材料化学考试重点整理

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国科大材料化学复习资料

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第二章晶体学终极重点:1、晶体特征,晶体与非晶体区别 2、晶向与晶面指数确定步骤1.晶体的性能特征:均一性,各向异性,自限性,对称性,最小内能性;2.对称操作与对称要素:对称轴,对称面,对称中心,倒转轴;3.晶向指数与晶面指数:确定步骤;4.球体的堆积:六方,面心立方,体心立方5.鲍林规则;6.各种典型晶体构型;7.硅酸盐晶体结构与实例:岛状,链状,层状,架状;8.同质多晶现象:可逆转变,不可逆转变,重建型转变,位移型转变。

1.晶体的性能特征:均一性,各向异性,自限性,对称性,最小内能性(1)晶体的基本特征晶体的性能特征结晶均一性:在晶体内部任意部位上具有相同的性质;各向异性:在晶体不同方向上表现出的性质差异;自限性:能够自发形成封闭的凸几何多面体外形的特性;对称性:晶体中的相同部分(晶面,晶棱,等等)以及晶体的性质能够在不同方向或位置上有规律地重复;最小内能性:在相同的热力学条件下,晶体与同组成的气体、液体及非晶态固体相比具有最小内能,即最为稳定。

(2)对称操作与对称要素:对称操作:使晶体的点阵结构和性质经过一定程序后能够完全复原的几何操作;对称要素:实施对称操作所依赖的几何要素(点,线,面等);1.旋转操作与对称轴:一个晶体如能沿着某一轴线旋转360 / n(n = 1, 2, 3, 4, 6)后使晶体位置完全回复原状,则该晶体具有n 重对称轴;2.反映操作和对称面:一个晶体中如果存在某一个平面,使平面两边进行反映操作,而令晶体复原,则这个平面称为对称面;3.反演操作和对称中心:一个晶体中央在某一个几何点,使晶体外形所有晶面上各点通过该几何点延伸到相反方向相等距离时,能够使晶体复原的操作。

该几何点称为对称中心。

4.旋转反演操作和对称反轴:旋转之后进行反演使晶体复原的操作;只有4¯是新的独立对称要素。

(3)晶向指数与晶面指数:确定步骤晶向指数:以晶胞的某一阵点O为原点,过原点O的晶轴为坐标轴x,y,z,以晶胞点阵矢量的长度作为坐标轴的长度单位;过原点O作一直线OP,使其平行于待定晶向;在直线OP上选取距原点O最近的一个阵点P,确定P点的3个坐标值;将这3个坐标值化为最小整数u,v,w,加以方括号,[ u v w ]即为待定晶向的晶向指数。

材料化学_复习资料

材料化学_复习资料

环境与市政工程学院应用化学专业2012-2013学年第一学期材料化学复习资料一、名词解释(1、固溶体:一个(或几个)组元的原子(化合物)溶入另一个组元的晶格中,而仍保持另一组元的晶格类型的固态晶体。

2、奥氏体:碳溶解在 -Fe中的间隙固溶体3、超塑性现象:金属在某一小的应力状态下,可以延伸十倍甚至是上百倍,既不出现缩颈,也不发生断裂,呈现一种异常的延伸现象。

4、表面效应:表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的减小而大幅度地变化,粒子的表面能及表面张力也随着增加,从而引起纳米粒子性质的变化。

5、置换型固溶体:由溶质原子替代一部分溶剂原子而占据着溶剂晶格某些结点位置所组成的固溶体。

6、填隙型固溶体:溶质质点进入晶体中的间隙位置所形成的固溶体。

7、介电性:在电场作用下,材料表现出的对静电能的储蓄和损耗的性质。

8、居里温度:高于此温度铁电性消失。

9、相图:用几何的方式来描述处于平衡状态下物质的成分、相和外界条件相互关系的示意图。

10、合金:由两种或以上的金属非金属经过熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。

11、复合材料:两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。

12、纳米材料:微观结构至少在一维方向上受纳米尺度调制的各种固体超细材料,或由它们作为基本单元构成的材料13、相:一个系统中,成份、结构相同,性能一致的均匀的组成部分叫做相。

