材料化学导论复习提纲.doc

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1、材料化学导论复习提纲第一章绪论一、材料的分类（按成分分类、按功能分类）1、按组成、结构特点分金属材料：由金属及合金构成的材料。黑色金属：如钢Fe、Mn、Cr及其合金；有色金属：黑色金属以外的各种金属及其合金。无机非金属材料：由非金属单质或金属与非金属组成的化合物所构成的材料。传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等新型无机非金属材料：高温结构陶瓷、光导纤维等。如水晶(SiO2)、金刚石(C)、刚玉(Al2O3)、新型陶瓷材料或精细陶瓷。高分子材料：以脂肪族或芳香族的C-C共价键为基础结构的大分子组成。天然高分子材料：木材,天然橡胶,棉花,动物皮毛等。合成高分子材

2、料：塑料,合成橡胶,合成纤维和粘合剂等。复合材料：金属、无机非金属和有机高分子材料有机结合，可以在性能上起到协同作用，从而获得全新性能的一类材料。如碳纤维等。2、按使用性能分结构材料：主要利用材料的力学性能的材料。功能材料：主要利用材料的物理和化学性能的材料。二、原料与材料的区别、（化学过程与材料过程？）。材料：人类能用来制作有用物件的物质。是为获得产品，无化学变化。原料：人们在自然界经过开采而获得的劳动对象。是生产材料，往往伴随化学变化。注意：材料和原料合成为原材料。三、.材料的发展过程（了解）。第一代：天然材料在原始社会，生产技术水平低下，人类使用的材料只

3、能是自然界的动物、植物和矿物，主要的工具是棍棒，用石料加工的磨制石器。第二代：烧炼材料烧炼材料是烧结材料和冶炼材料的总称。天然的矿、土烧结的砖瓦、陶瓷、玻璃、水泥，都属于烧结材料；从天然矿石中提炼的铜、铁等，属于冶炼材料。第三代材料：合成材料如合成塑料、合成橡胶、合成纤维。第四代：可设计的材料近代出现的根据实际需要去设计特殊性能的材料。第五代：智能材料随时间、环境的变化改变自己的性能或形状的材料。如形状记忆合金。第二章一、晶体的对称性：点对称操作的独立操作元素、点对称操作与平移对称操作的组合（空间群）。晶体的对称性：指对晶体施加某种几何操作后，晶体可以完全复原

4、的性质。这种几何操作为对称操作。点对称操作：在晶体对称操作过程中，若至少有一个点保持不变，则这种对称操作称为点对称操作。晶体的这种对称性称为点对称性或宏观对称性。能使点阵结构复原的对称元素：平移群、对称中心（又称倒反）、镜面、旋转轴、旋转反轴。空间点阵结构中只能容纳有限的几种旋转轴，即二重轴、三重轴、四重轴和六重轴，所以其最基本的对称元素只有七种。131、旋转对称性：指以一个假想直线为轴，绕此直线旋转一定的角度可使图形相同部分重合。（该直线称为对称轴，以L表示，分为n重旋转轴，其中n＝360/α,α为旋转角度。受点阵结构的限制，晶体中只存在1，2，3，4，6几

5、种旋转轴，用L1，L2，L3，L4，L6表示。）n=1:平庸对称性，单位对称操作，所有晶体均具有的对称性。n=2：n=3:n=4:n=6:旋转轴——1.2.3.4.6重轴。镜面m、倒反操作i。2、共有化电子只有一个价电子：电子在离子实电场中运动时，单个原子的势能曲线表示为：两个原子很近时：每个价电子将同时受到两个离子实电场的作用，这时的势能曲线表示为：3、导体、绝缘体和半导体的能带结构、用能带理论解释其性质及温度对其导电性的影响。（1）导体的能带结构（三种形式）。形式1：价带中只填充了部分电子，在外加电场作用下，这些电子很容易在该能带中从低能级跃迁到较高能级，

6、从而形成电流。是电子导电型，如Li。形式2：价带被电子填满，成为满带，且与空带发生交叠，形成更宽的能带，从而使可添充的电子数目大于2N，使能带不完全被电子充满，以致出现电子和空穴同时参与导电。包括：空穴导电型导体、电子导电型导体。如二价Bi、As、Mg、Zn。形式3：金属的价带本来就没有被电子填满，同时价带又同邻近的空带重叠，形成一个更宽的导带，实际参与导电的是那些未被填满的价带中的电子。是电子导电型导体，如Na、K、Cu、Al、Ag。导带空带价带空带导带中电子的转移13（2）绝缘体能带结构。绝缘体具有充满电子的满带和很宽的禁带，禁带宽△Eg约3～6eV；一般

7、温度下，满带中的电子在外电场作用下很难激发，越过禁带到空带参与导电。如大多数离子晶体。例：NaCl晶体，它的能带是由Na+和Cl-离子的能级构成的，Na+带隙空带非导体的最外壳层2p和Cl-的最外壳层3p，都已被电子填满，且这最高满带与空带之间存在着很宽的禁带，所以NaCl是绝缘体。绝缘体：电子刚好填满最低的一系列能带（最上边的满带叫价带），再高的各能带全部都是空的（即为空带），由于没有未满带，禁带宽度比较大，不能导电。（3）半导体能带结构。在温度T=0K时，能带结构与绝缘体相似，只是禁带宽度△Eg空带（导带）半导体满带（价带）很窄，约0.1～1.5eV；在温

8、度T＞0K时，电子热激发，能从满带跃迁