高等无机与物理化学：4无机材料物理化学

1、3.1 概论,3.2 热力学三大定律,3.3化学反应的限度,上一章重点回顾,热力学解决什么问题 常用热力学术语的概念（体系、环境、状态、状态函数、强度性质、广度性质、相、热力学能、热、功） 状态函数特征,热化学反应方程式、盖斯定律、热化学反应的自发性（两个影响因素）、熵、吉布斯自由能,化学平衡的特点、催化剂,无机材料物理化学,物质的分类 传统物质可分为固体、液体、气体。 液晶、等离子称为凝聚体。 固体包括晶体（长程有序，各向异性）、非晶体（长程无序，短程有序）准晶（具有五次旋转轴的晶体，Al-Mn合金） 液体（短程有序，各向同性） 液晶（短程有序，各向异性,General Characters

2、 of Materials,荀子：君子生非异也,善假于物也,材料基因组计划 （Materials Genome Initiative,多孔与致密结构,不同温度导电、不同气氛柔韧性,陶瓷发动机的优越性为： 可以提高发动机的工作温度，从而大大提高效率。例如，对内燃机而言，目前作为其制造材料的镍基耐热合金，工作温度在1000左右。而采用陶瓷材料，则可以将工作温度提高到1300，使发动机效率提高30%左右。 工作温度高，可使燃料燃烧充分，所排废气中的有害成分大为降低，这不仅降低了能源消耗，而且减少了环境污染。 陶瓷的热传导性比金属低，这使发动机的热量不易散发，节省能源。 陶瓷具有较高的高温强度和热传导

3、性，可延长发动机的使用寿命,阻碍陶瓷发动机实用化的主要障碍是陶瓷的脆性和由此导致的低可靠性。若能解决这个问题，将会给人类社会的发展提供强大的推动力,无机材料 的热学性能,材料的热学性能 材料的热学性能包括热容、热膨胀、热传导、热稳定性、热辐射等。 举例：飞行器、精密仪器、建筑保温、发动机,热学性能的物理基础 热平衡动态平衡 热平衡：系统内无隔热壁时系统温度处处相等；系统与环境之间无隔热壁时系统与环境温度相等。 力平衡无刚性壁时，无受力不均现象。 相平衡各相之间不随时间发生变化。 化学平衡化学组成和物质数量不随时间变化,热力学相关定律 热力学第一定律能量守恒，只说明了功、热 转化的数量关系； 热

4、力学第二定律过程的方向性 热力学第三定律规定熵 完美晶体含义：完美晶体是指晶格中排列的粒子(分子,原子或离子)只以一种方式整齐排列,没有缺陷或错位,是理想的单晶。玻璃态的固体、固溶体以及复晶等都不是,热性能的物理本质晶格热振动 牛顿第二定律简谐振动方程,温度，动能频率、振幅,各质点热运动时动能的总和，就是该物体的热量，即,热性能的物理本质,材料的热学性能包括热容、热膨胀、热传导、热稳定性、热辐射等。 热性能的物理本质晶格热振动,上一章重点回顾,熔 点,鲍林(Pauling)根据离子晶体的晶体化学原理，通过对一些较简单的离子晶体结构进行分析，总结归纳出五条规则。 氧化物晶体及硅酸盐晶体大都含有一定成分的离子键，因此，在一定程度上可以根据鲍林规则来判断晶体结构的稳定性。1928年，鲍林根据当时已测定的晶体结构数据和晶格能公式所反映的关系，提出了判断离子化合物结构稳定性的规则鲍林规则。鲍林规则共包括五条规则,钍是一种放射性金属元素，带钢灰色光泽，质地柔软，化学性质较活泼。钍经过中子轰击，可得铀-233，因此它是潜在的核燃料。钍广泛分布在地壳中，是一种前景十分可观的能源材料,研究熔点的重要性,热 容,德拜温度,无机材料的热膨胀,维氏硬度（HV） 以120kg以内的载荷和顶角为136的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV