第2章-晶态和非晶态材料的特性.pptVIP

晶体的均匀性 晶体在宏观观察中表现成为一个宏观连续的对象，例如有着相同密度，相同化学组成等。 ——晶体中原子排布的周期性规则 2. 晶体的各向异性 在晶体中不同的方向上具有不同的物理性质，即为各向异性。例如，在不同的方向具有不同的电导率、膨胀系数、折光率、机械强度等。 ——由其内部质点的有序排列，即晶体内部原子的周期性排列所决定 例如：NaCl晶体的力学性质 云母的解理性 方解石的双折光率 霞石的热传导 3. 晶体的自范性——晶体具有点阵结构 晶体物质在适宜的外界条件下能自发的生长出由晶面，晶棱等几何元素所围成的凸多面体外形来，晶体的这一性质即为晶体的自范性。 凸多面体的晶面数(F)，晶棱数(E)和顶点数(V)之间的关系符合下面公式： Cube：6+8=12+2 Tetrahedron：4+4=6+2 Octahedron：8+6=12+2 Cuboctahedron：14+12=24+2 晶面夹角（或交角）守恒定律 晶体的外形既受其内部结构的制约，又在一定程度上受外因（温度、压力、浓度、杂质）的影响，但同一种晶体的每两个相应界面间的夹角却不受外界条件的影响，保持恒定不变的数值。若对各相应的晶面分别引法线，则每两条法线之间夹角称作晶面交角，它也必为一常数。 4. 晶体有确定的熔点 ——各个部分都按同一方式排列 2.1.2 晶体点群和晶体的物理性质 一、晶体学点群的分类 纯旋转操作点群(只含第I类操作的点群)：11个 (1) 循环群——只具有1个n次轴的点群 C1 C2 C3 C4 C6 (2) 双面群——具有一个n次轴和n个与之垂直的二次轴的点群 D2 D3 D4 D6 (3) 立方群——具有一个以上高次轴的点群 T O 非纯旋转群(含第II类操作的点群)：21个 (1)中心对称的点群（Laue点群）: 11个 可由11个纯旋转的、非中心对称的晶体学点群在对称轴系的中心点加一对称中心而得。 (2)非中心对称非对映对称型：10个 32个晶体学点群的对称类型 二、晶体的点群和晶体的物理性质 32点群与物理性质之间的关系 热电效应和铁电效应：晶体受热或在电场作用下改变晶体电偶极矩的现象，这类晶体必须是极性晶体。即Cn和Cnv(n=1,2,3,4,6)两类点群的晶体，10个异极对称型点群。 压电效应：晶体受到压缩或扭转而能诱发产生偶极矩的现象。 倍频效应：是指光波通过晶体产生出频率为入射光二倍的光的效应。 能产生这两种物理性质的有20种非中心对称的晶体，即除点群O-432以外其他一切非中心对称的晶体均有可能出现。 晶体的对映体现象反映晶体的手性和不对称性，它只出现在11种纯旋转对称的点群。 晶体的旋光性和对映体现象相差4个点群：Cs, C2v, S4 ，D2d 。在这4个点群中，沿着镜面和四重反轴方向也不可能有旋光现象产生，但其他的方向则有可能出现旋光性。 2.5 玻璃和陶瓷 2.5.1 晶态材料与非晶态材料的异同 相同点： 晶体和非晶体都是真实的固体，其内部的原子都处在完全确定的平衡位置附近，并围绕平衡位置作振动； 它们都具有固体的基本属性，即宏观表现为连续刚体，不流动并有确定的形状，体积不变动； 具有弹性硬度，可反抗切应力等性质。 不同点： 晶态材料 ——长程有序（长程序） ——结构的周期性，对称性 ——X射线衍射 非晶态材料 ——无序结构 ——短程有序（短程序） ——对X射线表现为 无规则的散射 长程无序 大范围内排列不规则： 位置无序，也称几何无序、拓扑无序——组成粒子在空间位置上排列无序 成分无序，也称化学无序——多元体系中不同组分无规则地随机分布 与多晶相比较，有一定的类似之处: 2.5.2 玻璃——非晶态材料 玻璃——高温下熔融，冷却过程中黏度逐渐增大、不析晶、室温下保持熔体结构的非晶固体。 1、结构特点：短程有序，长程无序。 不同科学家对玻璃的认识： 门捷列夫：玻璃是一个无定形物质，没有固定化学 组成，与 合金类似。 Socman ：玻璃的结构单元是具有一定的化学组成 的分子 聚合体。 Tamman ：玻璃是一种过冷液体。 2 、特性： 3、结构与性质的关系： 水和汽油： 分子内原子间σ键 ΔE=Eσ* -Eσ 较大，需紫外光照射