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绪论 机械工程学院 第二章 材料的结构——结合键 离子键 形成：原子失去或获得电子而分别形成正负离子，靠正负离子间的吸引力形成离子键。 存在：大部分盐、碱类和金属氧化物、部分陶瓷和钢中的非金属夹杂物以离子键结合。 特点：结合力很大，离子晶体硬度高、熔点高、热膨胀系数小，脆性大。电子不能自由运动，故为良好的绝缘体；光的能力不足以激发外层电子，故不吸收可见光，无色透明。 第二章 材料的结构——结合键 NaCl离子键模型 第二章 材料的结构——结合键 共价键 形成：电子被两相邻原子核共用，形成共价键。 存在：某些陶瓷材料（金刚石、氧化硅、碳化硅等）和部分聚合物以共价键结合。 特点：结合力较大、变化范围宽。晶体硬度高、脆性大，结构比较稳定。 第二章 材料的结构——结合键 金属键 形成：自由电子形成电子云，正离子和电子云产生静电引力使离子结合起来，这种方式即金属键。 存在：金属及合金主要是金属键结合。 特点：不饱和、无方向。因而导电、吸收光能量而不透明、可位移而有塑性。 第二章 材料的结构——结合键 金属键模型 第二章 材料的结构——结合键 分子键：即范得瓦尔键 存在：大部分有机物均以分子键结合。结合力小，熔点、硬度很低 键合力：离子、共价、金属键为强键，分子键为弱键 离子、共价（105J/MOL） 金属键（104J/MOL） 分子键（103J/MOL） 第二章 材料的结构——晶体结构理论 晶体与非晶体的基本概念 晶体：原子有规律周期性排列，有固定熔点、呈各向异性 非晶体：原子随机混乱排列，在一个范围熔化，呈各向同性 本质区别：原子排列的情况 晶体和非晶体在一定条件下可相互转化 第二章 材料的结构——晶体结构理论 晶体结构：晶体内部原子规则排列的方式 基本概念： 晶体结构 晶格：晶体结构之几何抽象 晶胞：晶格之几何单元 描述参数：晶格常数简介 第二章 材料的结构——晶体结构理论 晶体结构、晶格、晶胞示意： 第二章 材料的结构——晶体结构理论 主要晶系及其几何关系 第二章 材料的结构——晶体结构理论 晶体结构、晶格、晶胞示意： 第二章 材料的结构——晶体结构理论 典型金属的晶体结构 体心立方结构（BCC） 结构示意 第二章 材料的结构——晶体结构理论 BCC晶体结构示意 致密度：68% 晶胞原子数：2 第二章 材料的结构——晶体结构理论 FCC晶体结构示意 致密度：74% 晶胞原子数：4 第二章 材料的结构——晶体结构理论 主要金属晶体参数 第二章 材料的结构——晶体缺陷理论 理想晶体：为研究抽象而得的完美晶体，客观并不存在 实际晶体总是存在缺陷的 缺陷的概念和类型 点缺陷 线缺陷 面缺陷 第二章 材料的结构——晶体缺陷理论 完整晶体模型 第二章 材料的结构——晶体缺陷理论 点缺陷的特点：三维尺度很小 形式： 空穴-空岗 间隙原子-小原子 置换原子-异类 固溶强化概念 第二章 材料的结构——晶体缺陷理论 形成固溶体时的晶格畸变 第二章 材料的结构——晶体缺陷理论 理论强度与实际强度的差异—位错理论 位错密度与强度的关系 第二章 材料的结构——晶体缺陷理论 位错的形成 第二章 材料的结构——晶体缺陷理论 面缺陷： 特点：两维尺度大，一维尺度小 类型：晶界、相界等 第二章 材料的结构——晶体缺陷理论 晶界及小角度晶界 第二章 材料的结构——晶体缺陷理论 晶体缺陷的意义： 扩散通道：对一些加工工艺很重要 强化途径： 固溶强化 加工硬化（位错强化） 细晶强化 等等 第二章作业 1、晶体与非晶体有什么不同？ 2、常见的金属晶体结构有哪几种？ 3、你是怎么认识晶体结构、晶格和晶胞的关系的？从中对科学研究方法有什么感受？ 4、理想晶体与实际晶体有何异同？ 5、晶体缺陷有哪些类型？各有什么特点？ * *