赵品《材料科学基础教程》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解 第12章 陶瓷材料【圣才出品】

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材料科学基础课后习题答案

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《材料科学基础》课后习题答案第一章材料结构的基本知识4. 简述一次键和二次键区别答:根据结合力的强弱可把结合键分成一次键和二次键两大类。

其中一次键的结合力较强,包括离子键、共价键和金属键。

一次键的三种结合方式都是依靠外壳层电子转移或共享以形成稳定的电子壳层,从而使原子间相互结合起来。

二次键的结合力较弱,包括范德瓦耳斯键和氢键。

二次键是一种在原子和分子之间,由诱导或永久电偶相互作用而产生的一种副键。

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?答:材料的密度与结合键类型有关。

一般金属键结合的固体材料的高密度有两个原因:(1)金属元素有较高的相对原子质量;(2)金属键的结合方式没有方向性,因此金属原子总是趋于密集排列。

相反,对于离子键或共价键结合的材料,原子排列不可能很致密。

共价键结合时,相邻原子的个数要受到共价键数目的限制;离子键结合时,则要满足正、负离子间电荷平衡的要求,它们的相邻原子数都不如金属多,因此离子键或共价键结合的材料密度较低。

9. 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。

答:单相组织,顾名思义是具有单一相的组织。

即所有晶粒的化学组成相同,晶体结构也相同。

两相组织是指具有两相的组织。

单相组织特征的主要有晶粒尺寸及形状。

晶粒尺寸对材料性能有重要的影响,细化晶粒可以明显地提高材料的强度,改善材料的塑性和韧性。

单相组织中,根据各方向生长条件的不同,会生成等轴晶和柱状晶。

等轴晶的材料各方向上性能接近,而柱状晶则在各个方向上表现出性能的差异。

对于两相组织,如果两个相的晶粒尺度相当,两者均匀地交替分布,此时合金的力学性能取决于两个相或者两种相或两种组织组成物的相对量及各自的性能。

如果两个相的晶粒尺度相差甚远,其中尺寸较细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散地分布于另一相晶粒的基体内。

如果弥散相的硬度明显高于基体相,则将显著提高材料的强度,同时降低材料的塑韧性。

材料科学基础习题与参考答案(doc 14页)(优质版)

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第一章材料的结构一、解释以下基本概念空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离子键、金属键、组元、合金、相、固溶体、中间相、间隙固溶体、置换固溶体、固溶强化、第二相强化。

二、填空题1、材料的键合方式有四类,分别是(),(),(),()。

2、金属原子的特点是最外层电子数(),且与原子核引力(),因此这些电子极容易脱离原子核的束缚而变成()。

3、我们把原子在物质内部呈()排列的固体物质称为晶体,晶体物质具有以下三个特点,分别是(),(),()。

4、三种常见的金属晶格分别为(),()和()。

5、体心立方晶格中,晶胞原子数为(),原子半径与晶格常数的关系为(),配位数是(),致密度是(),密排晶向为(),密排晶面为(),晶胞中八面体间隙个数为(),四面体间隙个数为(),具有体心立方晶格的常见金属有()。

6、面心立方晶格中,晶胞原子数为(),原子半径与晶格常数的关系为(),配位数是(),致密度是(),密排晶向为(),密排晶面为(),晶胞中八面体间隙个数为(),四面体间隙个数为(),具有面心立方晶格的常见金属有()。

7、密排六方晶格中,晶胞原子数为(),原子半径与晶格常数的关系为(),配位数是(),致密度是(),密排晶向为(),密排晶面为(),具有密排六方晶格的常见金属有()。

