《材料科学基础》专业辅导 2011(07无非)

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1、童磊挑灯汇编《材料科学基础》专业辅导2011第一章晶体几何基础晶胞：是能够反映晶体特征的最小单位，并由一组具体的晶胞参数—晶体常数来表征。第二章晶体化学基础球体紧密堆积原理：从球体堆积角度来看，球体的堆积密度越大，系统的内能就越小。六方紧密堆积：按ABABAB……的顺序进行堆积，可以再这种堆积方式中找出六方晶胞的堆积。面心立方紧密堆积：按ABCABCABC……的顺序进行堆积，可以再这种堆积方式中找出面心立方晶胞（单位晶胞含4个球）的堆积。八面体空隙：在等径球体的最紧密堆积中，把组成层间空隙的球心连接起来，由6个球体中心的连线连成八面体形状，故称。四面体空隙：在等径球体的最紧密

2、堆积中，由4个球体所围成的空隙。因其周围4个球体中心的连线连接成四面体形状，故称。▲若有n个等径球体做六方紧密堆积，必定有n个八面体空隙、2n个四面体空隙。对于面心立方紧密堆积也能得到相同的结论。不等径球体紧密堆积：不等径球体紧密堆积时，可以看成由大球径按等径球体堆积后，小球体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，形成不等径球体的紧密堆积。如果小球过大，空隙填不下时，将把空隙略微撑开，或者使大球的堆积方式发生改变，以产生较大的空隙；如果小球过小，不是刚好填满空隙(与组成空隙的几个大球同时接触)时，小球将在空隙中位移。小球与大球的半径比

3、决定了小球应该填充何种空隙。在离子晶体结构中，半径较大的阴离子通常作紧密堆积或近似紧密堆积，半径较小的阳离子则填充在其空隙中。阳离子填充的空隙位置除了和阴、阳离子的半径比有关外，还与其键性、电子构型以及极化性能有关。配位数：指在晶体结构中，一个原子或离子周围与其直接相邻的原子或异号离子的个数。配位多面体：指在晶体结构中，与某一个阳离子直接相邻，形成配位关系的各个阴离子的中心连线所构成的多面体。同质多晶(同质多象)：同一化学组成在不同外界条件下(温度、压力、PH)，结晶成为两种以上不同结构的晶体的现象。(由此产生的化学组成相同、结构不同的晶体称为变体。类质同晶：不同化学组成的物

4、质结晶时成为晶体结构相同的物质。14童磊挑灯汇编第三章晶体结构硅酸盐：是指由硅氧络阴离子和金属阳离子形成的化合物。硅酸盐晶体结构比较复杂，其结构特点:5点①[SiO4]是硅酸盐晶体结构的基础；②硅酸盐结构中的Si4+之间不存在直接的键而是通过O2-来实现键的连接；③[SiO4]的每一个顶点，即O2-最多只能为两个[SiO4]所共用；④两个相邻的[SiO4]间可以共顶而不以共棱共面连接。⑤[SiO4]4-四面体中的、Si4+可以被Al3+置换，形成硅铝氧骨干，骨干外的金属离子易被置换成其他金属离子，结构不受影响，但性质改变。▲硅酸盐晶体结构可以按硅（铝）氧骨干的连接形式分为五类

5、：岛状、组群状、链状、层状和架状。P44表3-5硅酸盐晶体的结构类型（牢记）结构类型[SiO4]共用O2-数形状络阴离子团Si:O实例岛状01四面体双四面体[SiO4]4-[Si2O7]6-1:42:7镁橄榄石Mg2[SiO4]硅钙石Ca3[Si2O7]环状(组群状)2三节环四节环六节环[Si3O9]6-[Si4O12]8-[Si6O18]12-1:3蓝锥矿BaTi[Si3O9]绿宝石Be3Al2[Si6O18]链状22、3单链双链[Si2O6]4-[Si4O11]6-1:34:11透辉石CaMg[Si2O6]透闪石Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2层状3平面层[Si4

6、O10]4-4:10滑石Mg3[Si4O10](OH)2架状4骨架[SiO4]4-[(AlxSi4-x)O8]x-1:2石英SiO2钠长石Na[AlSi3O8]P53习题3-6：叙述硅酸盐晶体结构分类原则及各种类型特点，并举一例说明之。第四章晶体结构缺陷缺陷反应方程式书写规则：①位置关系：在化合物MaXb中，M位置的数量必须永远与X位置的数量保持a:b的比例关系。如果在实际的晶体中，M与X的比例不符合位置的比例关系，表明晶体中存在缺陷。14童磊挑灯汇编②位置增殖：当缺陷发生时，有可能引入M空位VM，也有可能把VM消除，相当于增加或减少M点阵位置数。但发生这种变化时，要符合位置

7、关系。③质量平衡：缺陷方程两边必须保持质量平衡，注意缺陷符号下标只是表示缺陷的位置，对质量平衡没有作用。④电中性：缺陷反应式两边必须具有相同数目的总有效电荷，但不必等于零。⑤表面位置：当一个M原子从晶体内部迁移到表面时，用符号MS表示，下标表示表面位置，在缺陷化学反应中表面位置一般不用特别表示。缺陷反应方程式书写：P60▲CaCl2溶质溶解到KCl溶剂中的固溶过程主要是▲MgO溶质溶解到Al2O3溶剂中的固溶过程主要是▲ZrO2掺入Y2O3形成缺陷非化学计量化合物：化学式不符合定比规律，正、负离子的比例