第二章固体中的相结构合金与相1合金（1）合金：两种或两种以上的金属，或金属与非金属经一定方法合成的具有金属特性的物质。
（2）组元：组成合金最基本的独立的物质。（如一元、二元、三元合金〕，可以是元素，也可以是化合物。（3）合金系：
给定元素以不同的比例而合成的一系列不同成分合金的总称。如Fe-C，Fe-Cr等。合金与相2相（1）相：材料中
结构相同、成分和性能均一的组成部分。（如单相、两相、多相合金。）合金与相2相（2）相的分类
固溶体：晶体结构与其某一组元相同的相。溶剂-溶质。中间相（金属化合物）：组成原子有固定比例，其结构与组成组元均不相同的
相。第一节固溶体按溶质原子位置不同，可分为置换固溶体和间隙固溶体。第一节固溶体按固溶度不同
，可分为有限固溶体和无限固溶体。按溶质原子分布不同，可分为无序固溶体和有序固溶体。第一节固溶体1置换固溶
体（1）置换固溶体：溶质原子位于晶格点阵位置的固溶体。（2）影响置换固溶体溶解度的因素a原子尺寸因素
原子尺寸差越小,越易形成置换固溶体,且溶解度越大。△
r=(rA-rB)/rA当△r<15%时，有利于大量互溶。第一节固溶体b晶体结构因素
结构相同，溶解度大，有可能形成无限固溶体。c电负性因素电负性差越小，越易形成固溶体，溶解度越大。d电子浓度
因素电子浓度e/a越大，溶解度越小。e/a有一极限值，与溶剂晶体结构有关。一价面心立方金属为1.36，一价体心立方
金属为1.48。（上述四个因素并非相互独立，其统一的理论的是金属与合金的电子理论。）第一节固溶体2间隙固
溶体（1）组成：原子半径较小（小于0.1nm)的非金属元素溶入金属晶体的间隙。（2）影响因素：原子半径和溶剂结
构。（3）溶解度：一般都很小，只能形成有限固溶体。第一节固溶体3固溶体的结构（1）晶格畸变。（2）偏聚与
有序：取决于同类原子和异类原子间结合力的相对大小。
完全无序、偏聚、部分有序、完全有序。第一节固溶体4固溶体的性质(1)点阵常数改变(2)产生固溶
强化现象:固溶体的强度和硬度高于纯组元，塑性则较低。
概念:固溶强化－由于溶质原子的溶入而引起的强化效应。
间隙固溶体的强化效果高于置换固溶体。如产生柯氏气团或
有序强化。（3）物理、化学性能改变第二节金属间化合物中间相是由金属与金属，或金属与
类金属元素之间形成的化合物，也称为金属间化合物。包括：正常价化合物、电子化合物（电子相）、间隙化合物。第二节金
属间化合物1正常价化合物（1）形成：电负性差起主要作用，符合原子价规则。（2）键型：随电负性差的减小，分别形成离
子键、共价键、金属键。（3）组成：AB或AB2。如MnS,Mg2Si.2
电子化合物（电子相）（1）形成：电子浓度起主要作用，不符合原子价规则。（2）键型：金属键（金属－金属）。（3）组成：电
子浓度对应晶体结构，可用化学式表示，可形成以化合物为基的固溶体。
3/2-BCC;21/13-复杂立方；21/12-HCP第二节金属间化合物3间隙化合物（1）形成：尺
寸因素起主要作用。（2）结构简单间隙化合物（间隙相）：金属原子呈现新结构，非金属原子位于其间隙，结构简单。如面心立方VC。RX
/RM<0.59.复杂间隙化合物：主要是铁、钴、铬、锰的化合物，结构复杂。如Fe3C。RX/RM>0.59（3）组成：可用化
学式表示，可形成固溶体，复杂间隙化合物的金属元素可被置换。（4）键型：共价键和金属键。第二节金属间化合物4拓扑密堆相
（1）形成：由大小金属原子的适当配合而形成的高密排结构。其空间利用率和配位数都很高，结构复杂。（2）组成：如AB
2。5金属化合物的特性（1）力学性能：高硬度、高强度、低塑性。（2）物化性能：具有电学、磁学、声学性质等
