第四章材料科学基础ppt课件.ppt

《第四章材料科学基础ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章材料科学基础ppt课件.ppt（102页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.34.3 典型的晶体结构及几何特征典型的晶体结构及几何特征晶体结构晶体结构：晶体中原子（分子或离子）在空间的具体晶体中原子（分子或离子）在空间的具体排列方式。排列方式。晶体的几何特征晶体的几何特征：晶胞内的原子数，致密度，配位数，晶胞内的原子数，致密度，配位数，以及晶体间隙。以及晶体间隙。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.3.1 金属晶体结构金属晶体结构（1）三种

2、典型的金属的晶体结构三种典型的金属的晶体结构最常见的金属晶体结构类型：最常见的金属晶体结构类型：面心立方结构面心立方结构(face-centered cubic,“fcc”)体心立方结构体心立方结构(body-centered cubic,“bcc”）密排六方结构密排六方结构(hexgonal colsed-packed,“hcp”）经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用-Fe-Fe、AlAl、CuCu、NiNi、AuAu、AgAg、PtPt等约等约2020种金种金属是面心立方结构。属是面心立方结构。刚

3、球模型刚球模型晶胞原子数晶胞原子数质点模型质点模型1)1)面心立方结构面心立方结构 (face-centered cubic,“fcc”)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用a.a.晶胞中的原子数晶胞中的原子数81/8+61/2=4经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用b.b.晶胞常数与原子半径的关系晶胞常数与原子半径的关系经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的

4、金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用c.c.配位数与致密度配位数与致密度晶体中原子排列的紧密程度与晶体结构类型有关。为了晶体中原子排列的紧密程度与晶体结构类型有关。为了定量地表示定量地表示原子排列的紧密程度原子排列的紧密程度，采用配位数和致密度，采用配位数和致密度两个参数。两个参数。配位数配位数(CN,coordination number):晶体结构中，任一晶体结构中，任一原子周围最近邻且等距的原子数。原子周围最近邻且等距的原子数。配位数越大，原子排配位数越大，原子排列的紧密程度越高列的紧密程度越高经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的

5、金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用致密度致密度（APF,atomic packing factor）：晶体结构中晶体结构中各各原子原子总总体积占体积占晶胞晶胞体积的百分比。体积的百分比。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2)体心立方结构体心立方结构(body-centered cubic,“bcc”)-Fe、-Fe-Fe、CrCr、W W、MoMo、V V、NbNb等约等约3030种金种金属是体心立方结构。属是体心立方结构。刚球模型刚球模型质点模型质点模型晶胞原子数晶胞原子数经营者提供商品或

6、者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用a.a.晶胞中的原子数晶胞中的原子数经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用b.晶胞常数与原子半径的关系经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用c.配位数与致密度经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用3)3)密排六

7、方结构密排六方结构 (hexagonal closed-packed,“hcp”)-Ti、Be、Zn、Cd、Mg等金属是密排六方结等金属是密排六方结构。构。刚球模型刚球模型质点模型质点模型晶胞原子数晶胞原子数经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用a.a.晶胞中的原子数晶胞中的原子数经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用b.晶胞常数与原子半径的关系经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受

8、到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用c.配位数与致密度经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用求解求解hcphcp的致密度的致密度经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用（2)2)晶体的原子堆垛方式和间隙晶体的原子堆垛方式和间隙1)1)晶体中原子堆垛方式晶体中原子

9、堆垛方式经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 金属晶体中原子是以金属晶体中原子是以紧紧密堆积密堆积的形式存在的的形式存在的。在一层中，最紧密的在一层中，最紧密的堆积方式，是一个球与周堆积方式，是一个球与周围围 6 个球相切，在中心的个球相切，在中心的周围形成周围形成 6 个凹位，将个凹位，将其算为第一层。其算为第一层。等径球等径球在平面上最紧密堆垛方式 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用123456 第二层

