材料科学基础 ppt课件.ppt

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1、材料科学基础浙江大学版写在前面本PPT中列出的知识点都很重要红色标出的是特别重要的本PPT作为教案的配合材料，较之教案更为精简第一章晶体结构§1-1晶体学基础§1-2晶体化学基本原理§1-3典型晶体结构§1-1晶体学基础材料性能决定因素：内部微观构造。固态材料分类：晶体与非晶体要关注二者的区别掌握材料性能，不根据外观，必需从原子排列情况确定§1-1晶体学基础一、空间点阵空间点阵和晶胞的概念晶胞的描述方法7种晶系、14种布拉菲点阵、晶族的概念关注晶体结构与空间点阵区别与关联§1-1晶体学基础二、晶向指数和晶面指数晶向、晶面、晶向指数、晶面

2、指数、晶向族、晶面族的概念关注六方晶系按两种晶轴系所得指数的转换：从(hkil)转换成(hkl)：去掉i即可，反之：加上i=-(h+k)[UVW]与[uvtw]间互换关系:U=u-t，V=v-t，W=w；u=(2U-V)，v=(2V-U)，t=-(u+v)，w=W§1-1晶体学基础二、晶向指数和晶面指数晶带与晶带轴的概念关注1、晶带轴[uvw]与该晶带的晶面(hkl)之间的关系：hu+kv+lw=02、任两个不平行晶面的晶带轴：(h1k1l1)和(h2k2l2)则有u=k1l2-k2l1，v=l1h2-l2h1，w=h1k2-h2k1§1

3、-1晶体学基础二、晶向指数和晶面指数晶面间距的概念、特点关注晶面间距的计算正交晶系面间距计算式：立方晶系面间距计算式：注意：以上对简单晶胞而言；复杂晶胞应考虑层面增加的影响。如，在体心立方或面心立方晶胞中间有一层，故实际晶面间距应为d001/2。§1-1晶体学基础三、晶体的对称性宏观和微观对称要素、点群、空间群、单形、聚形的概念的概念关注所有对称要素归纳：§1-2晶体化学基本原理一、电负性电负性的概念、分界化合物形成与电负性关系：两元素电负性差别很小，键合为非极性共价键或金属键；电负性差别增加，键合极性增加，倾向于离子性键合。（纯共价

4、键合）SiMgSNaCl（离子键合）两头是极端（强极性特征）HFHClHBrHI（弱极性特征）大多数实际材料键合特点：几种键合形式同时存在。§1-2晶体化学基本原理二、晶体中的键型化学键的概念、种类，分子键的概念关注离子键、共价键、金属键、范式键、氢键的特点、成键方式、强度、形成条件§1-2晶体化学基本原理三、结合能和结合力原子结合为晶体的原因：原子结合起来后，体系能量降低结合能：分散原子结合成晶体过程中，释放出的能量V原子间的吸引与排斥：吸引是长程力，源自异性电荷库仑引力，远距离时起主要作用；排斥是短程力，源自同性电荷间的库

5、仑力和原子实周围电子气相互重叠引起的排斥，十分接近时起主要作用。§1-2晶体化学基本原理四、原子半径范德瓦耳斯半径、共价半径、离子半径、金属半径的概念§1-3典型晶体结构一、金属晶体（一）晶体中的原子排列及典型金属晶体结构：最典型结构、堆积特征、密排面、密排面上原子排列方式、晶格常数与原子半径的关系、间隙（二）晶体中原子间的间隙：八面体、四面体间隙、配位数、致密度的概念关注计算§1-3典型晶体结构二、共价晶体典型结构：单晶硅（金刚石、低于室温时的C、Ge、Sn）结构称金刚石立方结构(骨架状，四原子近邻)；As、Sb、Bi结晶成层状结构

6、(片状，三原子近邻)；S、Se、Te螺旋链结构（两原子近邻键合）成键强度：金刚石结构成键强；层状结构层内强，层间弱；链结构链内共价键，链间分子键§1-3典型晶体结构二、共价晶体其它重要结构：闪锌矿和纤锌矿，有极性共价键，是共价晶体的两种典型结构方石英结构：共价晶体SiO2的一种变体，立方ZnS结构鳞石英结构：共价晶体SiO2的一种变体，六方ZnS结构§1-3典型晶体结构三、离子晶体负离子配位多面体：以正离子为中心，将周围最近邻配置的各负离子的中心连起来形成的多面体,负离子配位多面体的形状正离子配位数：配置于正离子周围的负离子数三者之间关

7、系：§1-3典型晶体结构三、离子晶体形成晶体结构的泡林五规则关注用规则分析结构§1-3典型晶体结构四、硅酸盐晶体硅酸盐矿物结构关注计算岛状硅酸盐：焦硅酸盐：环状硅酸盐：链状硅酸盐：层状硅酸盐：单链与环状的区别：化学式中单链Si的数量是1或2；环状是3以上§1-3典型晶体结构五、高分子晶体(一)高分子晶体的形成基本形态、高分子材料特点、高分子结构单元连接特点、结构形态、结晶特性(二)高分子晶体的形态高分子晶体形貌：结晶高分子较多地具有球晶的形貌。一个球晶由沿半径垂直方向的多层晶片组成。晶片内是缨束状晶区或折叠链晶区。晶片间是无定形的非晶

8、区偏振光显微镜下聚乙烯球晶第二章晶体的不完整性§2-1点缺陷§2-2位错§2-3表面、界面结构及不完整性第二章晶体的不完整性缺陷：晶体中偏离完整性的区域，即造成晶体点阵周期势场畸