14、材料:具有使其用于机械、结构、设备和产品的性质的物质。

15、材料化学:在分子结构层次上研究材料的合成、制备、理论,以及分子结构和聚集态结构、材料性能之间关系的科学。

16、智能材料:能够随着环境、时间的变化改变自己的性能或状态一类新型功能材料。

17、晶体:晶体是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。

(具有格子构造的固体)18、肖特基缺陷:正常各点上的质点,在热起伏过程中获得能量离开平衡位置迁移到晶体的表面,而在晶体内部正常格点上留下空位。

大一材料化学知识点

大一材料化学知识点

大一材料化学知识点一、材料分类和材料性质1. 金属材料金属材料是由金属元素组成的材料,具有良好的导电性、导热性和可塑性。

常见的金属材料包括铁、铝、铜等。

金属材料在工业生产和建筑领域得到广泛应用。

2. 非金属材料非金属材料主要由非金属元素或化合物组成,具有较差的导电性和导热性。

常见的非金属材料有陶瓷、聚合物和复合材料等。

非金属材料在电子、医疗和环保等领域有重要应用价值。

3. 高分子材料高分子材料是由长链分子组成的材料,具有良好的可塑性和耐磨性。

常见的高分子材料有塑料、橡胶和纤维素等。

高分子材料广泛应用于塑料制品、橡胶制品和纺织品等行业。

4. 纳米材料纳米材料是指具有纳米级尺寸的材料,具有特殊的物理和化学性质。

常见的纳米材料有纳米颗粒、纳米管和纳米线等。

纳米材料在电子、光电和医学等领域发展迅速,具有广阔的应用前景。

二、材料结构和组织1. 晶体结构晶体结构是指材料中原子或离子的排列方式。

晶体结构的种类包括立方晶系、正交晶系和六方晶系等。

不同的晶体结构决定了材料的物理和化学性质。

2. 晶体缺陷晶体缺陷是指晶体中存在的原子或离子排列不完整的区域。

常见的晶体缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷等。

晶体缺陷对材料的强度和导电性能有重要影响。

3. 材料组织材料组织是指材料中各种组成成分的分布和排列方式。

常见的材料组织有均匀组织、层状组织和颗粒组织等。

不同的材料组织决定了材料的宏观性能和微观行为。

三、材料性能1. 机械性能机械性能是指材料在外力作用下的表现。

常见的机械性能包括强度、硬度和韧性等。

不同的材料具有不同的机械性能,适用于不同的工程应用。

2. 热学性能热学性能是指材料在热力学过程中的表现。

常见的热学性能包括热导率、膨胀系数和热稳定性等。

热学性能对材料的加工和使用具有重要的影响。

3. 电学性能电学性能是指材料在电场中的表现。

常见的电学性能包括电导率、介电常数和电阻率等。

不同的材料具有不同的电学性能,适用于不同的电子器件制备。

大学 材料化学 复习要点

大学 材料化学 复习要点

材1.晶体:晶体是指一种内部粒子(原子、分子、离子)或粒子集团在空间按一定规律周期性重复排列而成的固体。

这种晶体结构的周期性是指一定数量和种类的粒子(或粒子集团)在空间排列时,在一定的方向上,相隔一定的距离重复出现的现象。

这些重复的单位在化学组成、空间结构上完全相同。

2.晶体周期性的结构,必然存在着两个重要的因素,即周期性重复的内容和周期性重复的方式。

第一要素称为结构基元,第二要素叫重复周期的大小和方向。

3.点阵:将晶体结构中的每个结构基元抽象成一个点,将这些点按照周期性重复的方式排列,就构成了点阵。

4.一维平移群表示为:T m=m a(m=0,±1,±2,…..)二维平移群:T mn=m a+n b(m=0,±1,±2,…..)三维平移群:T mnp=m a+n b+p c(m=0,±1,±2,…..)5.晶胞:空间格子将晶体结构截成的一个个大小、形状相等,包含等同内容的基本单位。

6.晶胞参数:a,b,c,α,β,γ,且α=∧bc,β=∧ac,γ=∧ab。

7.晶胞所含内容则是指晶胞内原子的种类、数量及它们在晶胞中的位置,可用原子的坐标参数(x,y,z)表示。

一般三个晶轴按右手定则安排。

原子在晶胞中的坐标参数的意义是指由晶胞原点指向原子的矢量用单位矢量表示。

如,晶胞内点P处原子的位置表示为OP=x a+y b+z c。

8.晶面指标:指平面点阵面在三个晶轴上的倒易截数之比。

9.晶体的缺陷:指偏离理想点阵结构的情况。

10.晶体的缺陷按几何形式分为:点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。

11.点缺陷包括空位、杂质原子、间隙原子、错位原子和变价原子等。

12.Frenkel缺陷:任何晶体当处于一定的温度时,有些原子的振动能可能瞬间增大到可以克服其势垒,离开其平衡位置而挤入间隙,形成一对空位和间隙原子,这种方式形成的正离子空位和间隙正离子成为Frenkel缺陷。