10、第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准 1，3，5 位。位。(或对准或对准 2，4，6 位，其情形是一样的位，其情形是一样的)123456AB，关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。密的堆积方式。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 下图是此种下图是此种六方六方紧密堆积紧密堆积的前视图的前视图ABABA 第一种是将球对准第一层的球第一种是将球对准第一层的球。123456 于是每

11、两层形成一个周期，于是每两层形成一个周期，即即 AB AB 堆积方式，形成六堆积方式，形成六方紧密堆积方紧密堆积。配位数配位数 12。(同层同层 6，上下层各上下层各 3)HCP经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用hcp晶体的原子堆垛方式晶体的原子堆垛方式（ABAB）最密排面最密排面00010001经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 第三层的第三层的另一种另一种排列排列方式方式，是将球对准第一层是将球对准第

12、一层的的 2，4，6 位位，不同于不同于 AB 两层的位置两层的位置，这是这是 C 层。层。123456123456123456经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用123456此种立方紧密堆积的前视图此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC 第四层再排第四层再排 A，于是形于是形成成 ABC ABC 三层一个周三层一个周期。期。得到面心立方堆积得到面心立方堆积。配位数配位数 12。(同层同层 6，上下层各上下层各 3)FCC经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增

13、加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用BCA ABC ABC 形式的堆积，形式的堆积，为什么是面心立方堆积？为什么是面心立方堆积？我们来加以说明。我们来加以说明。最密排面最密排面111fcc晶体的原子堆垛方式晶体的原子堆垛方式（ABCABC）经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用ABABC原子堆垛模型原子堆垛模型 这两种堆积都是这两种堆积都是最紧密堆积最紧密堆积，空间利空间利用率为用率为 74%。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消

14、费者购买商品的价款或接受服务的费用 金属钾金属钾 K 的的立方体心堆积立方体心堆积 还有一种空间利用率稍低的堆积方式，还有一种空间利用率稍低的堆积方式，体心立方堆积体心立方堆积：立方体立方体 8 个顶点上的球互不相切，但均与体心位置上的球相切。个顶点上的球互不相切，但均与体心位置上的球相切。配位数配位数 8，空间利用率为，空间利用率为 68%。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2)2)晶体中原子间的间隙晶体中原子间的间隙 由于球体之间是刚性点接触堆积，最紧密堆积中由于球体之间是刚性点接触堆积，最紧密

15、堆积中仍然有空隙存在。从形状上看，空隙有两种：一种仍然有空隙存在。从形状上看，空隙有两种：一种是是四面体空隙四面体空隙，由，由4 4个球体所构成，球心连线构成个球体所构成，球心连线构成一个四面体；另一种是一个四面体；另一种是八面体空隙八面体空隙，由，由6 6个球体构个球体构成，球心连线形成一个八面体。成，球心连线形成一个八面体。显然，由同种球组成的四面体空隙小于八显然，由同种球组成的四面体空隙小于八面体空隙。面体空隙。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用间隙大小的定义：如果将一个半径为间隙大小的定义：

16、如果将一个半径为r r的小球放入间的小球放入间隙中，该球刚好和最近邻的基体原子相切，那么隙中，该球刚好和最近邻的基体原子相切，那么r r就就定义为定义为间隙的半径间隙的半径。面心立方晶体面心立方晶体(fcc)(fcc)八面体间隙八面体间隙fccfcc晶体十二条棱的中点和体心晶体十二条棱的中点和体心等价的位置，是八面体间隙的等价的位置，是八面体间隙的位置，数目共有位置，数目共有 个个八面体间隙半径八面体间隙半径r r经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用四面体间隙四面体间隙四面体间隙数目为四面体间隙数目为

17、8 8个，间隙半径个，间隙半径r r经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用体心立方晶体体心立方晶体(bcc)(bcc)八面体间隙八面体间隙的中心为八面体间隙的中心为bccbcc晶体的晶体的面心和棱心，数目为面心和棱心，数目为6 6，间隙，间隙半径半径r r非正八面体非正八面体经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用体心立方晶体体心立方晶体(bcc)(bcc)四面体间隙四面体间隙的数目为四面体间隙的数目为1212个，

