第2章固体结构4汇编.pptVIP

内容回顾 2.3合金相结构 内容回顾 2.4离子晶体结构规则 内容回顾 2.4离子晶体结构规则 第二章 固体结构 1、晶体学基础 2、金属的晶体结构 3、合金相结构 4、离子晶体的结构 5、共价晶体的结构 6、聚合物晶体结构 7、非晶态结构 2.4 共价晶体的结构 一、共价晶体的主要特点 共价晶体：由同种非金属元素的原子或异种元素的原子以共价键结合成的无限大分子。由于共价晶体中的粒子为中性原子，所以也叫原子晶体。元素周期表中IV，V，VI族元素、许多无机非金属材料和聚合物都是共价晶体结构。 共价晶体特点： 1.饱和性：配位数服从8-N法则，即结构中每个原子都有8-N个最近邻的原子（N为原子的价电子数），共价晶体中的原子配位数比离子晶体和金属晶体中的小。 2.方向性：各键之间有确定的方位（配位数小，结构稳定）。 3.共价键的结合力比离子键强，故具有更高的硬度、强度、熔点、沸点；更低的挥发性，结构也更稳定。 4.导电能力差，因共用电子不能自由运动。 1、金刚石型结构 A4 1、金刚石型结构 4A 属于复杂面心立方点阵，晶胞中有8个原子。 CN4，致密度0.34。共价键结合。 第二章 固体结构 1、晶体学基础 2、金属的晶体结构 3、合金相结构 4、离子晶体的结构 5、共价晶体的结构 6、聚合物晶态结构 7、非晶态结构 2.6 聚合物的晶态结构 聚合物聚集态结构分为晶态结构和非晶态（无定形）结构两种类型，且有两个不同于低分子物质聚集态的明显特点： 1）聚合物晶态总是包含一定量的非晶； 2）聚合物聚集态结构不但与大分子链本身的结构有关，而且还强烈地依赖于外界条件。 2.6.1 聚合物的晶体形态 2.6.2 聚合物晶态结构的模型 基本特点是：一个分子链可以同时穿越若干个晶区和非晶区，在晶区中分子链互相平行排列，在非晶区中分子链互相缠结呈卷曲无规排列。 这是一个两相结构模型，即具有规则堆砌的微晶(或胶束)分布在无序的非晶区基体内。 这一模型解释了聚合物性能中的许多特点，如晶区部分具有较高的强度，而非晶部分降低了聚合物的密度，提供了形变的自由度等。 (2) 折叠链结构模型 (chain-folded model) Keller 提出：在晶体中高分子可以很规则地进行折叠。 折叠链结构不仅存在于单晶体中，在通常情况下从聚合物溶液或熔体冷却结晶的球晶结构中，其基本结构单元也为折叠链的片晶，分子链以垂直晶片的平面而折叠。 在多层片晶中，分子链可跨层折叠，层片之间存在联结链。 （3）伸直链模型。对聚乙烯和聚四氟乙烯等不带侧基的高分子化合物，在极高压下结晶的大分子链垂直排列在片晶中。 （4）串晶的结构模型。伸直链和折叠链的组合结构。 （5）球晶的结构模型。大量多层片晶以晶核为中心，以相同的速率辐射型生长，形成球状多晶聚合体。 综合了在高分子晶态结构中所可能存在的各种形态，而提出的折中模型。 特别适合用于描述半结晶高分子中复杂的结构形态。 2.6.3 聚合物晶体的晶胞结构 聚合物晶胞中，沿大分子链的方向和垂直于大分子链方向的原子间距是不同的，使得聚合物不能形成立方晶系。 聚合物晶体的质点是结构单元链节，而不是原子、分子或离子。 PE的晶胞结构Planar zigzag conformation 准晶态结构 准晶态结构 准晶态结构 液晶态结构 第二章 固体结构 1、晶体学基础 2、金属的晶体结构 3、合金相结构 4、离子晶体的结构 5、共价晶体的结构 6、聚合物晶体结构 7、非晶态结构 结晶型结构 无定形结构 性能特点: 各向同性; 无固定熔点; 高强度、高耐蚀性、高导磁率。 第二章 内容回顾 一、需掌握的概念和术语： 1. 晶体与非晶体的区别 2. 空间点阵、晶格、晶胞、晶系（七个），布拉菲点阵（14种） 3. 晶面指数、晶向指数、晶面间距 二、几个常用的公式 1. 指数相同的晶向和晶面必然垂直。如[111]⊥(111) 2. 当一晶向[uvw]位于或平行某一晶面（hkl）时，则 必然满足：h·u+k·v+l·w=0 3. 晶面间距：d(hkl)的求法 1、晶体与非晶体的区别： １.原子规则排列：晶体中原子（分子或离子）在三维空间呈周期性重复规则排列，存在长程有序，而非晶体的原子无规则排列的。 ２.是否有固定熔点：晶体具有固定的熔点，非晶体无固定的熔点，液固转变是在一定温度范围内进行。 3.各向异(同)性：晶体具有各向异性（anisotropy），非晶体为各向同性。 2、空间点阵：将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点（阵点 lattice point），即可得到一个由无数几何点在三维空间排列成规则的阵列—空间点阵（spa