8、合金的相结构分为两大类,分别是()和()。

9、固溶体按照溶质原子在晶格中所占的位置分为()和(),按照固溶度分为()和(),按照溶质原子与溶剂原子相对分布分为()和()。

10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有()、()、()、()。

11、金属化合物(中间相)分为以下四类,分别是(),(),(),()。

12、金属化合物(中间相)的性能特点是:熔点()、硬度()、脆性(),因此在合金中不作为()相,而是少量存在起到第二相()作用。

13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn的电子浓度分别为(),(),()。

14、如果用M表示金属,用X表示非金属,间隙相的分子式可以写成如下四种形式,分别是(),(),(),()。

材料科学基础课后习题答案

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材料科学基础课后习题答案第一篇:材料科学基础课后习题答案第1章习题1-10 纯铁点阵常数0.286nm,体心立方结构,求1cm3中有多少铁原子。

解:体心立方结构单胞拥有两个原子,单胞的体积为V=(0.286×10-8)3 cm3,所以1cm3中铁原子的数目为nFe= 122⨯2=8.55⨯10(2.86⨯10-8)31-11 一个位错环能否各部分都是螺型位错,能否各部分都是刃型位错?为什么?解:螺型位错的柏氏矢量与位错线平行,一根位错只有一个柏氏矢量,而一个位错环不可能与一个方向处处平行,所以一个位错环不能各部分都是螺型位错。