18、间个，间隙半径隙半径r r非正四面体非正四面体经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用n体心立方四面体间隙包含在八面体间隙中。为什体心立方四面体间隙包含在八面体间隙中。为什么不把四面体间隙简单地看成为八面体间隙的一么不把四面体间隙简单地看成为八面体间隙的一部分？部分？n理由是：若在四面体间隙内嵌入一个最大尺寸的理由是：若在四面体间隙内嵌入一个最大尺寸的球，它就会陷在那里而不能自由地移到八面体间球，它就会陷在那里而不能自由地移到八面体间隙，所以虽然四面体间隙的位置处于八面体间隙隙，所以虽然四面体间隙的位置处

19、于八面体间隙之中，但并不失其四面体间隙的特点。之中，但并不失其四面体间隙的特点。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用密排六方晶体密排六方晶体(hcp)(hcp)八面体间隙间隙位于正八面体的中心，处间隙位于正八面体的中心，处于高度为于高度为c/4c/4和和3c/43c/4处处八面体间隙的数目为八面体间隙的数目为6 6个，间个，间隙半径隙半径r r经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用密排六方晶体密排六方晶体(hc

20、phcp)四面体间隙间隙半径间隙半径r r间隙中心位置：间隙中心位置：7c/8(1c/8)7c/8(1c/8)，5c/8 5c/8(3c/8)（在有中心原子的相间的三个（在有中心原子的相间的三个三角柱体中，每个三角柱体中各有三角柱体中，每个三角柱体中各有2 2个；个；C C轴上有轴上有2 2个；六方柱体的每根棱上有个；六方柱体的每根棱上有2 2个。）个。）合计：合计：32+2+62/3=1232+2+62/3=12个个5c/87c/8经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用三种典型晶体中的间隙三种典型晶体

21、中的间隙经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用u几点说明几点说明:u(1)fcc和和hcp都是密排结构，而都是密排结构，而bcc则是比较则是比较“开放开放”的结构，的结构，因为它的间隙较多。因此，碳、氮、氢、氧、硼等因为它的间隙较多。因此，碳、氮、氢、氧、硼等原子半原子半径较小的元素（即间隙原子）在径较小的元素（即间隙原子）在bcc金属中的扩散速率往金属中的扩散速率往往比在往比在fcc及及hcp金属中高得多金属中高得多。u(2)fcc和和hcp金属中的八面体间隙大于四面体间隙，故这些金属中的八面体间隙大

22、于四面体间隙，故这些金属中的间隙原子往往位于八面体间隙中。金属中的间隙原子往往位于八面体间隙中。u(3)fcc和和hcp中的八面体间隙远大于中的八面体间隙远大于bcc中的八面体或四面中的八面体或四面体间隙，因而体间隙，因而间隙原子在间隙原子在fcc和和hcp中的固溶度往往比在中的固溶度往往比在bcc中大得多中大得多。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用3)3)金属晶体的密度计算金属晶体的密度计算若已知某种金属晶体的晶体结构，则可根据下若已知某种金属晶体的晶体结构，则可根据下式算出晶体的理论密度式算出晶

23、体的理论密度n：单个晶胞中的原子数目：单个晶胞中的原子数目(个个)；A:原子的摩尔质量原子的摩尔质量（g/mol）NA:阿伏伽德罗常数阿伏伽德罗常数 (6.021023个个/mol)Vc:晶胞体积晶胞体积(cm3)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用例题例题1 1：已知已知CuCu原子半径为原子半径为0.128 nm0.128 nm，摩尔质量为，摩尔质量为63.5 g/mol63.5 g/mol，CuCu金属的晶体结构为金属的晶体结构为fccfcc结构，计算这种结构，计算这种CuCu金属的理论密度，并

