第二章 晶态和非晶态材料.ppt

第二章晶态和非晶态材料的特性第二章晶态和非晶态材料的特性固体晶体非晶体晶体和非晶体都是真实的固体,具有固态的基本属性。相对于气态、液态分子的长程平移,其中的原子则只处在完全确定的平衡位置附近作振动。固体的宏观性质就是这些大量的粒子之间相互作用和集体运动的表现。气态液态固态 T(K) T bT fT g V(dm 3)12 气体液体晶体非晶体 T b –沸点 T f–凝固点 T g–玻璃化温度 ——缓慢降温; ——快速降温; 晶体特征及其结构基础晶体以其特有的点阵结构的特殊性,呈现出与其它物质(气、液、非晶态)完全不同的特殊性质。 1. 晶体的均匀性晶体结构是由相同晶胞周期的并置而成。从宏观上来说,晶体的性质是一个连续的整体,并不随观察的位置而改变。如: 相同的密度、化学组成 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。主要是由于晶体内的粒子在不同方向上排列、取向不同导致的。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。 3. 晶体的自范性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。在理想的环境中,晶体可以生长成凸多面体,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: F + V = E + 2 即: 面数+ 顶点数= 晶棱数+ 2 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。这一规律叫做“晶面夹角(或交角)守恒定律”------ 1669 年由斯特诺( ) 首先提出。?玻璃体不会自发的形成多面体外形,当一块玻璃冷却时,随着温度降低,粘度变大,流动性变小, 固化成表面圆滑的无定形体,与晶体的有棱、有顶角、有平面的性质完全不同。 4. 晶体的熔点晶体具有周期性结构,各个部分都按同一方式排列, 当温度升高,热震动加剧,晶体开始熔化时,各部分需要同样的温度,因而晶体具有一定的熔点。Tt Tt非晶态晶态 5. 晶体的对称性晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。其主要是由于晶体组成微粒的规则排列而产生的。事实上,晶体的对称性与晶体的性质关系非常密切。 晶体学点群和晶体的性质尽管自然界中晶体的外形是多种多样变化无穷的,而就其对称性来看却并不超出 32 种点群代表的宏观对称类型。由于晶体的物理性质由晶体对称性决定,而且也只决定于它的点群的对称性,所以对晶体学点群的研究十分重要。