刃位错的柏氏矢量与位错线垂直,如果柏氏矢量垂直位错环所在的平面,则位错环处处都是刃型位错。

这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面,这种位错又称棱柱位错。

1-15 有一正方形位错线,其柏氏矢量及位错线的方向如图1-51所示。

试指出图中各段位错线的性质,并指出刃型位错额外串原子面所处的位置。

D CA B解:由柏氏矢量与位错线的关系可以知道,DC是右螺型位错,BA是左螺型位错。

由右手法则,CB为正刃型位错,多余半原子面在纸面上方。

AD为负刃型位错,多余半原子面在纸面下方。

第二篇:会计学基础课后习题答案《会计学基础》(第五版)课后练习题答案第四章习题一1、借:银行存款400 000贷:实收资本——A企业400 0002、借:固定资产400 000贷:实收资本——B企业304 000资本公积——资本溢价0003、借:银行存款000贷:短期借款0004、借:短期借款000应付利息(不是财务费用,财务费用之前已经记过)000贷:银行存款0005、借:银行存款400 000贷:长期借款400 0006、借:长期借款000应付利息000贷:银行存款000习题二1、4月5日购入A材料的实际单位成本=(53 000+900)/980=55(元/公斤)4月10日购入A材料的实际单位成本=(89 000+1 000)/1 500=60(元)2、本月发出A材料的实际成本=(600×50+600×55)+(380×55+1 020×60)=63 000+82 100=145 100(元)3、月末结存A材料的实际成本=(600×50)+[(53 000+900)+(89 000+1 000)]-145 100=28 800(元)习题三1、借:生产成本——A产品000——B产品000贷:原材料——甲材料000——乙材料0002、借:生产成本——A产品000 ——B产品000制造费用000贷:应付职工薪酬0003、借:制造费用500贷:原材料——丙材料5004、借:制造费用000贷:银行存款0005、借:制造费用000贷:累计折旧0006、本月发生的制造费用总额=5 000+500+2 000+1 000=8 500(元)制造费用分配率=8 500/(20 000+10 000)×100%=28.33%A产品应负担的制造费用=20 000×28.33%=5 666(元)B产品应负担的制造费用=8 500-5 666=2 834(元)借:生产成本——A产品——B产品贷:制造费用7、借:库存商品——A产品贷:生产成本——A产品习题四1、借:银行存款贷:主营业务收入2、借:应收账款——Z公司贷:主营业务收入银行存款3、借:主营业务成本贷:库存商品——A产品——B产品4、借:营业税金及附加贷:应交税费——应交消费税5、借:营业税金及附加贷:应交税费6、借:销售费用贷:银行存款7、借:销售费用贷:银行存款8、借:银行存款贷:其他业务收入借:其他业务成本贷:原材料——乙材料9、借:管理费用贷:应付职工薪酬10、借:管理费用贷:累计折旧11、借:管理费用贷:库存现金12、借:财务费用贷:银行存款13、借:银行存款贷:营业外收入14、借:主营业务收入其他业务收入营业外收入666 2 834 500 47 666 47 666 80 000 80 000 201 000200 000 000 142 680 42 680000 14 000 14 000 1 400 400 3 000 000 1 000 000 4 000 000 3 000 000 4 560 560 2 000 000300300400400 3 000 000 280 000 4 000 3 000贷:本年利润287 000借:本年利润172 340贷:主营业务成本680其他业务成本000营业税金及附加400销售费用000管理费用860财务费用400 本月实现的利润总额=287 000-172 340=114 660(元)本月应交所得税=114 660×25%=28 665(元)本月实现净利润=114 660-28 665=85 995(元)习题五1、借:所得税费用贷:应交税费——应交所得税借:本年利润贷:所得税费用2、2007的净利润=6 000 000-1 500 000=4 500 000(元)借:本年利润贷:利润分配——未分配利润3、借:利润分配——提取法定盈余公积贷:盈余公积——法定盈余公积4、借:利润分配——应付现金股利贷:应付股利第五章习题一1、借:银行存款固定资产贷:实收资本——M公司——N公司2、借:原材料——A材料——B材料贷:银行存款3、借:应付账款——丙公司贷:银行存款4、借:银行存款贷:短期借款5、借:固定资产贷:银行存款6、借:生产成本——甲产品——乙产品贷:原材料——A材料——B材料 500 000500 000 1 500 000500 000 4 500 000 4 500 000450 000450 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 50 000 50 000000 50 000 50 000500 000500 000200 000200 000000 80 000000 80 0007、借:其他应收款——王军000贷:库存现金0008、借:制造费用000管理费用贷:原材料——A材料0009、借:管理费用500贷:库存现金50010、借:原材料——A材料000贷:应付账款00011、借:应付职工薪酬200 000贷:银行存款200 00012、借:银行存款320 000贷:主营业务收入——甲产品320 00013、借:应收账款250 000贷:主营业务收入——乙产品250 00014、借:短期借款200 000应付利息000财务费用000贷:银行存款209 00015、借:销售费用贷:银行存款00016、借:管理费用300贷:其他应收款——王军000库存现金30017、借:生产成本——甲产品000——乙产品000制造费用000管理费用000贷:应付职工薪酬200 00018、借:制造费用000管理费用000贷:累计折旧00019、借:生产成本——甲产品000——乙产品000制造费用000管理费用000贷:应付职工薪酬000 20、借:主营业务成本381 000贷:库存商品——甲产品196 000——乙产品185 00021、制造费用总额=5 000+10 000+35 000+1 000=51 000(元)制造费用分配率=51 000/(90 000+70 000)×100%=31.875% 甲产品应分配的制造费用=90 000×31.875%=28 687.5(元)乙产品应分配的制造费用=70 000×31.875%=22 312.5(元)借:生产成本——甲产品687.5——乙产品312.5贷:制造费用00022、甲产品的实际成本=120 000+150 000+90 000+9 000+28 687.5=397 687.5(元)借:库存商品——甲产品397 687.5贷:生产成本——甲产品397 687.523、借:主营业务收入——甲产品320 000——乙产品250 000贷:本年利润借:本年利润贷:主营业务成本管理费用销售费用财务费用24、本月利润总额=570 000-487 800=82 200(元)本月应交所得税=82 200×25%=20 550(元)借:所得税费用贷:应交税费——应交所得税借:本年利润贷:所得税费用25、本月净利润=82 200-20 550=61 650(元)提取法定盈余公积=61 650×10%=6 165(元)借:利润分配——提取法定盈余公积贷:盈余公积——法定盈余公积26、借:利润分配——应付现金股利贷:应付股利570 000 487 800381 000 53 800 50 000 000 20 550 20 550 20 550 20 550 6 165 165 30 825 30 825第三篇:《机械设计基础》课后习题答案模块八一、填空1、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏。