化工材料化学高考知识点

化工材料化学高考知识点

化工材料化学高考知识点化工材料化学作为高考化学科目的一部分,是考察学生对化学知识的掌握和应用能力的重要内容之一。

本文将就化工材料化学的几个重要知识点展开探讨,帮助考生更好地理解和应对高考化学考试。

1. 碳的化合物:碳是化工材料化学的基础,掌握碳的化合物是学习化工材料化学的首要任务。

碳的化合物主要分为有机化合物和无机化合物。

有机化合物包括烷烃、烯烃、炔烃、醇、醛、酮、羧酸等,通过研究它们的结构和性质,可以了解到不同的官能团对化合物的影响。

2. 聚合物的制备和性质:聚合物是化工材料化学中的重要部分,主要是通过单体的聚合反应得到大分子化合物。

聚合物的性质直接影响着材料的应用性能,如强度、耐磨性和热稳定性等。

了解聚合物的制备方法和调控性质的手段,对于提高材料性能具有重要意义。

3. 金属材料的应用:金属材料在化工领域中有着广泛的应用。

了解一些常见的金属材料及其特性,如铜、铁、铝等,可以帮助考生更好地理解金属的物理和化学性质,并掌握金属材料的加工和应用技术。

4. 半导体材料:半导体材料在电子器件领域中起着重要的作用。

理解半导体材料的禁带宽度、载流子等概念,以及掌握不同半导体材料的性质和应用,对于理解电子器件的工作原理具有重要意义。

5. 高分子材料:高分子材料广泛应用于化工、医药、材料等领域。

了解高分子材料的制备方法、性质表征和应用技术,例如高分子的合成方法、分子量的测定、热性能的测试等,有助于考生更好地掌握高分子材料的结构与性质的关系。

6. 化工反应原理:化工反应是化工材料化学的核心,需要掌握不同反应类型的原理和条件。

例如,了解有机反应中的加成、消除、取代等反应机制和反应条件,有助于考生对于有机化合物的合成途径和变化过程有更深入的理解。

总之,化工材料化学是一门综合性较强的学科,需要考生掌握较多的知识点,并且能够将这些知识点应用到实际问题中。

通过对碳的化合物、聚合物制备和性质、金属材料应用、半导体材料、高分子材料以及化工反应原理等知识的学习和理解,考生可以更好地应对高考化学试题,提高化学科目的成绩。

材料化学高考知识点必修

材料化学高考知识点必修

材料化学高考知识点必修材料化学是现代化学科学中的一个重要分支,研究的是材料的组成、性质、制备方法以及应用等方面问题。

在高考化学考试中,材料化学是一个重要的考点。

本文将从材料化学的基础知识、主要应用以及前沿研究方向等方面进行介绍。

一、材料化学的基础知识1. 原子与分子结构材料化学的基础是对原子与分子结构的研究。

原子是构成物质的基本单位,由质子、中子和电子组成。

分子是由两个或更多原子结合而成的,根据原子间结合的方式不同,分子可以分为共价分子和离子分子。

2. 化学键与晶体结构化学键是原子之间的力,根据电子的共享或转移程度不同,化学键可以分为共价键、离子键和金属键。

在晶体中,化学键的作用导致了规则的排列形式,形成具有明确晶体结构的物质。

3. 材料的性质与分类材料的性质是材料化学的重要研究内容之一。

根据材料的组成、性质和用途等方面的不同,材料可以分为金属材料、陶瓷材料、聚合物材料和复合材料等。

二、材料化学的主要应用1. 金属材料的应用金属材料具有良好的导电性、导热性和塑性等特点,广泛应用于各个领域。

例如,铁、铝等金属材料被广泛用于制造建筑材料、机械零件和家电等产品。

2. 陶瓷材料的应用陶瓷材料具有优异的耐高温、耐腐蚀性和绝缘性能,被广泛应用于建筑、航空航天和电子等领域。

例如,高铝瓷在航天器上用作热隔热材料。

3. 聚合物材料的应用聚合物材料是由大量重复单元组成的大分子化合物,具有良好的可塑性和耐寒性等特点。

聚合物材料被广泛应用于塑料制品、纺织品和涂料等行业。

4. 复合材料的应用复合材料是由两种或更多种材料组成的,具有优越的性能和多样化的应用。