，可用于半导体材料、形状记忆材料、储氢材料等。(超导变压器）第三节陶瓷晶体相第三节陶瓷晶体相1陶瓷材料简介（1）
分类按用途可分为：结构陶瓷（利用其力学性能）：强度（叶片、活塞）、
韧性（切削刀具）、硬度（研磨材料）。功能陶瓷（利用其物理性
能）精细功能陶瓷：导电、气敏、湿敏、生物、超导陶瓷等。功能转换陶瓷：压电、光电、热电、磁光、声光陶瓷等。
第三节陶瓷晶体相1陶瓷材料简介按结构可分为：氧化物陶瓷
硅酸盐陶瓷（2）特点结合键：以离子键为主，可含有一定比例的共价键。成分：确定，可用分子式
表示。性质：具有典型的非金属性质。第三节陶瓷晶体相2氧化物结构陶瓷氧化物陶瓷是典型的离子化合物。
有AB，AB2，A2B3，ABO3，AB2O4等结构。（1）AB型结构NaCl型结构，如氯化钠晶体，其化学式为
NaCl，晶体结构为立方晶系。氯化钠是一种立方面心格子。其中阴离子按立方最紧密方式堆积，阳离子填充于全部的八面体空隙中，阴、阳离子
的配位数都为6。闪锌矿型结构，如立方ZnS，为立方晶系,ZnS是面心立方格子，阴离子位于立方面心格子的节点位置，而阳离子交
错分布于立方体内的1/8小立方体的中心。阳离子的配位数是4，阴离子的配位数也是4。第三节陶瓷晶体相2氧化物结构陶瓷
（2）AB2型结构萤石结构，CaF2,结构属于立方晶系，阳离子位于立方面心的节点位置上，阴离子则位于立方体内8
个小立方体的中心。阳离子的配位数位8，而阴离子的的配位数为4。金红石结构，金红石结构为正方晶系。阳离子位于正方原始格子的节点位
置，体中心的阳离子不属于这个正方原始格子，而自成另一套正方原始格子，因为这两个阳离子的周围环境是不相同的，所以，不能成为一
个正方体心格子，氧离子在晶胞中处于一些特定的位置上。第三节陶瓷晶体相2氧化物结构陶瓷（3）A2B3
型结构刚玉型结构，刚玉晶体结构属于三方晶系。阴离子按六方紧密堆积排列，而阳离子填充于2/3的八面体空隙，因此阳离子的分布
必须有一定的规律，其原则就是在同一层和层与层之间，阳离子之间的距离应保持最远，这是符合于鲍林规则的。（4）ABO3型结构
钙钛矿型结构，是一种复合氧化物结构，在高温时属于立方晶系，在降温时，通过某一特定的温度后将产生结构的畸变使立方晶格的对称
性下降。第三节陶瓷晶体相3硅酸盐结构陶瓷（1）硅酸盐陶瓷的结构特点a基本结构单元：SiO4。b结合键
与结构：主要是离子键结合，含一定比例的共价键。硅位于氧四面体的间隙。c每个氧最多被两个多面体共有。氧在两
个四面体之间充当桥梁作用，称为氧桥。第三节陶瓷晶体相3硅酸盐结构陶瓷（2）硅酸盐陶瓷的结构分类a含
有限Si-O团的硅酸盐，包括含孤立Si-O团和含成对或环状Si-O团两类。又称岛状硅酸盐。b链状硅酸
盐：Si-O团共顶连接成一维结构，又含单链和双链两类。第三节陶瓷晶体相3硅酸盐结构陶瓷（
2）硅酸盐陶瓷的结构分类c层状硅酸盐：Si-O团底面共顶连接成二维结构。d骨架状硅酸盐：Si-O团共顶
连接成三维结构。第四节高分子相1基本概念（1）高分子化合物：由一种或多种化合物聚合而成的相对分子质量很大的化
合物。又称聚合物或高聚物。（2）分类按相对分子质量：分为低分子聚合物（<5000）和高分子聚合物（>500
0）。按组成物质：分为有机聚合物和无机聚合物。第四节分子相2化学组成（以乙烯聚合成聚乙烯为例）（1）单体
：组成高分子化合物的低分子化合物。（2）链节：组成大分子的结构单元。（3）聚合度n：大分子链中链节的重复次数。第四节分子
相3高分子化合物的合成（1）加聚反应a概念：由一种或多种单体相互加成而连接成聚合物的反
应。（其产物为聚合物）b组成：与单体相同。反应过程中没有副产物。c分类均加聚反应：由一种单体参与的加聚反应。生成均
聚物。共加聚反应：由两种或两种以上单体参与的加聚反应，生成共聚物。第四节分子