24、与实际密度相比较（实际密度金属的理论密度，并与实际密度相比较（实际密度为为8.92 g/cm8.92 g/cm3 3）经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用作业：作业：1.已知已知BCC结构的结构的Fe晶体中，它的晶格常数晶体中，它的晶格常数a为为0.2866 nm，Fe原子的摩尔质量为原子的摩尔质量为55.847 g/mol,求求BCC结构的结构的Fe金属的理论密度。金属的理论密度。2.已知已知Zr的晶体结构为的晶体结构为HCP,它的密度为它的密度为6.51 g/cm3.求求（a）它的晶胞体积，（）它

25、的晶胞体积，（b）如果）如果c/a比为比为1.593，分别，分别计算计算a、c值。值。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(4)(4)晶体的多晶型性晶体的多晶型性经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.3.2 陶瓷晶体结构陶瓷晶体结构陶瓷是由离子键或兼有离子键和共价键的方式结合而成

26、陶瓷是由离子键或兼有离子键和共价键的方式结合而成的复杂化合物。陶瓷晶体按结合键类型分为离子晶体和的复杂化合物。陶瓷晶体按结合键类型分为离子晶体和共价晶体，其中离子晶体占大多数。共价晶体，其中离子晶体占大多数。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 不等径球体的紧密堆积不等径球体的紧密堆积:当大小不等的球体进当大小不等的球体进行堆积时，其中行堆积时，其中较大的球将按六方和立方最

27、紧密堆积较大的球将按六方和立方最紧密堆积方式进行堆积，而较小的球则按自身体积的大小填入方式进行堆积，而较小的球则按自身体积的大小填入其中的八面体空隙中或四面体空隙中其中的八面体空隙中或四面体空隙中（离子化合物晶（离子化合物晶体）。体）。离子晶体的结构离子晶体的结构阴离子（负离子）：阴离子（负离子）：大球，密堆积，形成间隙大球，密堆积，形成间隙阳离子（正离子）：阳离子（正离子）：小球，填充间隙小球，填充间隙规则：阴阳离子相互接触稳定规则：阴阳离子相互接触稳定配位数大稳定配位数大稳定经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或

28、接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用（2）第二规则（电价规则）第二规则（电价规则）：由于在形成每一个离子由于在形成每一个离子键时键时正离子正离子给给出的价出的价电电子数子数应应等于等于负负离离子得到的价子得到的价电电子数。子数。式中Z+和Z-分别是正、负离子的电价（即金属元素和非金属元素的原子价），CN+和CN-分别是正离子和负离子的配位数。电价规则，对于规则

29、多面体配位结构是比较严格的规则。电价规则，对于规则多面体配位结构是比较严格的规则。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(a)共顶点配位四面体共顶点配位四面体 (b)共棱配位四面体共棱配位四面体 (c)共面配位四面体共面配位四面体(d)共顶点配位八面体共顶点配位八面体 (e)共棱配位八面体共棱配位八面体 (f)共顶点配位八面体共顶点配位八面体 经营者提供商品或者服务有欺诈行为

30、的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用两个配位多面体连接时，随着共用定点数目的增两个配位多面体连接时，随着共用定点数目的增加，中心阳离子之间距离缩短，库伦斥力增大，加，中心阳离子之间距离缩短，库伦斥力增大，结构稳定性降低。结构稳定性降低。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4 4).).不同种类正离子多面体间连接规则（鲍林第不同种类正离子多面体间连接规则（鲍林第四规则）四规则）当晶体中存在一种以上的正离子时，就会产生一种以当晶体中存在一种以上

31、的正离子时，就会产生一种以上的配位多面体，这些正离子的电价有高有低，配位上的配位多面体，这些正离子的电价有高有低，配位数有多有小，数有多有小，那么它们之间是怎样连接呢？那么它们之间是怎样连接呢？根据鲍林第三规则，高电价，低配位的正离子根据鲍林第三规则，高电价，低配位的正离子配位多面体应尽量互不连接配位多面体应尽量互不连接.-.-引出鲍林第四规则：引出鲍林第四规则：在含有一种以上正离子的晶体中，电价大，配在含有一种以上正离子的晶体中，电价大，配位数小的那些正离子之间，有尽量互不结合的趋势位数小的那些正离子之间，有尽量互不结合的趋势（特别倾向于共顶相连）（特别倾向于共顶相连）经营者提供商品或者服务