例如,碳纤维复合材料在航空航天、汽车和体育器材等领域得到了广泛应用。

三、材料化学的前沿研究方向1. 纳米材料研究纳米材料是指具有纳米级尺寸的材料,其表面积大、界面活性高、量子效应显著。

纳米材料具有独特的物理、化学和生物学性质,正在被广泛研究和应用。

2. 可持续材料研究可持续材料是指在生产、使用和废弃过程中对环境影响较小且可回收再利用的材料。

材料化学高中知识点

材料化学高中知识点

材料化学高中知识点材料化学是研究材料的组成、结构、性能及其在应用中的变化规律的学科。

它涉及到材料的合成、加工、性质测试、性能优化等方面的内容。

以下是高中材料化学的主要知识点:1.物质的组成和结构:物质是由原子、分子或离子等基本微粒组成的,不同元素具有不同的原子结构和化学性质,元素的性质通过周期表进行分类。

化合物是由两种或更多元素以确定的比例结合而成的,其组成方式可以用化学式表示。

晶体是一种具有有序排列的微观结构的固体。

2.材料的物理性质:包括密度、硬度、融点、沸点、导电性、导热性等。

这些性质与物质的组成和结构密切相关,可以用于鉴别和分类物质。

3.材料的化学性质:包括与其他物质发生的化学反应,如氧化、还原、水解、酸碱反应等。

化学反应可以通过观察气体的生成、颜色的变化、沉淀的形成等来判断。

4.金属和非金属材料:金属是具有良好的导电性和导热性的材料,常见的金属有铁、铜、铝等。

非金属是不具备这些性质的材料,如氢气、氧气、二氧化硅等。

金属和非金属在化学性质、物理性质等方面有很大的差异。

5.材料的合成方法:包括人工合成和自然合成两种。

人工合成主要通过化学反应进行,常见的方法有溶液法、沉淀法、气相法、电解法等。

自然合成是指通过自然界的物理、化学条件进行的材料的合成过程。

6.材料的改性和调控:通过改变材料的组成、结构和加工工艺,可以改变材料的性能和性质。

常见的改性方法包括合金化、固溶处理、硬化等。

7.材料的性能测试和评价:通过实验方法对材料的物理性质、化学性质、力学性能等进行测试和评价。

常见的测试方法包括拉伸实验、硬度测试、热分析、电化学测试等。

8.新材料的研究与应用:随着科学技术的发展,新材料的研究越来越重要。

新材料具有特殊的性能和性质,可以应用于新能源、环境保护、生物医药等诸多领域。

以上是高中材料化学的一些主要知识点,希望可以对你的学习有所帮助。

材料化学期末复习基础重点

材料化学期末复习基础重点

材料化学期末复习基础重点第八章配合物的结构和性质1配合物的组成形成体配体配位数多齿配体和单齿配体2 配合物的化学式和命名原则3 配合物的价键理论配合物的几何构型内轨配键和外轨配键内轨型配合物和外轨型配合物配位化合物的磁性磁矩与未成对电子之间的关系4 配离子稳定常数及有关计算第十章碱金属和碱土金属元素1 金属单质的性质(金属性强,非常活泼可与许多非金属单质反应。

)2 氢化物的性质受热分解与水反应产生氢气极强的还原剂3 过氧化物含有过氧基的化合物,常见的过氧化钠。

在碱性介质中是强氧化剂,常用作熔矿剂,以使既不溶于水又不溶于酸的矿石被氧化分解为可溶于水的化合物。

与水或稀酸反应与二氧化碳反应放出氧气4 氢氧化物的碱性判断和溶解性变化规律氢氧化物的酸碱性递变规律,用离子势判断。

(不适用于过渡金属)氧化物的酸碱性判断与对应的氢氧化物一致。

5 盐的性质1 晶体类型除Be盐属于共价型晶体外,其余都属于离子晶体。

2 热稳定性各种盐类的热稳定性3 溶解度碱金属、碱土金属离子对应的各种盐类溶解性。

4 镁、钙、钡盐在溶液中的鉴定晶体在水中溶解度相对大小有什么变化规律?对于极化作用很小的离子晶体:小的阳离子与大的阴离子、大的阳离子与小的阴离子组成的离子晶体,溶解度相对较大;小的阳离子和小的阴离子,大的阳离子和大的阴离子组成的离子晶体,溶解度相对较小。

