材料化学总结.doc

材料化学总结.doc:..材料化学总结第一章绪论•材料和化学药品化学药品的用途主耍基于其消耗;材料是可以重复或连续使用而不会不可逆地变成别的物质。•材料的分类按组成、结构特点分:金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料按使用性能分:StructuralMaterials 主耍利用材料的力学性能;FunctionalMaterials 主要利用材料的物理和化学性能按用途分:导电材料、绝缘材料、生物医用材料、航空航天材料、能源材料、电子信息材料、感光材料等等•材料化学的主要内容:结构、性能、制备、应用第二章材料的结构*了解元素的各种性质及其变化规律:第一电离能、电子亲和势、电负性、原子及离子半径•注意掌握各种结合键的特性及其所形成晶体材料的主要特点*了解势能阱的概念:吸引能(attractiveenergy,EA):源于原子核与电子云间的静电引力排斥能(repulsiveenergy,ER):源于两原子核之间以及两原子的电子云之间相互排斥总势能(potentialenergy):吸引能与排斥能之和总势能随原子间距离变化的曲线称为势能图(势能阱)较深的势能阱表示原子间结合较紧密,其对应的材料就较难熔融,并具有较高的弹性模量和较低的热膨胀系数。•晶体与非晶体(结构特点、性能特点、相互转化)晶体:原子或原子团、离子或分子在空间按一定规律呈周期性地排列构成(长程有序)非晶体:原子、分子或离子无规则地堆积在一起所形成(长程无序、短程有序)晶态与非晶态Z间的转变?非晶态所属的状态属于热力学亚稳态,所以非品态固体总有向晶态转化的趋势,即非晶态固体在一定温度下会自发地结晶,转化到稳定性更高的晶体状态。?通常呈晶体的物质如果将它从液态快速冷却下來也可能得到非晶态。•晶格、晶胞和晶格参数周期性:同一种质点在空间排列上每隔一定距离重复出现。周期:任一方向排在一直线上的相邻两质点之间的距离。晶格(lattice):把晶体中质点的中心用直线联起來构成的空间格架。结点(latticepoints):质点的中心位置。空间点阵(spacelattice):由这些结点构成的空间总体。晶胞(unitcell):构成晶格的最基木的几何单元。•晶系熟记7个晶系的晶格参数特征了解14种空间点阵类型•晶向指数和晶面指数理解晶面和晶向的含义晶面一一晶体点阵在任何方向上分解为相互平行的结点平面称为晶面,即结晶多面体上的面。晶向一一点阵可在任何方向上分解为相互平行的直线组(晶列),晶列所指方向就是晶向。晶列 晶面簇掌握晶向指数和品面指数的确定晶向指数与晶面指数:国际上统一采用密勒指数(Millerindices)来进行标定。[uvw]为0P的晶向指数,用(hkl)来表示一组平行晶面,称为晶面指数。正交晶系 1立方晶系dhkl==•理解金属晶体的堆积模型A1型最密堆积(面心立方fee)和A3型最密堆积(六方hep),A2型密堆积(体心立方bee)•掌握单位晶胞原子数、•掌握原子堆积系数的计算原了堆积系数二单位晶胞内原子体积/•鲍林规则理解鲍林规则鲍林第一规则一一在离子晶体屮,正离子周围形成一个负离子多面体,正负离子之间的距离取决于离子半径之和,正离子的配位数取决于离子半径比。鲍林第二规则——在离子的堆积结构中必须保持局域的电中性。鲍林第三规则一一稳定结构倾向于共顶连接鲍林第四规则——若晶体结构中含有一种以上的正离子,则高电价、低配位的多面体之间有尽可能彼此互不连接的趋势鲍林第五规则——同一结构中倾向于较少的组分差异,也就是说,晶体中配位多血体类型倾向于最少。 运用鲍林规则分析晶体结构•二元和三元离子晶体了解各种离子晶体的结构特点关注某些较有特点的离子品体的结构与性能关系(如课件中提及的内容)——CaF2与NaCI的性质对比:F半径比CI小,Ca2+半径比Na+稍大,综合电价和半径两因素,萤石中质点间的键力比NaCI中的键力强,反映在性质上,萤石的硬度为莫氏4级,熔点1410°C,,;而NaCI熔点808°C,,?CaF2晶体结构中,8个F■之间形成的八面体空隙都没有被填充,成为一个“空洞”,结构比较开放,有利于形成负离子填隙,也为负离子扩散提供了条件。?立方ZrO2属萤石型结构,具有氧离子扩散传导的机制,在900-1000°C间02■.3硅酸盐结构•硅酸盐结构特点基本结构单元:硅氧四面体[Si04]四面体连接方式:共顶连接•硅酸盐结构类型岛状、环状/链状、层状、网架状各种类型的代表性硅酸盐及其性