2022年2022年材料科学与工程基础知识点英汉双语版

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载fundamentals of materials science and engineering精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载一.学习目的：材料科学与工程基础学问点复习第一章绪论精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载材料科学家或工程技术人员常常遇到的问题为设计问题,而设计问题主要涉及机械.民用.化学和电；而这些领域都要涉及到挑选材料问题；如何挑选材料为特别重要的,选材包含两方面一个为满意性能要求,另一方面为成本低,即所谓“合理选材 ”；材料的性能与其成分和内部的组织结构亲密相关,材料的组织结构与加工过程有关；本课程的目的就在于把握加工

2、过程和材料的组织结构以及性能之间的关系；为今后进行材料设计和合理选材打下理论基础；二.本章主要内容精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1.简介材料的进展史2.材料科学与工程的含义和内容3.材料的分类三.重要术语和概念metal:金属ceramic:陶瓷polymer:聚合物composites:复合材料processing: 加工过程structure:组织结构properties:性质performance:使用性能4.先进材料5.现代材料的需求thermal behavior:热性能 magnetic properties:磁性能 optical properties:光性能 d

3、eteriorative characteristics:老精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载semiconductors:半导体biomaterials:生物材料一.学习目的mechanical properties:力学性能electrical properties:电性能其次章 原子结构与化学键化特性精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载我们在自然界中观看到各种现象,归根结底为物质的不同表现形式,也就为说物质构成了世界；自然界中全部物体均由化学元素及其化合物所组成,同样,各种固体材料也都为由一种或多种元素的原子结合而成的；学习物质的原子结构和化学键合,为熟识和争论各类

4、材料在结构与性能方面所表现出来的个性和共性的基础,也为正确熟识和懂得材料的性能的重要依据；二.本章主要内容精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1.原子结构模型玻尔模型：1913 年,年轻的丹麦物理学家玻尔在总结当时最新的物理学发觉（普朗克黑体辐射和量子概念.爱因斯坦光子论.卢瑟福原 子带核模型等）的基础上建立了氢原子核外电子运动模型,提出了原子结构理论上的三点假设（1）任意轨道上绕核运动,而为 在一些符合肯定量子化条件的轨道上运动；（ 2）电子轨离核越远,原子所含的能量越高,电子尽可能处在离核最近的轨道上；（3） 只有电子从较高能级跃迁到较低能级时,原子才会以光子形式释放能量；玻而尔

5、理论说明了原子发光现象但无法说明精细结构和多原子.分子或固体的光谱,存在局限性；量子力学模型：量子力学为建立在微观世界的量子性和微粒运动统计性基本特点上,在量子力学处理氢原子核外电子的理论模型中,最基本的方程叫做薛定谔方程,为由奥地利科学家薛定谔（ e.schr.dinger 1887-1961 ）在 1926 年提出来的；薛定谔方程为一个二阶偏微分方程,它的自变量为核外电子的坐标（直角坐标x ,y,z 或者极坐标r,）,它的因变量为电子波的振幅（）；给定电子在符合原子核外稳固存在的必要.合理的条件时,薛定谔方程得到的每一个解就为核外电子的一个定态,它具有肯定的能量（ ）,具有一个电子波的振幅

6、随坐标转变的的函数关系式 =fx、y、z ,称为振幅方程或波动方程；=0（ s 轨道）,球形, =1（p 轨道）,哑铃形, =2（d 轨道）, 花瓣形； =0,1,2, 3、 （n-1 ）.磁量子数（ m）：描述电子绕核运动的角动量在空间给定方向上的重量为量子化的;m±=0、 ± 1、±2、± ；自旋量子数（ ms ）：电子在绕核高速运动同时,仍有自身旋转1运动,顺时针和逆时针两个方向：ms=±2原子核外电子的排布和能量状态：pauli不相容原理：在同一个原子中没有四个量子数完全相同的电子；能量最低原理：电子在原子中所处的状态,总为尽可能分布到

7、能量最低的轨道上；hund规章： 电子分布到能量相同的等价轨道上时,总为尽先以自旋相同的方向,单独占据能量相同的轨道；3.原子间的相互作用原子（或离子）之间的相互的吸引能,排斥能和总作用能随其原子间距离变化而变化；renfn drrrfa drfr dr精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载为了得到电子运动状态合理的解,必需引用只能取某些整数值的三个参数,称它们为量子数,这三个量子数可取的数值及它4.化学键eaer精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载们的关系如下：主量子数： n=1、2、3、4；角量子数： l=0、1、2、n-1 ；磁量子数： m=0、 ±1、