32、有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用5 5）.节约规则（鲍林第五规则节约规则（鲍林第五规则）同同一一晶晶体体中中，同同种种正正离离子子和和同同种种负负离离子子的的结结合合方方式式应最大限度地趋于一致。应最大限度地趋于一致。或者说：晶体中配位多面体类型倾向于最少。或者说：晶体中配位多面体类型倾向于最少。因为在一个均匀稳定的结构中，不同尺度，形状因为在一个均匀稳定的结构中，不同尺度，形状的配位多面体很难有效地堆积在一起。的配位多面体很难有效地堆积在一起。好比：好比：用瓷砖拼一个地板，对只用一种规则形状如四方用瓷砖拼一个地板，对

33、只用一种规则形状如四方形，菱形，正三角形等很能容易拼成一个紧密接触的地形，菱形，正三角形等很能容易拼成一个紧密接触的地板，若用两种形状瓷砖就困难一些，用多种陶瓷砖就更板，若用两种形状瓷砖就困难一些，用多种陶瓷砖就更困难，或不可能拼成一个紧密排列的地板。困难，或不可能拼成一个紧密排列的地板。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第一规则第一规则：由：由r+/r-r+/r-正负离子形成一个怎样的配位正负离子形成一个怎样的配位关系。（四面体，八面体）关系。（四面体，八面体）第二规则第二规则：由电中性：由电中性

34、配位多面体间连接方式（几个配位多面体间连接方式（几个多面体相连）多面体相连）第三规则第三规则：配位多面间怎样连接最稳定。：配位多面间怎样连接最稳定。第四规则第四规则：有几种正离子，电价大，配位数小的正离：有几种正离子，电价大，配位数小的正离子配位多面体，尽量互不结余子配位多面体，尽量互不结余第五规则第五规则：配位多面体类型趋于最少。：配位多面体类型趋于最少。这五个规则，是在分析，研究大量晶体内部结构这五个规则，是在分析，研究大量晶体内部结构的基础上建立的，是离子化合物晶体结构规律性的具的基础上建立的，是离子化合物晶体结构规律性的具体概括，适合于绝大多数离子晶体，特别是在分析比体概括，适合于绝大

35、多数离子晶体，特别是在分析比较复杂的晶体结构时，有较大的帮助。较复杂的晶体结构时，有较大的帮助。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用一种原子占据晶胞的结点，一种原子占据晶胞的结点，另一种占据体心位置，是由另一种占据体心位置，是由两个简单立方点阵穿插而成。两个简单立方点阵穿插而成。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用ClClClCl-构成面心立方点阵，构成面心立方点阵，构成面心立方点阵，构成面心立方点阵，NaN

36、aNaNa+占据其全部八面体间隙占据其全部八面体间隙占据其全部八面体间隙占据其全部八面体间隙两个面心立方分点阵穿插而成的迭结构（或超结构）。两个面心立方分点阵穿插而成的迭结构（或超结构）。MgO、CaO、FeO、TiN、TiC、MnO经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用其中其中S S2-2-占据占据FCCFCC晶胞结点，晶胞结点，ZnZn2+2+占据四个不相邻的四面体间隙。占据四个不相邻的四面体间隙。同构化合物：同构化合物：-SiC,GaAs,AlP,InSb,其中其中SiC为高温材为高温材料；料；G

37、aAs为半导体材料。为半导体材料。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用简单六方，简单六方，S S占据结点，占据结点，ZnZn占据四面体间隙。占据四面体间隙。相同结构的有：相同结构的有：BeO,ZnO,AlN,其中，其中，BeO为优质耐热材为优质耐热材料，反应堆结构材料；料，反应堆结构材料；ZnO为半导体材料，用于非线性变为半导体材料，用于非线性变阻器。阻器。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用结构：面心立方，

