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1、材料科学基础--考研辅导张俊善第一章原子结构与键合第二章晶体结构第三章晶体缺陷第四章固体中的扩散第五章材料的变形和再结晶第六章金属凝固第七章二元相图第八章三元相图注重基本概念和基本理论,突出重点,适当练习(只将讲金属部分,不讲陶瓷和高分子材料部分)要求:课前预习,带着问题来听课主要内容第一章材料的晶体结构§1.1材料结构的基本知识1原子结合键离子键一次键共价键金属键二次键分子键(范德瓦尔斯力)氢键Chapter1Thestructureofcrystallinesolids1.2一次键(primarybonding)1）离子键NaCl金属
2、和非金属原子分别形成正负离子，通过静电引力结合在一起结合力强熔点高、强度高、塑性低2）共价键(covalentbonding)：相邻原子共享电子一对或几对价电子可使各原子的外层电子结构成为稳定的八电子层,来达到稳定结构-----H2,SiO2熔点高、强度高、塑性低3）金属键(metallicbonding)：金属原子容易失去外层价电子形成阳离子在空间整齐排列，远离核的电子在正离子之间形成“电子气”导电、导热、塑性好、固溶能力强1.3二次键(secondarybonding)范德瓦耳斯键（vanderWaalsbonding）如果原子的正电
3、荷中心和负电荷中心不重叠，则产生一个偶极矩。这种偶极矩所产生的原子间结合力-----范德瓦耳斯键结合力较弱，塑料、石蜡等氢键（hydrogenbonding）类似于范德瓦耳斯键，结合力较范德瓦耳斯键强。氢原子起关键作用Chapter1Thestructureofcrystallinesolids§1.2晶体结构1晶体学的几个概念空间点阵指几何点在三维空间作周期性的规则排列所形成的三维阵列，是人为的对晶体结构的抽象。Chapter1Thestructureofcrystallinesolids晶胞构成晶格的最基本单元阵点或结点构成空间点阵的
4、每一个点晶格人为地将阵点用一系列相互平行的直线连接起来所形成的空间格架，常用于表示空间点阵的几何规律。2.晶胞Chapter1Thestructureofcrystallinesolids点阵常数:三个棱边的长度a，b，c夹角：α，β，γChapter1Thestructureofcrystallinesolids选取晶胞原则：1能充分反映整个空间点阵的对称性；2尽可能多的直角；3所选取的晶胞体积最小可根据晶胞的类型对晶体进行分类Chapter1Thestructureofcrystallinesolids3晶系和布拉菲点阵考虑每个阵点的
5、周围环境，晶体的空间点阵共有14种根据晶胞棱边长度之间的关系和晶轴之间夹角对晶体的分类,所有晶体可归为7个晶系4晶向指数和晶面指数用于表示不同晶面和晶向的一种符号1)晶向空间点阵中一个方向,代表晶格中原子列的方向晶向指数标定Chapter1ThestructureofcrystallinesolidsoA111PCB建立坐标系；待定晶向上选取一点(最方便的点),确定其坐标值；化整最小整数并加方括号[uvw]举例OB=PA=[110]OA=[111]●一个晶向指数代表相互平行、方向一致的所有晶向；●若晶体中两晶向相互平行但方向相反，则晶向指
6、数中的数字相同，符号相反；●晶体中原子排列情况相同但空间位向不同的一组晶向称为晶向族如立方晶系中：Chapter1Thestructureofcrystallinesolids2)晶面(Crystalplanes):通过空间点阵中的任意一组阵点的原子平面确定晶面指数(Millerindicesfortheplane)：Chapter1Thestructureofcrystallinesolids∞,-1,1/20,-1,2建立坐标系；求待定晶面在三个轴的截距；取三个截距值的倒数；化整并加园括号（hkl）练习●平行晶面的晶面指数相
7、同----一个晶面指数代表一组相互平行的晶面；●数字相同，正负号相反的是同一晶面；●晶体中原子排列情况相同而只是空间位向不同的各组晶面称为晶面族,{hkl},如立方晶系中：晶向指数与晶面指数的某些关系**在立方晶系中，具有相同指数的晶向和晶面必定相互垂直。(hkl)[hkl]**[uvw]晶向与(hkl)晶面平行时,有hu+kv+lw=0Chapter1Thestructureofcrystallinesolids3）六方晶系的晶向指数和晶面指数三轴系a1a2c四轴系a1a2a3cChapter1Thestructureofcrysta
8、llinesolids四轴晶面指数(hkil)特点：同一平面上的h、k、i三个坐标数中有一个是不独立的i=―(h+k)确定六方晶系晶面指数步骤：晶面指数与三轴坐标系相同，取晶面在四个坐标轴上的