8、77; 2、± 3、l ；2. 描述有关电子能量的量子力学法就四个量子数主量子数（ n）：用来描述原子中电子显现几率最大区域离原子核的远近,为打算电子能量高低的主要因素；n=1,2,3,4； 在光谱上用k, l,m,n,o, p 表示；角量子数（ ） : 角量子数为描述原子轨道外形的物理量,离子键： 原子之间发生电子转移,形成正.负离子,并通过静电作用而形成的化学键；离子键的本质为静电作用,无方向性.无饱和性；离子键程度与元素的电负性有关；共价键： 不同原子依靠共享电子,或原子轨道的最大重叠而结合形成的化学键为共价键；共价键的本质为电性的,为两原子核对共用电子对或原子轨道重叠所形成负

9、电区域的吸引力,不为正负离子间的静电力；共价键有方向性和饱和性；金属键： 在固态或液态金属中,价电子可以自由地在不同原子间移动,使其成为多个原子所共有,这些共用电子将很多原子粘合在一起的作用,被称为为金属键；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载- 1 -精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载氢键： 分子中带正电的氢原子与另一分子中含有的孤对电子靠近并产生的吸引力为氢键；氢键形成的条件为必需在分子中存在电负性很强的元素使氢原子具有强极性,同时,分子中带有孤对电子,电负性大和半径小的元素所构成；氢键具有方向性和饱和性；范德华键： 由分子的取向力.诱导力和色散力导致分子间的作用力称

10、为van der waals 键；5.基本要求三.重要名词明白所学的两种原子模型,并能区分其不同；能够描述有关电子能量的量子力学法就；能够画出两个原子（或离子）的吸引能,排斥能和总作用能随其原子距离变化的关系图；能够指出这个图中的平稳距离和键能；能够简洁描述离子键,共价键,金属键,氢键和范德华键；能够列出以这些化学键结合的典型物质；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载atomic mass unit amu:原子质量单位atomic number:原子数atomic weight:原子量bohr atomic model:波尔原子模型 bonding energy: 键 能coulo

11、mbic force:库仑力 covalent bond: 共价键dipole electric:偶极子 electronic configuration:电子构型 electron state: 电位四.例题electronegative: 负电的electropositive:正电的 ground state: 基态hydrogen bond: 氢键ionic bond:离子键isotope: 同位素metallic bond:金属键mole:摩尔molecule:分子pauli exclusion principle:泡利不相容原理periodic table: 元素周期表polar m

12、olecule: 极性分子primary bonding:强键 quantum mechanics: 量子力学quantum number: 量子数secondary bonding: 弱键valence electron: 价电子van der waals bond: 范德华键wave-mechanical model:波粒二象性模型精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载例 1.原子中一个电子的空间位置和能量可用哪4 个量子数来打算？答：主量子数n.轨道角动量量子数li .磁量子数mi 和自旋角动量量子数si ；ge；例 6.a 和 b

13、元素之间键合中离子特性所占的百分比可近似地用下式表示：2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载例 2.在多电子的原子中,核外电子的排布应遵循哪些原就？ic %1e0 .25 ab 100精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载答：能量最低原理,pauli不相容原理, hund 规章；例 3.在元素周期表中,同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点？从左到右或从上到下元素结构有什么区分？性质如何递变？式中 xa 和 xb 分别为 a 和 b 元素的电负性值；已知 ti ,o,in 和 sb 的电负性分别为 1.5,3.5,1.7 和

14、 1.9,试运算 tio 2 和 insb 的 ic（ %）；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载答：同一周期元素具有相同原子核外电子层数,但从左右,核电荷依次增多,原子半径逐步减小,电离能增解：对 tio2： ic %1e0.25 3. 5 1.52 10063.2%精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载加,失电子才能降低,得电子才能增加,金属性减弱,对 insb：ic %1e0. 251.91.7 21001.0%精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载非金属性增强；同一主族元素核外电子数相同,但从上下,电子层数增多,原

15、子半径增大, 电离能降低,失电子才能增加,得电子才能降低,金属性增加,非金属性降低；例 7 al 2o3 的密度为3.8g/cm3、试运算： 1mm3 中存在多少个原子？ lg 中含有多少个原子？1s2 2s22p6 3s 23p63d104s 24p2；第四周期；a 族；亚金属ge；解： al 2o3 的相对分子质量m=26.982+16 3=101.96精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载例 4.锡的原子序数为50,除了 4f 亚层之外, 其他内部电子亚1mm3 中所含原子数为1 3.810 3236.023 105201. 12 10精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下