相3高分子化合物的合成?（2）缩聚反应a概念：由一种或多种单体相互混合而连接成聚合物，同时析出某种
低分子化合物的反应。b分类均缩聚反应：由一种单体参加的缩聚反应.生成均缩聚物。
共缩聚反应：由两种或两种以上单体参加的缩聚反应。生成共缩聚物。第四节分
子相4高分子化合物的分类（1）按性能与用途：塑料、橡胶、纤维、胶黏剂、涂料等。（2）按生成反应类型：加聚物、缩聚物。（
3）按物质的热行为：热塑性塑料和热固性塑料。第四节分子相5高分子化合物的结构（1）高分子链结构（链内结构，分子内结
构）a化学组成b单体的连接方式均聚物中单体的连接方式：头－尾连接、头－头或尾－尾相连、
无规连接。共聚物中单体的连接方式：无规共聚：ABBABBA
BA交替共聚：ABABABAB嵌段共聚：AAAABBAAAABB接枝共聚：AAAAAAA
AAAABB
BBBB第四节分子相c高分子链的构型
（按取代基的位置与排列规律）全同立构：取代基R全部处于主链一侧。间同立构：取代基R相间分布在主链两侧。
无轨立构：取代基R在主链两侧不规则分布。d高分子链的几何形状：线型、支化型、体型。（2）高分子的聚集态结构（
链间结构、分子间结构）无定形结构、部分结晶结构、结晶型结构（示意图）第四节分子相6高分子材料的结构与性能特点
（1）易呈非晶态。（2）弹性模量和强度低。（3）容易老化。（4）密度小。（5）化学稳定性好。第五节玻璃相1
结构：长程无序、短程有序（1）连续无规网络模型。（2）无规密堆模型。（3）无规则线团模型。2性能
（1）各向同性。（2）无固定熔点。（3）高强度、高耐蚀性、高导磁率（金属）。3形成条件
黏度和冷却速度。第二章第四节分子相第二章第五节玻璃相3h4h为何工业上很少使用纯
金属,而多使用合金?第二章第二章?2003Brooks/Cole,adivisionofThomson
Learning,Inc.ThomsonLearning?isatrademarkusedhereinunde
rlicense.第二章第二章第一节固溶体第二章第一节固溶体?2003Brooks
/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning?is
atrademarkusedhereinunderlicense.第二章第一节固溶体第二章第
一节固溶体第二章第一节固溶体第二章第一节固溶体第二章第一节固溶体
?2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.Thomson
Learning?isatrademarkusedhereinunderlicense.第二章第二节中
间相第二章第二节中间相第二章第二节中间相第二章第二节中间相2h第二章第三节
陶瓷第二章第三节陶瓷第二章第三节陶瓷第二章第三节陶瓷第二章第三节陶瓷第
二章第三节陶瓷第二章第三节陶瓷SmithWF.FoundationsofMaterialsScienceandEngineering.McGRAW.HILL.3/E第二章第三节陶瓷SmithWF.FoundationsofMaterialsScienceandEngineering.McGRAW.HILL.3/E第二章第三节陶瓷SmithWF.FoundationsofMaterialsScienceandEngineering.McGRAW.HILL.3/E第二章第四节分子相第二章第四节分子相第二章第四节分子相第二章第四节分子相第二章第四节分子相第二章第四节分子相第二章第四节分子相 |
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