材料科学基础课后习题及参考答案

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绪论1、仔细观察一下白炽灯泡,会发现有多少种不同的材料每种材料需要何种热学、电学性质2、为什么金属具有良好的导电性和导热性3、为什么陶瓷、聚合物通常是绝缘体4、铝原子的质量是多少若铝的密度为cm3,计算1mm3中有多少原子5、为了防止碰撞造成纽折,汽车的挡板可有装甲制造,但实际应用中为何不如此设计说出至少三种理由。

6、描述不同材料常用的加工方法。

7、叙述金属材料的类型及其分类依据。

8、试将下列材料按金属、陶瓷、聚合物或复合材料进行分类:黄铜钢筋混凝土橡胶氯化钠铅-锡焊料沥青环氧树脂镁合金碳化硅混凝土石墨玻璃钢9、 Al2O3陶瓷既牢固又坚硬且耐磨,为什么不用Al2O3制造铁锤晶体结构1、解释下列概念晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数(晶面指数)、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、配位数、离子极化、同质多晶与类质同晶、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应.2、(1)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c,求出该晶面的米勒指数;(2)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c,求出该晶面的米勒指数。

3、在立方晶系的晶胞中画出下列米勒指数的晶面和晶向:(001)与[210],(111)与[112],(110)与[111],(322)与[236],(257)与[111],(123)与[121],(102),(112),(213),[110],[111],[120],[321]4、写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。

5、已知Mg2+半径为,O2-半径为,计算MgO晶体结构的堆积系数与密度。

6、计算体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。

7、从理论计算公式计算NaC1与MgO的晶格能。

MgO的熔点为2800℃,NaC1为80l℃, 请说明这种差别的原因。

8、根据最密堆积原理,空间利用率越高,结构越稳定,金钢石结构的空间利用率很低(只有%),为什么它也很稳定9、证明等径圆球面心立方最密堆积的空隙率为25.9%;10、金属镁原子作六方密堆积,测得它的密度为克/厘米3,求它的晶胞体积。

赵品《材料科学基础教程》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解 第1章 材料的结构【圣才出品】

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这些点代表原子(分子或离子)的中心,也可是彼此等同的原子群或分子群的中心,各点的 周围环境相同。这种点的空间排列称为空间点阵,简称点阵,这些点称为阵点。
(1)晶胞 从点阵中取出一个仍能保持点阵特征的最基本单元称为晶胞。 (2)晶格 将阵点用一系列平行直线连接起来,构成一空间格架称为晶格。 (3)晶胞选取条件 ①晶胞几何形状充分反映点阵对称性。 ②平行六面体内相等的棱和角数目最多。 ③棱间呈直角时,直角数目应最多。 ④满足上述条件,晶胞体积应最小。
工程材料的结合键范围示意在四面体上,如图 1-1-1 所示。
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图 1-1-1 工程材料键性
二、晶体学基础 1.晶体与非晶体 (1)原子排列的三个等级(不考虑原子的结构缺陷) 无序排列,短程有序和长程有序。 (2)晶体 ①定义 物质的质点(分子、原子或离子)在三维空间作有规律的周期性重复排列所形成的物质 称为晶体。 ②特点 a.晶体具有一定的熔点。 b.晶体具有各向异性:晶体的某些物理性能和力学性能在不同方向上具有不同的数值。 (3)非晶体 ①定义 在整体上是无序的,但原子间也靠化学键结合在一起,故在有限的小范围内观察还有一 定规律,即近程有序,这样的物质称为非晶体。 ②特点 a.非晶体不具有一定的熔点,它实质上是一种过冷的液体结构,往往被称为玻璃体。 b.非晶体具有各向同性。 2.空间点阵 将晶体看成是无错排的理想晶体,忽略其物质性,抽象为规则排列于空间的无数几何点。
轴在底面上,其夹角为 120°,确定晶向指数的方法同前。 ③六方系按两种晶轴系所得的晶向指数的相互转换关系如下
(5)晶带 ①定义 所有相交于某一晶向直线或平行于此直线的晶面构成一个晶带,此直线称为晶带轴。 ②立方系某晶面(hkl)以[uvw]为晶带轴必有的关系式