16、载层均已填满；试从原子结构角度来确定锡的价电子数；答：1s 22s 22p6 3s2 3p6 3d104s2 4p6 4d105s2 5p2 ；锡的价电子数为4；例 5.已知某元素原子序数为32,依据原子的电子结构学问,（个）1g 中所含原子数为101.9616 .02310 2352 .9510 22精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载试指出它属于哪个周期？哪个族？并判定其金属性的强弱；答： 1s 22s2 2p6 3s2 3p63d10 4s2 4p2；第四周期； a 族；亚金属（个）101. 96精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - -

17、 欢迎下载一.学习目的第三章 金属与陶瓷的结构精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载材料的结构问题需分层次熟识,第一层次为原子核外电子的排布即电子组态和电子构型；其次层次为原子与原子之间的排列位置与相互作用即晶体结构；第三层次为晶相.玻璃相的分布.大小.外形等即显微结构；固态物质依据原子间（或分子）的集合状态可以分为晶体和非晶体,在金属与陶瓷中,这两种状态都存在,并且以晶体为主；在把握了原子结构与化学键基础上,学习晶体结构基础学问,把握固体中原子与原子之间的排列关系,对熟识和懂得材料性能至关重要；二.本章主要内容精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载在结晶性固体中,材料的很多性

18、能依靠于内部原子的排列,因此,必需把握晶体特点和描述方法；本章从微观层次动身,介绍了金属.陶瓷材料的结构特点,介绍了结晶学的基础学问；主要内容包括：1. 晶体和晶胞晶体 ：为原子.离子或分子依据肯定的空间结构排列所组成的固体,其质点在空间的分布具有周期性和对称性；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载晶胞 ：为从晶体结构中取出的能够反映晶体周期性和对程性的重复单元；2. 金属的晶体结构金属原子之间靠金属键结合形成的晶体为金属晶体；金属晶体的三种类型和特点为：面心立方晶体：晶胞中八个角上各有一个原子,六个面中 心各有一个原子,角上的原子为接

19、近8 个晶胞所共有,每个面中心原子为2 个晶胞所共有；晶胞的原子数为4；晶胞长度a（称为晶向）和平面（称为晶面）,为了便于表示,国际上通用的为密勒（ miller）指数,标注的方法如下：晶向指数： 晶向指数用 uvw 表示（三轴定向） ,其中 u.v .w 三个数字为晶向矢量在参考坐标系x.y.z 轴上的矢量重量经 等比例化简而得出；晶向族： 晶体中原子周期排列相同的全部晶向为晶向族,用<uvw>表示；同一晶向族中不同晶向的指数,数字组成相同；已知一个晶向指数后,对±u.± v.± w 进行排列组合,就可以得到此晶向族的全部晶向指数；精品学习资料精选学

20、习资料 - - - 欢迎下载（晶胞参数a=b=c）与原子半径r 之间的关系为：a2r 2晶面指数： 晶面指数用 （hkl ）（三轴定向） 表示一组平行晶面,精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载晶胞中原子积累系数（晶胞中原子体积与晶胞体积的比值） apf=0.74.体心立方晶体：晶胞中八个角上各有一个原子,晶胞的中 心有一个原子,角上的原子为接近8 个晶胞所共有,所以,体心立方晶胞中的原子数为2；晶胞长度 a（晶胞参数a=b=c）与a4r原子半径 r 之间的关系为：3晶胞中原子积累系数apf=0.68.密排六方晶体：由两个简洁六方晶胞穿插而

21、成；外形为八面体,上下两个面为六角形,六个侧面为长方形；密排六方的晶胞参数有两个,a 为正六边形的边长,c 为上下底面的间距称为晶面指数,数字hkl 为晶面在三个坐标轴（晶轴）上截距的倒数的互质整数比；晶面族： 在对称性高的晶体中（如立方晶系）,往往有并不平行的两组以上的晶面,原子排列状况为相同的,这些晶面就构 成了晶面族,用 hkl；六方晶系指数： 六方晶系的晶面和晶向指数可以采纳同样的上述方法（三轴定向）标定,但存在不能显示晶体的主要特点的o缺点, 故采纳四轴定向； a1.a2 .a3 和 c 四个晶轴, a1 .a2 .a3 之间的夹角为120 、c 轴与它们垂直；此时,晶面指数用（hk

