矽酸盐陶瓷.PPT

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 3.9 碳 碳是一種以許多種多形體形式及非結晶狀態存在的元素。此族群的材料並非真正屬於任何一種傳統之金屬、陶瓷、高分子分類範圍。 P.59 3.10 多形體和同素異形體 某些金屬和非金屬具有一種以上的晶體結構，這種現象稱為多形體（polymorphism）。若是在元素之固體中，這種情況則稱為同素異形體（allotropy）。晶體結構的型態取決於溫度和外在壓力之大小。 P.61 3.11 晶體系統 由於可能有許多種不同的晶體結構，有時為了方便起見，根據單位晶胞的組態或原子的排列方式將其分為幾大族群。 單位晶胞的幾何尺寸可依據六個參數來完全定義，分別為標示於圖 3.20中之三個邊長 a、b 和 c，及三個軸的夾角α、β和γ，且有時候我們稱其為晶體結構之晶格參數（lattice parameter）。 晶體中有七種不同可能之 a、b 和 c，以及α、β 和γ的組合，每一種都代表不同的晶體系統（crystal system）。 P.63 圖3.20 P.63 圖 3.20　具有 x、y和 z座標軸之單位晶胞，同時顯示出軸的長度（a、b和 c）以及軸間角度（α、β和γ）。 表 3.6　七大晶系之單位晶胞幾何學的顯示圖及晶格參數的關係 P.64 表 3.6　七大晶系之單位晶胞幾何學的顯示圖及晶格參數的關係（續） P.64 3.12 點座標 任何位於單位晶胞內之點的位置可以其單位晶胞邊長（即 a、b和 c）乘以一分數來表示其座標（請參考圖3.21）。 P.66 圖3.21 圖 3.21 決定 P點在單位晶胞內座標 q、 r和 s之作法。 P.66 3.13 結晶學的方向 結晶學的方向可定義為兩點間的線或向量。三個方向指標可利用下列步驟來決定： 1. 利用一適當長度的向量使其置放於通過座標系的原點。 2. 將向量投影在三軸上的長度決定出來，這是以單位晶胞邊長 a、b和 c 為單位長度所量測。 3. 將此三個數乘或除以某一共同因子，使其成為最小的整數值。 4. 三個指標不必用逗點來分開，並將其置於中括弧中，如 [uvw]。 P.68 圖3.22 P.68 圖 3.22　在單位晶胞中之 [100]、[110]和 [111]方向。 除六方晶系外，所有結晶學的平面均可以用三個米勒指標（Miller indice）如 (hkl)來表示。任何互相平行的兩個平面是對等且其具有相同的指標。 在立方晶體中，當平面與方向具有相同指標時，表示此平面與此方向是互相垂直的；然而對其它晶系來說，具有相同指標的方向與平面，其間並無任何簡單的幾何關係。 P.72 3.14 結晶學的平面 圖3.25(a,b) P.73 圖 3.25　(a) (001)，(b) (110)及 (c) (111)系列之結晶學平面示意圖。 圖3.25(c) 圖 3.25　(a) (001)，(b) (110)及 (c) (111)系列之結晶學平面示意圖。 P.73 方向相等與線密度（linear density）有關，對特定材料而言，相同方向有相同之線密度。同樣參數應用於結晶學平面為平面密度（planar density），具有相同平面密度值之平面也相等。 線密度（LD）定義為原子中心位於某特定之結晶學方向時每單位長度之原子數，即 P.76 3.15 線密度和平面密度 平面密度（PD）則取為位於特定結晶學平面之單位面積內所包含的原子數，或 P.77 金屬 Metals 面心立方和六方最密堆積晶體結構兩者都具有 0.74的原子堆積因子，它是相同大小的球或原子最有效的堆積方式。 除了以單位晶胞來表示之外，這兩種晶體結構可利用原子最密堆積平面（即平面具有最大原子或球堆積密度）來描述，示於圖 3.29。 P.78 3.16 緊密堆積之晶體結構 圖3.29 P.78 圖 3.29　(a)原子緊密堆積平面之一部分；A、B和 C 位置如圖所示。 (b)對緊密堆積原子平面，以 AB方式順序堆疊。 陶瓷 Ceramics 陶瓷晶體結構也可以離子緊密堆積平面和單位晶胞來考慮。緊密堆積平面是由大的陰離子組成，當這些平面彼此互相堆積時，小的間隙位置可在其間形成，而陽離子就可存在此格隙的位置。 這些間隙位置可以兩種不同形式存在，如圖 3.32 所示。分別是四面體位置（tetrahedral position）及八面體位置（octahedral position）。 P.80 圖3.32 P.80 圖 3.32　一個緊密堆積圓球（陰離子）之平面堆疊於另一個平面的上方；位