38、结构：面心立方，CaCa2+2+占据结点，占据结点，F F-占据所有四面体间隙。占据所有四面体间隙。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用金红石是金红石是TiO2的一种的一种常见的稳定结构（此常见的稳定结构（此外外TiO2还有板钛矿及还有板钛矿及锐钛矿结构），也是锐钛矿结构），也是陶瓷材料中比较重要陶瓷材料中比较重要的一种结构。它具有的一种结构。它具有立方体心结构。立方体心结构。每个晶胞中含有两每个晶胞中含有两个个Ti4+离子（紫球）离子（紫球）和和4个个O2-离子（绿球）。离子（绿球）。用途：重要的电

39、容器材料和光催化材料。用途：重要的电容器材料和光催化材料。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.3.3 合金相的晶体结构合金相的晶体结构（1）基本概念基本概念 合金合金（alloy）：由两种或两种以上的金属或金属与：由两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。特性的物质。组元组元（component）：组成合金的基本的独立的物：组成合金的基本的独立的物质。组元可以是金属和非金属元素，也可以是化合物。质。组元可以

40、是金属和非金属元素，也可以是化合物。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用合金系合金系(alloy system):由给定组元配置成的一由给定组元配置成的一系列成分不同的合金组成的合金系统。两个系列成分不同的合金组成的合金系统。两个组元组成的为组元组成的为二元系二元系，三个组元组成的为，三个组元组成的为三三元系元系，更多组元组成的称为，更多组元组成的称为多元系多元系。相相(phase):合金中具有同一聚集状态、同一晶合金中具有同一聚集状态、同一晶体结构和性质并以界面相互隔开的均匀组成体结构和性质并以界面

41、相互隔开的均匀组成部分。合金在固态下可以形成均匀的部分。合金在固态下可以形成均匀的单相合单相合金金，也可能是由几种不同的相所组成的，也可能是由几种不同的相所组成的多相多相合金合金。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 在液态下，大多数合金的组元均能相互溶解，称在液态下，大多数合金的组元均能相互溶解，称为均匀的液体，因而只具有一个液相。在凝固后，为均匀的液体，因而只具有一个液相。在凝固后，由于各组元的晶体结构、原子结构等不同，各组元由于各组元的晶体结构、原子结构等不同，各组元间的相互作用不同，在固态合金

42、中可能出现不同的间的相互作用不同，在固态合金中可能出现不同的相结构（相结构（phase structure），主要有，主要有固溶体（固溶体（solid solution）和和金属化合物（金属化合物（intermetallic compound）两大类，统称两大类，统称合金相。合金相。合金相合金相固溶体固溶体（solid solution）金属化合物金属化合物（intermetallic compound）经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用固溶体固溶体(solid solution)：溶质原子融入固态

43、的溶剂：溶质原子融入固态的溶剂中，并保持溶剂晶格类型而形成的相。中，并保持溶剂晶格类型而形成的相。按溶质原按溶质原子位置子位置置换固溶体（置换固溶体（substitutional solid solution）间隙固溶体（间隙固溶体（interstitial solid solution）按固溶度按固溶度有限固溶体有限固溶体无限固溶体无限固溶体按溶质原按溶质原子分布子分布有序固溶体有序固溶体无序固溶体无序固溶体(2)(2)固溶体固溶体经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1)置换固溶体置换固溶体:溶质原

44、子位于溶质原子位于晶格点阵位置的固溶体。晶格点阵位置的固溶体。影响置换固溶体溶解度的因素：影响置换固溶体溶解度的因素：a.原子尺寸原子尺寸：原子尺寸差越：原子尺寸差越小，越易形成置换固溶体，且小，越易形成置换固溶体，且溶解度越大。溶解度越大。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用b.晶体结构晶体结构：结构相同，溶解度大，晶体结构相结构相同，溶解度大，晶体结构相同是组元间形成无限固溶体的必要条件。同是组元间形成无限固溶体的必要条件。c.电负性电负性：电负性差电负性差X 0.4 0.5,倾向于形成稳定的化合