材料科学基础课后习题及答案

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第二章答案2-1略。

2-2〔1〕一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c,求该晶面的晶面指数;〔2〕一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c,求出该晶面的晶面指数。

答:〔1〕h:k:l==3:2:1,∴该晶面的晶面指数为〔321〕;〔2〕h:k:l=3:2:1,∴该晶面的晶面指数为〔321〕。

2-3在立方晶系晶胞中画出以下晶面指数和晶向指数:〔001〕与[],〔111〕与[],〔〕与[111],〔〕与[236],〔257〕与[],〔123〕与[],〔102〕,〔〕,〔〕,[110],[],[]答:2-4定性描述晶体构造的参量有哪些.定量描述晶体构造的参量又有哪些.答:定性:对称轴、对称中心、晶系、点阵。

定量:晶胞参数。

2-5依据结合力的本质不同,晶体中的键合作用分为哪几类.其特点是什么.答:晶体中的键合作用可分为离子键、共价键、金属键、范德华键和氢键。

离子键的特点是没有方向性和饱和性,结合力很大。

共价键的特点是具有方向性和饱和性,结合力也很大。

金属键是没有方向性和饱和性的的共价键,结合力是离子间的静电库仑力。

范德华键是通过分子力而产生的键合,分子力很弱。

氢键是两个电负性较大的原子相结合形成的键,具有饱和性。

2-6等径球最严密堆积的空隙有哪两种.一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙.答:等径球最严密堆积有六方和面心立方严密堆积两种,一个球的周围有8个四面体空隙、6个八面体空隙。

2-7n个等径球作最严密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙.不等径球是如何进展堆积的.答:n个等径球作最严密堆积时可形成n个八面体空隙、2n个四面体空隙。

不等径球体进展严密堆积时,可以看成由大球按等径球体严密堆积后,小球按其大小分别填充到其空隙中,稍大的小球填充八面体空隙,稍小的小球填充四面体空隙,形成不等径球体严密堆积。

2-8写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。

答:面心立方格子的单位平行六面体上所有结点为:〔000〕、〔001〕〔100〕〔101〕〔110〕〔010〕〔011〕〔111〕〔0〕〔0〕〔0〕〔1〕〔1〕〔1〕。

材料科学基础课后习题答案

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材料科学基础课后习题答案材料科学基础课后习题答案第一章:晶体结构和晶体缺陷1. 什么是晶体?晶体的特点是什么?答:晶体是由有序排列的原子、离子或分子组成的固态材料。

晶体的特点包括有规则的、重复的、周期性的结构,具有明确的晶体面和晶面间角度。

2. 简述晶体中离子束缚以及普通共价键束缚的区别?答:晶体中离子束缚是指由电荷相反的离子通过电磁力相互吸引而形成的结合力,例如NaCl晶体。

普通共价键束缚是由共享电子对形成的,例如金刚石晶体。

离子束缚通常较为强烈,晶体具有高熔点和脆性;而共价键束缚相对较弱,晶体具有低熔点和韧性。

3. 什么是晶体缺陷?列举几种晶体缺陷并简要描述其影响。

答:晶体缺陷是指晶体中排列异常的原子、离子或分子。

常见的晶体缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。

点缺陷指的是晶体中原子位置的缺失或替代,如空位、间隙原子和杂质原子;线缺陷是晶体中晶面上原子位置的错误,如位错和螺旋位错;面缺陷是指晶面之间的错配,如晶界和孪生界。

