材料科学基础材料科学基础1.11.2章节.ppt

材料科学基础第一章工程材料中的原子排列*1材料科学基础第一章原子、原子排列、微观结构和宏观组织。材料的结构层次:原子:材料的基本单元。原子结构:直接影响材料中原子的结合方式形成不同的结合键及不同性质的材料:金属、半导体、绝缘体(高分子聚合物)Date2材料科学基础第一章决定材料性质最为本质的内在因素是:a)组成材料的各元素原子结构;b)原子间的相互作用,相互结合;c)原子或分子在空间的排列及运动规律;d)原子集合体的形貌特征。硅表面硅原子的排列Ti系超导氧化物的二维结构像Date3材料科学基础第一章固体中原子的相互作用、结合及排列方式;晶体的特征及其描述方法;晶体结构的特点;各种晶体之间的差异;晶体结构中缺陷的类型及性质等。本章主要内容:Date4材料科学基础第一章§凝聚态,此时,原子(分子、离子)间距很近,产生较强的相互作用力结合力或结合键(bonding);原子间作用力与原子间距的关系Date5材料科学基础第一章§:化学键:由于电子运动使原子产生聚集的结合力,结合力较强,也称为一次键,包括金属键、共价键和离子键。物理键:也叫二次键,包括分子键(范德瓦尔斯力)和氢键(在高分子材料中作用较大)Date6材料科学基础第一章约翰尼斯·迪德里克·范·德·瓦尔斯(JohannesDiederikvanderWaals)1837年11月23日出生1923年3月8日逝世荷兰物理学家著名成就分子力博士论文:论气态和液态的连续性研究机构:阿姆斯特丹大学荣誉:诺贝尔物理学奖(1910年)Date7材料科学基础第一章§:最外层电子数很少,价电子极易挣脱原子核束缚成为自由电子,形成电子云—电子共有化;金属键金属中的自由电子和金属正离子相互作用构成键合即为金属键;特点:电子共有化,无饱和性,无方向性。Date8材料科学基础第一章§:由于金属键无饱和性和方向性,每个原子可能同更多的原子相结合并趋于形成低能量的密堆结构;当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时不会使金属键破坏,故金属具有良好延展性;Date9材料科学基础第一章自由电子的存在使金属具有良好的导电和导热性能:,形成电流金属导电性强;,受热部分的自由电子能量增加,运动加剧,不断与金属离子碰撞而交换能量,把热从一部分传向各整体金属导热性好。Date10材料科学基础第一章