22、il ）（四轴定向）来表示,标定方法仍同三轴定向相同；六方晶系依据两种晶轴系所得的晶面指数和晶向指数可精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（晶胞高度） ； c/ a金属晶体密度：3.陶瓷的晶体结构1.633 ；晶胞中原子积累系数apf=0.74 ；navc na .以相互转换；对晶面指数从（ hkil ）转换成 hkl 只要去掉 i 即可；反之加上 i=-h+k ；对晶向指数 uvw 与uvtw 之间的转换为： u=n/32u-v ,v=n/32v-u ,t=-u+v、w=nw晶带： 全部相交于某一晶向直线上或平行与此直线的晶面构成精品学

23、习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载陶瓷晶体中大量存在的为离子晶体,由于离子键不具有方向性和饱和性,有利于空间的紧密积累,积累方式取决于阴阳离子的电荷和离子半径r 的相对大小；配位数与配位多面体：在晶体中,离子或原子四周与它直接相邻的异号离子或原子的个数称为配位数,正离子四周负离子数不同,形成的配位多面体外形不同,导致离子晶体的空间构型 不同；晶带,此直线称为晶带轴 ；晶面间距与晶面夹角：不同的 hkl晶面,其间距各不相同,总体上为,低指数的晶面间距较大,高指数的晶面间距较小；5.晶体中的紧密积累依据质点的大小不同,晶体中球体的紧密积累分为等径球体和不等径球体；金属可看作为等径球体,等径球

24、体的最紧密积累方式有六精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载离子晶体的密度:4.晶体学基础n acvc naaa 方最紧密积累和面心立方最紧密积累两种；等径球体最紧密积累时,存在两种类型的间隙,即八面体间隙（六个原子之间的间隙）和四周体间隙（四个原子之间的间隙）,四周体间隙小精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载晶胞参数： 通过晶胞上的某一点（习惯取左下角后面的点）,沿晶胞的三个棱边作坐标轴x ,y , z 的长度 a,b, c 和三条棱边的夹角,这6 个参数为晶胞参数,可以表示晶胞 的大小和外形；晶系： 晶系为依据晶胞外形即棱边长度之间关系和晶轴夹角情形对晶体进行分类,故只考

25、虑a,b, c 为否相等,为否相等和为否呈直角等因素,不涉及晶胞中原子的具体排列；晶系只有7 种,如表 3.6 所示；空间点阵： 为了便于分析争论晶体中原子或分子的排列情形, 把它们抽象为规章排列于空间的很多个几何点,各个点四周的环境相同,这种点子的空间排列称为空间点阵；布拉维（ bravais ）点阵： 依据每个阵点四周环境相同的要求, 布拉维用数学方法确定,只能有14 种空间点阵,这14 种点阵就被称为布拉维点阵,它们又归属于7 个晶系中；（附图, 表）；在争论和分析有关晶体问题时,常涉及晶体的某些方向于八面体间隙；最紧密积累间隙的分布情形为：每个球四周有8 个四周体间隙和6 个八面体间隙

26、；n 个等径球体最紧密积累时,整个系统的四周体间隙为2n 个,八面体间隙为n 个；陶瓷多为离子晶体,即晶体的紧密积累属于不等径球体的积累；不等径球体积累时,大球第一按最近密积累方式积累,小球填充在大球积累形成的四周体或八面体间隙中,具体的填充仍要取决于离子的相对大小；6.非晶态非晶态固体指原子在空间排布上没有长程有序的固体；非晶态固体中包含大量无规取向的小的有序畴,每个原子四周近邻原子的排列仍具有肯定规律,出现肯定的几何特点；因而,非晶态结构的基本特点为短程有序而长程无序；7.基本要求描述晶体与非晶体在原子（或分子）结构上的不同；能够画出面心立方,体心立方和六方密积累结构晶体的晶胞；精品学习资

27、料精选学习资料 - - - 欢迎下载3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载推导面心立方和体心立方结构晶体中的晶胞边长与原子半径的关系；利用它们的晶胞, 运算具有面心立方和体心立方结构的金属晶体的理论密度；画出氯化钠,氯化铯,硫化锌,金刚石,萤石和钙钛矿型的晶体的晶胞；画出石墨和一种硅酸盐玻璃的原子结构图；利用一种化合物的化学式和其组分的离子半径,打算其晶体结三.重要概念allotropy: 同素异形现象amorphous: 无定形anion: 阴离子anisotropy: 各向异性atomic packing factorapf: 原子积累因数body-centered cubic