这些晶体缺陷会影响晶体的物理性质和力学性能。

4. 什么是晶体结构中的定义因素?它们的作用是什么?答:晶体结构中的定义因素包括晶胞和晶格参数。

晶胞是最小重复单元,由一定数量的晶体中的原子、离子或分子组成。

晶格参数描述晶胞的大小和形状。

晶胞和晶格参数共同定义了晶体的结构。

晶胞和晶格参数的作用是确定晶体的晶体面、晶面间角度以及晶体的物理性质。

5. 什么是晶格点?晶格点的种类有哪些?答:晶格点是位于晶体内部的原子、离子或分子的位置。

晶格点的种类包括普通晶格点、间隙晶格点和特殊晶格点。

普通晶格点是晶体中原子、离子或分子的晶格点,如AB型晶体中的A和B原子;间隙晶格点是晶体中没有原子、离子或分子的晶格点,如金刚石中的间隙晶格点;特殊晶格点是具有非普通晶格点性质的晶体中的晶格点,如晶体中的空位或杂质原子。

第二章:物质的结构与性能关系1. 简述晶体结构对物质性能的影响。

答:晶体结构直接影响物质的物理性质和化学性质。

(NEW)陶杰《材料科学基础》笔记和典型题(含考研真题)详解

(NEW)陶杰《材料科学基础》笔记和典型题(含考研真题)详解
② 中级晶族是指对称型中只有一个高次轴,分为三方晶系、四方晶 系和六方晶系;
③ 高级晶族是指对称型中高次轴多于一个。 3.微观对称元素 微观对称元素是指微观特有的对称元素,主要有如下几种: (1)点阵沿着点阵中某一方向上任何两点的矢量进行平移,点阵可 以复原,则该方向的轴线称为平移轴 (2)晶体内部的相同部分绕一轴线周期转动,并且附以轴向平移可 以得到重复,改轴线称为螺旋轴。。 (3)滑移面是指晶体内部的相同部分沿平行于该面的直线方向平移 后再反演而会得到重复的面。 4.空间群 空间群是指把宏观对称元素的点群与微观对称元素的螺旋轴、滑移 面结合作为一部分,将其与平移再组合而形成的对称群。 六、极射投影 1.参考球和极射投影 (1)将一很小的晶体或晶胞置于一大圆球的中心,这个圆球称为参 考球。 (2)极射投影法是指一种由球面直角坐标系,即经纬网通过投影转 绘而成平面网的方法。 2.吴氏网 吴氏网是指球网坐标的极射赤面投影。 3.标准投影图 标准投影图是指以晶体的某个晶面平行于投影面作出全部主要晶面
目 录
第一部分 复习笔记 第1章 晶体学基础 第2章 固体材料的结构 第3章 固体中的扩散 第4章 凝 固 第5章 相 图 第6章 固态相变的基本原理 第7章 晶体缺陷 第8章 材料表面与界面 第9章 金属材料的变形与再结晶 第10章 非金属材料的应力-应变行为与变形机制
第二部分 典型例题 第三部分 名校考研真题
c.所选取单胞的体积要最小。 (2)点阵常数 点阵常数,又称晶格参数是指单胞的三个棱边长度a、b、c及其夹 角α、β、γ这6个点阵常数,或者说3个点阵矢量a、b、c。 2.七大晶系和14种布拉菲点阵
表1-1 七大晶系和14种布拉菲点阵
三、晶向指数与晶面指数 1.晶向指数的确定步骤 (1)以晶胞的某一阵点为原点,三个基矢为坐标轴,并以点阵基矢
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第12章陶瓷材料
12.1复习笔记
一、陶瓷概述
(1)陶瓷
①定义
传统上“陶瓷”是陶器与瓷器的总称。

后来,发展到泛指整个硅酸盐材料,包括玻璃、水泥、耐火材料、陶瓷等。

②分类
陶瓷一般归纳为:工程陶瓷和功能陶瓷。

(2)新型无机材料
新型无机材料是指在传统硅酸盐材料的基础上,用无机非金属物质为原料,经粉碎、配制、成型和高温烧结制得的无机材料,如功能陶瓷,特种玻璃,特种涂层等。