对于极化作用强的离子晶体:离子极化作用越强,在水中溶解度越小。

第十一章卤素和氧族元素卤素1 卤素单质颜色、溶解性,卤素单质(除碘外)有较强的氧化性,与单质反应,与水反应2 卤化氢实验室制备、酸性、还原性3 卤化物的溶解性4 氯的含氧酸及其盐氯的含氧酸、盐的酸性强弱比较:氯的氧化态越高,酸性越强氯的含氧酸、盐的氧化性强弱比较:氯的氧化态越高,氧化性降低解释:氯的氧化态越高,氯原子外层的原子数多,使还原剂不易与氯原子接触,所以高价态的含氧酸氧化性越弱,稳定性越高。

热稳定性比较:氯的氧化态越高,热稳定性增强氧族元素O,S典型的非金属元素,硒和碲是准金属元素。

材料化学考试重点整理

材料化学考试重点整理

第一章1、材料的基本概念材料是人类赖以生存的基础,材料的发展和进步伴随着人类文明发展和进步的全过程。

材料是国民经济建设,国防建设和人民生活不可缺少的重要组成部分,是社会现代化的物质基础与先导。

材料,尤其是新材料的研究、开发与应用反映着一个国家的科学技术与工业水平。

材料特别是新材料与社会现代化及现代文明的关系十分密切,新材料对提高人民生活,增加国家安全,提高工业生产率与经济增长提供了物质基础,因此新材料的发展十分重要。

材料是一切科学技术的物质基础,而各种材料的起点主要来源于材料的化学制备和化学改性。

2、什么是材料科学工程具有物理学、化学、冶金学、金属学、陶瓷学、计算数学等多学科交叉与结合的特点,并且具有鲜明的工程性。

3、什么是材料化学材料化学在研究开发新材料中的作用,就是用化学理论和方法来研究功能分子以及由功能分子构筑的材料的结构与功能关系,使人们能够设计新型材料,提供的各种化学合成反应和方法使人们可以获得具有所设计结构的材料。