28、bcc: 体心立方结构braggs law: 布拉格定律例 1. 纯铝晶体为面心立方点阵,已知铝的相对原子质量 a r构；画出晶胞中与所给三个方向整数所对应的方向；指出晶胞中所画面的密勒指数；知道为什么体心立方结构和六方密积累结构为最紧密积累结构；知道氯化钠晶体的阴离子最紧密积累结构；区分单晶和多晶材料；明确材料性能的各向同性和各向异性；cation: 阳 离 子coordination number: 配位数crystal structure: 晶体结构crystal system: 晶系crystalline: 晶体的diffraction:衍射face-centered cubic fc

29、c: 面心立方结构精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2333精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（ al ） =26.97,原子半径r=0.143nm ,求铝晶体的密度；v =a2 = （4/3 r2） =64/93 r2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载解： 纯铝晶体为面心立方点阵,每个晶胞有4 个原子,点镇常数 a 可由原子半径求得；面心立方和体心立方晶体的密度分别为： 1=n1/ v1； 2= n2/ v2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载a2 2r所以密度a r al 2 20.143nm26.

30、97g0.405nm2.696g / cm3已知晶型转变时体积不变,也即密度不变；就 1=2n1 / v1= n 2 / v2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1 n0a 3416.023410230.40510 73 cm3式中面心立方结构n1 =4,体心立方结构n2 =2,因此精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载例 2. 铝为一立方结构, 0=0.4049nm ,在一个厚度为0.005cm,面积为25cm2 的薄片内有多少个单位晶胞？该薄片质量为43162r2643精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1r 2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载0.

31、3378g,问该薄片有多少个铝原子构成？单位晶胞中有几个原子？解： 薄片的体积为：3 313rr211920.972r精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载vf= 25× 0.005=0.125cm3=0.125 ×1021nm383精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载单位晶胞的体积为：例 4. al 2o3 的密度为 3.8mg/m 3（ 3.8g/cm3）；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载cv 0.4049 30.06638nm 3（1）1mm3 中存在多少原子？精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 -

32、- - 欢迎下载薄片内的单位晶胞数为：n= vf/ vc=0.125×21 /0.06638=1.88×1021 个（2）1g 中有多少原子？（已知ar （ al ） =26.98、 ar （o）=16）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载10此外,可按质量运算薄片的al 原子数；已知薄片质量为0.3378g ,al 原子相对质量为26.98 ；解：（1） al2o3 的相对分子质量为mr （ al2o3 ）=26.98 ×2+16×3=101.96精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载按阿弗加德罗常数可得薄片中al 原子数：3. 81

33、0 3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载101. 96×6.02 ×1023×5=1.12 ×1020 个/mm3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载26.9823211精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载n0.33786.0210230.33786.0210/ 26.987.53 10（2） 3.810 3mm3/g×1.12 ×1020 个/mm3=2.95 ×1022 个/g精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载个依据薄片中的原子数和

34、单位晶胞数可求得单位晶胞中的例 5.氧化镁（ mgo）与氯化钠（ nacl ）具有相同的结构；已知 mg的离子半径rmg+2=0.066nm,氧的离子半径ro -2=0.140nm；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载铝原子数 nal 为：nal =7.53 × 10/1.88 ×1021 =4（1）试求氧化镁的晶格常数？（2）试求氧化镁的密度？精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载21因此 al 的单位晶胞由4 个原子构成,可知金属铝为面心立方结构；例 3. 对于具有面心立方结构和体心立方结构的同质多晶原子晶

35、体,依据面心立方结构的原子半径,运算转变为体心立方结构时的原子半径,假设晶体的体积不变；33解： 面心立方结构的晶胞体积为：解： 氧化镁为一个离子化合物；因此,运算时必需使用离子半径而不能使用原子半径；（ 1）氯化钠的晶体结构如图1-1 所示；由图可知,氧化镁的晶格常数a=2（rmg+2+r o-2 ）=2 （0.066+0.140 ）=0.412nm（ 2）每一个单位晶胞中含有4 个 mg +2 及 4 个 o-2 ；1mol精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载3v1=a1 = 22r 1 =162r1的 mg +2 具有24.31g 的质量, 1mol 的 o-2 具有精品学习资