45、物。倾向于形成稳定的化合物。d.电子浓度电子浓度：电子浓度（合金中价电子数目与原：电子浓度（合金中价电子数目与原子数目的比值）子数目的比值）e/a越大，溶解度越小。越大，溶解度越小。价电子浓度价电子浓度（或简称电子浓度）是指合金中每个原子平均的价电子数，（或简称电子浓度）是指合金中每个原子平均的价电子数，用用e/a表示。对于由表示。对于由1，2，m等组元形成的等组元形成的m元合金，我们有：元合金，我们有：e/a=Z1C1+Z2C2+ZmCm。式中。式中Zi（i=1-m）为组元）为组元i的原子价电子数，的原子价电子数，Ci为组元为组元i的原子百分数（的原子百分数（C1+C2+Cm=1）。）。对于

46、第对于第VIII族组元，规定其价电子数为零（族组元，规定其价电子数为零（Z=0），而对其它组元，价电），而对其它组元，价电子数就等于它在周期表中的族数（子数就等于它在周期表中的族数（Z=N）。）。例如，对例如，对60at%Cu+40at%Zn这个二元合金，这个二元合金，e/a=1X0.60+2X0.40=1.40。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2)间隙固溶体间隙固溶体:溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体。的固溶体。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照

47、消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用3)3)固溶体的结构固溶体的结构a.晶格畸变晶格畸变 形成固溶体时，虽然仍保持溶剂的晶体结构，但形成固溶体时，虽然仍保持溶剂的晶体结构，但由于溶质原子的大小与溶剂不同，形成固溶体时必由于溶质原子的大小与溶剂不同，形成固溶体时必然产生然产生晶格畸变（或称点阵畸变）晶格畸变（或称点阵畸变）。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消

48、费者购买商品的价款或接受服务的费用b.微观不均匀性微观不均匀性 在固溶体中，溶质原子分布可能是在固溶体中，溶质原子分布可能是无序（无序（Random）的的,即它们呈统计分布，也可能是即它们呈统计分布，也可能是部分部分和和完全有序完全有序（Ordered）的，但完全有序的固溶体，通常把他归类的，但完全有序的固溶体，通常把他归类为化合物。为化合物。溶质原子完全无序分布仅是一种理想情况。处于热溶质原子完全无序分布仅是一种理想情况。处于热力学平衡的固溶体可认为在宏观尺度是均匀的，而在原力学平衡的固溶体可认为在宏观尺度是均匀的，而在原子尺度是不均匀的。子尺度是不均匀的。固溶体中溶质原子的不均匀分布会形成

49、固溶体中溶质原子的不均匀分布会形成丛聚（偏聚，丛聚（偏聚，cluster）或或短程有序短程有序。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2）固溶体的性质）固溶体的性质与纯金属相比，由于溶质原子与纯金属相比，由于溶质原子的融入导致固溶体晶格畸变的融入导致固溶体晶格畸变（或称点阵畸变），导致力学（或称点阵畸变），导致力学性能、物理和化学性能产生了性能、物理和化学性能产生了不同程度的

50、变化。不同程度的变化。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(3)金属金属(间间)化合物化合物（P37）定义定义：合金中各组元发生化学的相互作用，形成的晶体结构合金中各组元发生化学的相互作用，形成的晶体结构不同于任一组元，在相图上处于中间位置的新相。不同于任一组元，在相图上处于中间位置的新相。又称为又称为中中间相间相。分类：分类：1)1)正常价化合物；正常价化合物；2)2)电子化合物；电子化合物；3)3)尺寸化合物（间隙相、间隙化合物、拓扑密堆相）尺寸化合物（间隙相、间隙化合物、拓扑密堆相）经营者提供商