采用新技术和新工艺方法,合成新物质和新材料,通过化学反应实现各组分在原子或分子水平上的相互转换过程。

涉及材料的制备、组成、结构、性质及其应用的一门科学。

材料化学既是材料科学的一个重要分支,也是材料科学的核心内容。

同时又是化学学科的一个组成部分,具有明显的交叉学科、边缘学科的性质。

是材料学专业学生的一门重要的专业基础知识课程。

4、材料的分类(1)按照材料的使用性能:可分为结构材料与功能材料两类结构材料的使用性能主要是力学性能;功能材料的使用性能主要是光、电、磁、热、声等功能性能。

(2)以材料所含的化学物质的不同将材料分为四类:金属材料、非金属材料、高分子材料及由此三类材料相互组合而成的复合材料。

第二章1、原子结合---键合两种主要类型的原子键:一次键和二次键。

(1)一次键的三个主要类型:离子键、共价键和金属键。

(一次键都涉及电子的转移,或者是电子的共用。

)一次键通常比二次键强一个数量级以上。

材料化学高考技巧知识点

材料化学高考技巧知识点

材料化学高考技巧知识点材料化学,作为化学领域的一门重要学科,对于化学高考来说,是一个关键的考点。

掌握材料化学的一些技巧和知识点,不仅可以帮助考生提高解题能力,更可以提高对于材料科学的理解和应用能力。

本文将从材料分类、结构特性、合成过程和应用领域等方面,为大家介绍一些材料化学的高考技巧。

一、材料分类材料化学的一个重要考点就是材料的分类。

常见的材料分类方式有:金属材料、非金属材料、聚合材料等。

其中金属材料常见的有铁、铜、铝等;非金属材料常见的有陶瓷、聚合物等。

在高考中,要求对这些材料分类有一定的了解,并能够根据材料的性质和用途进行合理的划分。

二、材料的结构和特性了解材料的结构和特性,是材料化学的关键知识点。

对于金属材料,了解晶体结构和晶格缺陷是非常重要的。

晶体结构决定了材料的物理性质,可以帮助我们理解材料的导电性、热导性等特性。

对于非金属材料,了解材料的分子结构和键合方式是必须的。

例如,对于陶瓷材料,了解其由离子键和共价键构成的特点,可以帮助我们理解材料的硬度和脆性。

三、材料的合成过程材料的合成过程也是材料化学高考的重要内容。

常见的合成方法有溶胶-凝胶法、气相沉积法等。

了解这些合成方法的特点和原理,可以帮助我们理解材料的制备过程和形成机理。

此外,还需要掌握一些常见材料的制备方法,例如金属的提取和纯化等。

四、材料的应用领域材料化学的最终目的是为了应用。

在高考中,也会出现一些与材料应用相关的问题。

例如,材料的导电性和热导性在电子器件设计和制备中的应用,材料的光学特性在光电子器件中的应用等。

对于这些应用领域,我们需要理解材料的特性和性能,并且能够将其应用到实际问题的解决中。

总结:材料化学是化学高考的重要考点之一,掌握一定的材料化学的知识和技巧,可以帮助我们更好地应对相关考题。

在学习材料化学时,需要重点掌握材料的分类、结构和特性,合成方法以及应用领域。

同时,通过做大量的习题和模拟考试,可以帮助我们熟悉材料化学的考点和解题思路,提高解题能力。

材料化学高考知识点总结

材料化学高考知识点总结

材料化学高考知识点总结材料化学作为化学课程的重要组成部分,是高考化学考试中的一个重要考点。

掌握材料化学的基本知识,对于学生在考试中取得好成绩具有至关重要的作用。

下面将对材料化学高考知识点进行总结,希望能够帮助同学们更好地备考。

一、有机高分子材料1. 有机高分子的基本特性:有机高分子是由碳、氢、氧等元素组成的,具有高分子量、多样化的结构以及良好的可塑性和可加工性。

常见的有机高分子包括塑料、橡胶和纤维等。

2. 聚合反应:聚合反应是指将单体分子通过共价键连接而形成高分子化合物的过程。

常见的聚合反应有加成聚合、缩合聚合和离子聚合等。

3. 聚合物的分类:根据长链分子中不同的构效关系,聚合物可分为线性聚合物、支化聚合物和交联聚合物等。

4. 热塑性塑料和热固性塑料:热塑性塑料是指在一定温度范围内可以软化、加工成型,再次加热可以重新软化的塑料;而热固性塑料则是在加热固化后不再软化的塑料。

5. 弹性体的分类:根据形状记忆能力和回弹速度等不同特性,弹性体可分为天然弹性体、合成弹性体和特种弹性体等。

6. 高分子材料的改性:通过对高分子材料的填充剂、增塑剂、增稠剂等进行合理添加,可以改善其力学性能、加工性能和抗老化性能等。

二、功能材料1. 光电功能材料:光电功能材料是指在光和电之间能够相互转换的材料。

常见的光电功能材料包括光电导体、光电转换材料和光敏材料等。

2. 磁性材料:磁性材料是指对外磁场有一定反应的物质。

根据磁化特性的不同,磁性材料可以分为铁磁材料、软磁材料和硬磁材料等。

3. 电子材料:电子材料是指用于制造电子器件和电子元器件的材料。

常见的电子材料包括半导体材料、导体材料和绝缘体材料等。

4. 纳米材料:纳米材料是一种在纳米尺度上具有特殊性质和特殊应用的材料。

纳米材料具有较大的比表面积和特殊的量子效应,常见的纳米材料包括纳米粒子、纳米复合材料和纳米涂层等。

5. 共价有机框架材料:共价有机框架材料是一类由有机配体和过渡金属等构建的高稳定性材料。

材料化学基础重点(详解)

材料化学基础重点(详解)

卤素和氧族元素卤素1 卤素单质颜色、溶解性,卤素单质(除碘外)有较强的氧化性,与单质反应,与水反应2 卤化氢实验室制备、酸性、还原性3 卤化物的溶解性4 氯的含氧酸及其盐氯的含氧酸、盐的酸性强弱比较:氯的氧化态越高,酸性越强氯的含氧酸、盐的氧化性强弱比较:氯的氧化态越高,氧化性降低解释:氯的氧化态越高,氯原子外层的原子数多,使还原剂不易与氯原子接触,所以高价态的含氧酸氧化性越弱,稳定性越高。