36、料精选学习资料 - - - 欢迎下载体心立方结构的晶胞体积为：16.00g 的质量密度精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载4精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载424 .31g16 . 00g精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载6. 0210 23a 36 .0210 23精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载4 24.31g16.00g3.83g / cm3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载0.412 10 7 cm 36.021023精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载例 6.（1）在固态钽（ ta）里, 1mm3 中有多少原子？

37、（ 2）试求其原子的积累密度为多少？（ 3）它为立方体的,试确定其晶体结构为多少？（原子序数3319为 73；相对原子质量为180.95；原子半径为0.1429nm；离子 半径为 0.068nm ；密度为 16.6mg/m 3）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载解：（1）16.610g / mm=5.52×10 个/mm3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载180.95g / 6.021023 个图 2-2 立方晶系中的一些晶面和晶相精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（ 2）原 子 的 堆 积 密 度ap

38、f=3×5.52 × 1019 =0.6754（ 0.1429× 10-6 ）3解： 如图 2-2 （a）所示； ahed 为（ 010）,ahfc 为（ 011）, bhf 为（ 111）；如图 2-2 （b）所示； klf 为（ 231 ）, fij 为（ 3 21 ）,ob精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（ 3）因 apf 0.68,所以其晶体结构为bcc；例 7. 钻石（图 2-1）的晶格常数a=0.357nm,当其转换成石墨（ =2.25mg/m 3,或2.25g/cm3 ）时,试求其体积转变的百分数？解： 从图 2-1 可知,每单位晶胞中

39、共有8 个碳原子；a=0.357nm , 1mol 的 c 具有质量 12g,钻石的密度为011 ；如图 2-2（ c）所示； gh 为010 , gd 为111；如图 2-2（ d）所示； om 为3 21 ,on 为231 ；例 10. 在一个立方晶胞中确定6 个表面面心位置的坐标；6 个面心构成一个正八面体,指出这个八面体各个表面的晶面指精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载23=812g=3.505g/cm 3数.各个棱边和对角线的晶向指数；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载730.357 10cm6.02 10精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载对于 1

40、g 碳,钻石的体积1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载3v 1=0.285cm 3/g石墨的体积3.505g / cm图 2-3 八面体中的晶面和晶相指数精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载v 2=13=0.444cm 3/g2.25 g / cm 321故膨胀百分率 =vv0. 444图 2-1 钻石型结构0.285 =56%解：八面体中的晶面和晶向指数如图2-3 所示；图 2-3 中 a ,b , c,d,e ,f 为立方晶胞中6 个表面的面心,由它们构成的正八面体其表面和棱边两两相互平行；精品学习资料精选学习资料 - -

41、 - 欢迎下载v 20.285例 8. bcc 铁的单位晶胞体积,在 912时为 0.02464nm3；fcc 铁在相同温度时其单位晶胞的体积为 0.0486nm3 ；当铁由 bcc 转变成 fcc 时,其密度转变的百分比为多少？23解： 铁的相对原子质量为 55.85；abf 面平行 cde 面,其晶面指数为（1 1 1）； abe 面平行 cdf 面,其晶面指数为（1 11）； adf 面平行 bcf 面,其晶面指数为（ 11 1 ）；ade 面平行 bcf 面,其晶面指数为 （ 111）；棱边精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载bcc=55.85g / 6.02102 =7.5

42、3g/cm 3ab / dc 、ad/ bc 、bf / ed、 af / ec、ea/ cf、eb / df,其精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载0.0246410 21 cm3晶向指数分别为 110 , 1 10 , 1 01,011 ,0 1 1 ,101 ；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载233cmf cc = 55.85g / 6.02 104 =7.636g/cm对角线分别为db、 ac、ef、其晶向指数分别为100 ,010 ,精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载0.04867.636107.53213100%1.4%1 ；例 11 在六方晶体

43、中,精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载7.53例 9. 画出立方晶系中以下晶面和晶向：（ 010）,（ 011）,（ 111）,（ 231）,（ 32 1 ）； 010 , 011 ,111, 231 , 3 2 1；（1）绘出以下常见晶面： （ 1120 ）,（ 011 0 ）,（ 101 2）,（ 11 00）,（ 1012 ）；（2） 求出图 2-5 中所示晶向的晶向指数；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载5精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图 2-4 六方晶体中常见晶面图 2-5晶向解：（1）六方晶体中常见晶面如图2-4 所示；（2）图 2-5 中,