(3)新型无机材料与传统硅酸盐材料的比较
①从组成上看
新型无机材料的组成远远超过硅酸盐的范围,除氧化物和含氧酸盐之外,还有碳化物、氮化物、硼化物、硫化物及其他盐类和单质。

②从性能上看
a.新型无机材料不仅具有熔点高,硬度高,化学稳定性好,耐高温,耐磨损等优点;
b.一些特殊陶瓷还具有一些特殊性能,如介电性、压电性、铁电性、半导性、软磁性、硬磁性等。

二、陶瓷材料的典型结构
陶瓷是指由金属(类金属)和非金属元素之间形成的化合物。

这些化合物的结合键主要是离子键或共价键。

1.离子晶体陶瓷结构
(1)分类
①NaCl型结构:MgO、NiO、FeO等;
②CaF2型结构:等;
③刚玉型结构:等;
④钙钛矿型结构:。

(2)刚玉型结构(如图12-1-1所示)
图12-1-1Al2O3晶体结构
刚玉型结构中每晶胞有6个氧离子、4个铝离子。

其中:
①氧离子占密排六方结点位置,铝离子配置在氧离子组成的八面体间隙中,但只填2/3如图12-1-1(b)所示;
②铝离子的排列要满足铝离子之间的间距最大,因此每三个相邻的八面体间隙,就有一个是有规律地空着,如图12-1-1(a)所示。

(3)钙钛矿型结构(如图12-1-2所示)
图12-1-2钙钛矿结构
钙钛矿型结构中每个晶胞中有1个钛离子、1个钙离子、3个氧离子。

其中:
①原子半径较大的钙离子与氧离子作立方最密堆积;
②半径较小的钛离子位于氧八面体间隙中,构成钛氧八面体[TiO6]。

钛离子只占全部八面体间隙的1/4。

2.共价晶体陶瓷结构
共价晶体陶瓷多属金刚石结构。

(1)SiC结构
SiC结构与金刚石结构类似,只是将位于四面体间隙的碳原子全换成了硅原子,如图12-1-3所示,属面心立方点阵,每个单胞拥有硅、碳原子各4个。

图12-1-3SiC结构
(2)SiO2结构
图12-1-4SiO2结构
如图12-1-4所示,SiO2也属面心立方点阵,每个单胞共有24原子,其中8个为硅原
子,16个为氧原子,其中:
①每个硅原子被4个氧原子包围,形成[SiO4]四面体,四面体之间又都以共有顶点的氧原子互相连结。

如图12-1-5(b)所示;
②若四面体,如图12-1-5(a),长程有序连接,则形成晶态SiO2,纯SiO2高温时具有这种晶体结构。

图12-1-5SiO2空间网络结构
3.非晶型陶瓷结构
硅酸盐的基本结构[SiO4]四面体中的原子结合既有离子键又有共价键,结合力很强。

如图12-1-6所示。

四面体中的氧原子的外层电子是7个。

氧原子为克服电子的不足,从金属那里获得电子(即SiO4-)和金属结合,或每个氧原子再和另一个硅原子共用一对电子对,形成多面体群。

其中:
(1)如果四面体长程有序排列即为晶态SiO2。

(2)如果四面体短程有序排列即为玻璃结构。

图12-1-6玻璃的网形结构
三、陶瓷的显微结构
陶瓷的显微结构主要包括:不同的晶相和玻璃相;晶粒的大小及形状,气孔的尺寸及数量,微裂纹的存在形式及分布。

1.晶粒
(1)陶瓷的主要组成
陶瓷主要由取向各异的晶粒构成,晶相的性能往往能表征材料的特性。

(2)晶粒对材料性能的影响
①晶粒的大小
晶粒越细,材料强度越高。

晶粒越大,晶界应力越大,对于大晶粒甚至可出现贯穿裂纹。

②晶粒的形状
对材料的性能影响很大。

例如α-Si3N4陶瓷的晶粒呈针状,β-Si3N4晶粒呈颗粒状或短。

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