热稳定性比较:氯的氧化态越高,热稳定性增强氧族元素O,S典型的非金属元素,硒和碲是准金属元素。

氧与大多数金属形成离子型化合物,而硫与大多数金属形成共价型化合物。

1 氧臭氧的结构过氧化氢的化学性质(对热不稳定性、强氧化性、弱还原性和极弱的酸性)硫化氢的性质(酸性、还原性),硫化物的溶解性(与金属离子的极性有关,极越越强,硫化物溶解度越小,多硫化物的形成,颜色,化学性质与过氧化物相似(具有氧化性和还原性,在酸性溶液中很不稳定,易歧化分解为硫化氢和单质硫)。

硫的氧化物SO2具有氧化性和还原性,还原性更显著。

SO3具有强氧化性。

硫的含氧酸及其盐亚硫酸盐的溶解性,还原性(在碱性条件下更强)和弱的氧化性、受热易分解(硫酸盐和硫化物)硫酸的高沸点,酸性,强吸水性、强氧化性,硫酸盐的溶解性和热稳定性,焦硫酸的强氧化性,焦硫酸盐的热稳定性(熔矿剂)硫代硫酸钠:中强还原剂,强的配体,重金属的硫代硫酸盐难溶且不稳定。

过硫酸盐由于过氧基的存在具有强的氧化性。

连二亚硫酸钠是很强的还原剂。

配合物的结构和性质1配合物的组成形成体配体配位数多齿配体和单齿配体2 配合物的化学式和命名原则3 配合物的价键理论配合物的几何构型内轨配键和外轨配键内轨型配合物和外轨型配合物配位化合物的磁性磁矩与未成对电子之间的关系4 配离子稳定常数及有关计算碱金属和碱土金属元素1 金属单质的性质(金属性强,非常活泼可与许多非金属单质反应。

)2 氢化物的性质受热分解与水反应产生氢气极强的还原剂3 过氧化物含有过氧基的化合物,常见的过氧化钠。

材料化学复习提纲

材料化学复习提纲

材料化学复习提纲第一章绪论1.根据当今材料发展趋势,可分为五大类:金属材料;非金属材料;高分子材料;复合材料;生物医学材料。

2根据历史发展,材料可分为:第一代,天然材料;第二代,烧炼材料;第三代,合成材料;第四代,设计性材料;第五代,智能材料。

3.材料相关的三个基础学科:固体物理学;固体化学;材料工程学。

4.如何理解材料化学与化学的关系?答:化学是关于物质的组成,结构和性质以及物质转化成其他物质的变化过程的研究,是着眼于原子—分子水平的相互作用;而材料化学是关于材料制备,加工和分析的化学。

5.材料化学的内涵是什么?答:采用新技术和工艺方法制备新材料;材料组成和微观结构的表征;材料性能的测试。

第二章晶体学基础1.晶体结构与非晶结构。

答:晶体是以其内部质点在空间做规则排列,其结构长程和短程均有序;非晶体结构则长程无序,短程有序。

2一些晶体的典型晶体结构类型。

答:面心立方,体心立方,密排立方。

3.晶胞的两个要素:一是晶胞的大小,形式,由晶胞参数确定;二是晶胞中各原子的位置用原子得分数坐标表示。

4晶面角守恒定律:属于同一晶种的晶体,两个对应晶面间的夹角恒定不变。

5晶体的宏观特征和微观特征?答:宏观特征:规则的几何外形(自范性);晶面角守恒;有固定的熔点;物理性质的各向异性。

微观特征:6晶面指数求法,什么晶系可以用四坐标系表示?答: 在所求晶面外取晶胞的某一顶点为原点O,三棱边为三坐标轴x,y,z;以棱长为单位,量出待定晶面在三个坐标轴上的截距;取截距的倒数,并化为最小整数h,k,l并加以()即是。

六方晶系可以用四坐标系表示。

7.如何划分平行六面体格子?答:为确保所截取的平行六面体能够统一,且是最为简单,又能代表整个点阵的几何特性。

有以下三条规定:(1)所选取的平行六面体必须能够反映点阵的宏观对称特性;(2)在满足上述规定的条件下,所选取的平行六面体应具有尽可能多的直角;(3)在满足以上两条规定的条件下,所选取的平行六面体应具有最小的体8。