44、 oa 晶向的确定：在三轴制中,其晶向为011 ；在四轴制中,其指数的确定有两种方法：1） 依据 m-b 指数法,在四个晶轴的投影分别为- 1/2,a0= 3 v= 3 743m =9.06m 1/3（nm）在面心立方密堆中原子半径与晶格参数之间有如下关系：a0=22 r式中 r 为原子半径；设原子间距为d=2r精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1,- 1/2, 1；将前三个数值就d=2（a0）=6.4m 1/3（nm）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载乘以 2/3,得 - 1/3, 2/3,- 1/3；再与第四个数一起化为

45、简2 2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载单整数,即得 1 2 1 3 ；2） 依据矢量作图法,挑选适当路线,依次移动,最终达到欲标定方向上的某一点；将沿各方向移动距离化为最小整数即可（当然应使a3=- （ a1+ a2 ）；该图中,如沿四个晶轴依次移动的距离为- 1/3,2/3,- 1/3,1；将其化为最小整数,即得 1 2 1 3 ；例 12 在面心立方和体心立方中,最密排的平面的米氏符号为什么？解： 在面心立方积累中,由（100 ）,（ 010）和（ 001）三个面的对角线所构成的平面为最密排的面；因此,它的米氏符号为（ 111）；在体心立方积累中,由（001）面的对角线和c

46、 轴构成的平面为最密排的面；因此,它的米氏符号为（110）；例 13 有一个 ab 型面心立方结构的晶格,密度为8.94g/cm3, 运算其晶胞常数及原子间距；解：设该晶体的原子相对质量为m ,晶胞体积为v ；在面心立方紧密积累晶胞中,原子数为n=4 ；据此可求得晶胞体积：3.25two characteristics of the component ions in crystalline ceramic materials influence the crystal structure: the magnitude of the electrical charge on each of t

47、he component ions、 and the relative sizes of the cations and anions.3.384、 so、 there are 4 cd2+ and s2- ions in per unit cell.3.41 1、so、 it is a cesium chloride crystal structure 、for only this structure includes only one formula unit in per unit.3.42 8 so、 on the basis of tab.3.14、 all the atoms in

48、 per unit cell take up space.apf=0.6513.44apf=0.7963.450.693.46 there are three primary polymorphiccrystalline forms of silica:quartz、cristobalite、andtridymite.theirstructuresare relatively complicated、 and comparatively open ;that is 、the atoms arenotcloselypackedtogether. asa consequence、 these cr

49、ystalline silicas have relatively low densities.3.47109.47 °3.66a the stacking sequence for the zinc blende is fcc、 because the centers of the third plane are situated over the c sites of the first plane.this yields an abcabcstacking sequence; that is、 the atomic alignment repeats every third p

50、lane.精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载v=nm4m=743m （ nm3）b tetrahedral positions.from fig.3.7精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载n 0晶胞参数：6.0210 238.94c 1/2第四章 聚合物结构精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载一.学习目的很多的化学成分和结构的特点影响聚合物材料的性质和行为特点；这些特点表现为如下己方面：1.聚合物的结晶度关系到密度.硬度.强度.塑性；2.聚合物的胶联度关系到橡胶类材料的硬度；3.聚合物的化学特性关系到其熔化和玻璃化转变温度；二.本章的主要内容精品学习资料精选学习

51、资料 - - - 欢迎下载1.依据聚合物的链的结构能够描述典型的聚合物分子,以及由重复的链节产生怎样的分子；2.画出聚乙烯.聚氯乙烯.聚四氟乙烯和聚苯乙烯的链节结构；3.运算聚合物的数量和重量平均分子量以及数量和重量平均聚合度4.命名和简要说明三.重要术语和概念covalent bonds: 共价键hydrogen bonds: 氢键van der waals bonds: 范德华键（分子键） hydrocarbons: 烃: 由碳和氢组成的物质methane ch4 甲烷ethylene c2h4乙烯acetylene、 c2h2 乙炔unsaturated hydrocarbons: 不饱和烃saturated hydrocarbons: 饱和烃paraffin: 石 蜡macromolecule:高分子 isomerism: 同质异构mer:链节 :组成聚合物链重复单位的原子集合；(a) 聚合物四种通常的分子结构(b) 三种类型立构(c) 两种几何异构体(d) 四种共聚物 5.表达热