材料科学基础复习课件.ppt

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1、《材料科学基础》复习内容2019.6期末考试形式《材料科学基础》2009-2019第二学期类型1、概念题（~30-40分）2、简答题（~10分）3、填空题（~10分）4、计算题（~20分）5、分析论述题（~20分）第一章原子结构与键合概念：1、原子间键合类型及本质。2、金属、高分子、陶瓷材料中的键类型、典型物质名称。平衡距离r0Equilibriumspacing；当FA+FR=0时的原子间距当r=r0时，E0称为结合能（Bondingenergy），将2个原子无限分离所需能量。通常r00.3nm(3Å)1.2.1键合力与能量（Bo

2、ndingForcesandEnergy）材料中的键范德瓦尔键（二次键）共价键金属键半导体聚合物离子键陶瓷和玻璃金属结合键的特性离子键共价键金属键结构特点无方向性或方向性不明显，配位数大方向性明显，配位数小，密度小无方向性，无饱和性，配位数极大，密度大力学特点强度高，膨胀系数小，劈裂性良好，硬度大强度高，硬度大有各种强度，有塑性热学特点熔点高，膨胀系数小，熔体中有离子存在熔点高，膨胀系数小，熔体中有的含有分子有各种熔点高，导热性好，液态的温度范围宽电学特点绝缘体，熔体为导体绝缘体，熔体为非导体导电体根据原子间键和的不同，将材料分为金属、

3、陶瓷和高分子金属材料：金属键陶瓷材料：共价键/离子键高分子材料：共价键/分子键/氢键第二章固体结构1、概念：空间点阵、晶体结构、晶胞、晶向族、晶面族、晶带及晶带定律、配位数、致密度、间隙固溶体、置换固溶体、电子浓度、电子化合物、间隙相、间隙化合物、超结构。2、计算晶向、晶面指数的标定，原子的线、面密度，致密度。体心立方堆垛因子（致密度）0.68配位数：8面心立方堆垛因子（致密度）0.74配位数：12密排六方堆垛因子（致密度）0.74配位数：12晶体结构=空间点阵+基元刚球模型三种典型金属结构的晶体学特点结构特征晶体结构类型面心立方(A1

4、)体心立方(A2)密排六方(A3)点阵常数aaa,c(c/a=1.633)原子半径R晶胞内原子数426配位数12812致密度0.740.680.7414种布拉菲点阵与7个晶系7个晶系棱边长度及夹角关系14种布拉菲点阵立方a=b=c,===90简单立方体心立方面心立方四方a=bc,===90简单四方体心四方菱方a=b=c,==90简单菱方六方a1=a2=a3c,==90,=120简单六方正交abc,===90简单正交底心正交体心正交面心正交单斜abc,==90简单单斜底心单

5、斜三斜abc,90简单三斜立方晶系常见晶向由于3个坐标轴存在正、负值，因此在晶向指数中也可存在负值。如：晶向族：111立方晶系常见晶面晶面族：{100}六角晶系中的晶向、晶面（a）晶向（b）晶面注意：三指数系统与四指数系统转换关系晶带定律所有平行或相交于同一直线的晶面构成晶带，此直线称为晶带轴，属于此晶带的晶面称为晶带面。晶带轴[uvw]与该晶带的晶面（hkl）之间存在以下关系：hu+kv+lw=0[uvw]（hkl）晶带轴晶带面晶带线性与平面原子密度线原子密度：在特定的晶向上，线矢量通过原子中心，2个原子中心间的线

6、段长度为l，此线段中包含的原子部分的尺寸为c，c/l为线原子密度（LD）。面原子密度：在特定的晶面上，晶面通过原子中心，由几个原子中心构成的平面的面积Ap，此平面中包含的原子部分的面积Ac，Ac/Ap为面原子密度（PD）。密度计算AvogardroNVAnAcmolatoms/10023.623x常数，阿伏加多罗—晶胞体积—原子重量—晶胞中的原子数—密度—rNVnAAc=r晶体结构可以视为原子密排面在空间一层一层平行堆垛的结果。密排面数量密排方向数量体心立方{110}6<111>4面心立方{111}4<110>6密排六方六方底面1底面对

7、角线3密排面密排方向32种点群、230种空间群点群：是指一个晶体中所有点对称元素的集合。点群在宏观上表现为晶体外形的对称。晶体外形中只能有32种对称点群的原因：(1)点对称与平移对称两者共存于晶体结构中，它们相互协调，彼此制约；(2)点对称元素组合时必须通过一个公共点，必须遵循一定的规则，使组合的对称元素之间能够自洽。空间群：用以描述晶体中原子组合的所有可能方式，是确定晶体结构的依据。230种空间群：晶体结构中32个点群和14种布拉菲点阵的组合得到。X-射线衍射与Bragg定律X-射线与周期性排列原子发生衍射的必要条件：相同密勒指数(h

8、kl)的AA’，BB’面，晶面间距dhkl；2列（1，2）单色X射线波长，以角入射，散射波为(1’，2’)，路径差为（衍射条件）：n=SQ+QT=dhklsin+dhklsin=2dhklsin