聚相结合，结构非常复杂：可以是以丁苯橡胶为主链，将苯乙烯丙烯腈接在支链上；也可以是以丁腈橡胶为主链，将苯乙烯接在支链上；当然还可以苯乙烯-丙烯腈接在支链上等等，这类接枝共聚物都称为ABS。因为分子结构不同，材料的性能也有差别。总的说来，ABS三元接枝共聚物兼有三种组分的特性。其中丙烯腈有CN基，能使聚合物耐化学腐蚀，提高制品的抗张强度和硬度；丁二烯能使聚合物呈现橡胶状韧性，这是制品抗冲强度增高的主要因素；苯乙烯的高温流动性能好，便于加工成型，且可改善制品的表面光洁度。因此ABS是一类性能优良的热塑性塑料。
非晶态结构问题与晶态结构问题是密切相关的，并且可以说前者是后者的基础，因为高聚物结晶通常是从非晶态熔体中形成的。非晶态结构普遍存在，不仅有大量完全非晶的高聚物，就是在结晶高聚物中，实际上也都包含着非晶区，非晶高聚物的本体性质直接决定于非晶态结构。即使是晶态高聚物，其非晶区的结构也对其本体性质有着不可忽视的作用。下面我们客观地介绍几种主要模型：
性能
交联聚乙烯
高压聚乙烯
ch1 材料结构的基本知识[1]
根据量子力学，各个壳层的S态、P态中电子的充 满程度对该壳层的能量水平起着重要作用。
价电子： 电负性：用来 衡量原子吸引 电子能力的参 数。
§1.2 原子间的结合键(interatomic bonding)
第一章 材料结构的基本知识
材料的分类
按使用性能分： 结构材料： （强度、塑性、韧性等 力学性能） 功能材料： （电、磁、光、热等 物理性能） 按组成分： 金属材料 (metals) 陶瓷材料 (ceramics)
高分子材料 (polymers)
复合材料 (composites)
材料科学与工程的四个要素 材料使用 性 能 performa nce
2.合金：指两种或两种以上的金属或金属与非金属 经熔炼、烧结或用其它方法组合而成的具有金属特 性的物质。如：铜镍合金、碳钢、合金钢、铸铁
组元：组成合金的最基本的、独立的物质。 如：Cu-Ni合金，Fe-FeS合金 二元合金：如：Fe-C二元系合金 三元合金：如：Fe-C-Cr三元系合金 多元合金
Cl与Na形成离子键
一种材料由两种原子组成， 且一种是金属，另一种是 非金属时容易形成离子键 的结合(如左图)。由NaCl 离子键的形成可以归纳出 离子键特点如下： 1.金属原子放弃一个外 层电子，非金属原子得到 此电子使外层填满，结果 双双变得稳定。 2.金属原子失去电子带 正电荷，非金属原子得到 电子带负电荷，双双均成 为离子。 3. 离子键的大小在离子 周围各个方向上都是相同 的，所以，它没有方向性
§1.1
原子结构
一、原子的电子排列
核外电子的分布与四个量子数有关，且服从两个基本 原理： 1.Pauli不相容原理(Pauli principle) ：一个原子中 不可能存在四个量子数完全相同的两个电子。 2.能量最低原理：电子总是优先占据能量低的轨道，使 系统处于最低能量状态。
材料科学基础知识点
材料科学基础第零章材料概论该课程以金属材料、陶瓷材料、高分子材料及复合材料为对象，从材料的电子、原子尺度入手，介绍了材料科学理论及纳观、微观尺度组织、细观尺度断裂机制及宏观性能。
核心是介绍材料的成分、微观结构、制备工艺及性能之间的关系。
主要内容包括：材料的原子排列、晶体结构与缺陷、相结构和相图、晶体及非晶体的凝固、扩散与固态相变、塑性变形及强韧化、材料概论、复合材料及界面，并简要介绍材料科学理论新发展及高性能材料研究新成果。
材料是指：能够满足指定工作条件下使用要求的，就有一定形态和物理化学性状的物质。
按基本组成分为：金属、陶瓷、高分子、复合材料金属材料是由金属元素或以金属元素为主，通过冶炼方法制成的一类晶体材料，如Fe、Cu、Ni等。
原子之间的键合方式是金属键。
陶瓷材料是由非金属元素或金属元素与非金属元素组成的、经烧结或合成而制成的一类无机非金属材料。
它可以是晶体、非晶体或混合晶体。
原子之间的键合方式是离子键，共价键。
聚合物是用聚合工艺合成的、原子之间以共价键连接的、由长分子链组成的髙分子材料。
它主要是非晶体或晶体与非晶体的混合物。
原子的键合方式通常是共价键。
复合材料是由二种或二种以上不同的材料组成的、通过特殊加工工艺制成的一类面向应用的新材料。
其原子间的键合方式是混合键。
密度弹性模量:材料抵抗变形的能力强度:是指零件承受载荷后抵抗发生破坏的能力。
韧性：表征材料阻止裂纹扩展的能力功能成本结构(Structure)性质(Properties)加工(Processing)使用性能(Performance)在四要素中，基本的是结构和性能的关系，而“材料科学”这门课的主要任务就是研究材料的结构、性能及二者之间的关系。
宏观结构←显微镜下的结构←晶体结构←原子、电子结构重点讨论材料中原子的排列方式（晶体结构）和显微镜下的微观结构（显微组织）的关系。
以及有哪些主要因素能够影响和改变结构，实现控制结构和性能的目的。