硅材料化学实验知识点高考

硅材料化学实验知识点高考

硅材料化学实验知识点高考硅材料是现代工业中非常重要的一类材料,广泛应用于电子、光电、航空航天等领域。

了解硅材料的化学实验知识点对于高考化学考试来说至关重要。

本文将重点介绍硅材料化学实验的几个关键知识点。

一、硅的制备方法硅材料的制备主要有两种方法,即矿石冶炼法和化学还原法。

矿石冶炼法是通过高温炼矿的方式获取纯度较高的硅材料。

常用的矿石有石英、二氧化硅和硅石等。

通过高温还原反应,将矿石中的氧化硅还原成精炼硅。

这种方法的优点是可以批量生产高纯度的硅材料,但是需要高温设备和大量能源投入。

化学还原法是将硅矿石与还原剂(如焦炭)反应,在高温下生成粗硅。

然后通过化学纯化的方法,将粗硅进行熔融、结晶等处理,最终得到高纯度的硅材料。

这种方法操作简单,能耗较低,能够控制硅材料的纯度和形态,因此在实验室常用这种方法制备硅材料。

二、硅材料的物理性质测试对于硅材料,我们需要进行物理性质测试来评价其品质和适用性。

1. 密度测试:密度是物质的基本性质之一,影响材料的物理特性。

可以通过测量硅材料的质量和体积,计算出其密度。

2. 硬度测试:硬度是材料抵抗外力的能力。

硅材料通常具有极高的硬度,在Mohs硬度量表上排名较高。

硬度测试可以通过压痕实验或洛氏硬度计等方法进行。

3. 性状观察:硅材料在不同条件下有不同的性状表现。

通过观察硅材料的外观、颜色、透明度等指标,可以初步评估其纯度和成分。

三、硅材料的化学性质测试硅材料的化学性质测试主要是通过不同的试剂和方法来检测硅材料是否符合特定的要求。

1. 溶解性测试:硅材料一般不会在常见的溶剂中溶解,但它可以在浓氢氟酸等强酸中发生化学反应。

通过将硅材料与浓氢氟酸进行反应,观察是否会放出气体或溶解,从而得知硅材料的纯度。

2. 化学活性测试:硅材料与一些活性气体(如氯气、氧气、氨气)或化学药剂发生化学反应。

这些反应可以通过激光光谱、拉曼光谱、红外光谱等方法进行检测和分析。

通过这些测试,我们可以了解硅材料与其他物质之间的相互作用机制,进一步了解硅材料的化学性质。

材料化学高考知识点汇总

材料化学高考知识点汇总

材料化学高考知识点汇总材料化学是化学科学中的一门重要学科,它研究物质的性质、结构以及在不同条件下的变化规律。

在高考化学考试中,材料化学是一个常见的考点。

本文将对材料化学的主要知识点进行汇总,帮助考生更好地准备化学考试。

一、材料的分类材料根据化学组成和性质的不同,可以分为金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料三大类。

金属材料具有良好的导电导热性能和机械性能,如铁、铜等;无机非金属材料主要包括陶瓷和硅酸盐材料,如石英和氧化铝等;有机高分子材料则是由碳、氢和氧等元素构成,如塑料和橡胶。

二、金属及合金金属是指具有典型金属性质的化学元素或化合物。

金属具有良好的导电导热性、延展性和可塑性等特点。

合金是由两种或多种金属或非金属元素组成的固溶体。

合金通常具有比纯金属更好的物理性能和化学性能,广泛应用于工业生产中。

三、陶瓷材料陶瓷材料主要由非金属氧化物组成,具有高熔点、高硬度、耐高温和耐腐蚀性能。

陶瓷材料可分为结构陶瓷和功能陶瓷两类。

结构陶瓷包括砖瓦、陶瓷管等,用于建筑和日用品制造;功能陶瓷包括电子陶瓷、氧化铝等,用于电子、光学和化工等领域。

四、聚合物与高分子化合物聚合物是由成百上千个单体分子通过化学键连接而成的大分子化合物。

聚合物可分为天然高分子和合成高分子两类。

天然高分子包括橡胶、淀粉和蛋白质等;合成高分子则是通过合成反应得到的高分子材料,如聚乙烯、聚苯乙烯等。

五、纳米材料纳米材料是指尺寸在纳米尺度(10的负9次方米)范围内的材料。

纳米材料具有较大的比表面积和量子尺寸效应,因此在光学、电子、磁学等领域显示出许多特殊性质。

纳米材料的应用发展为纳米技术,对材料科学和工程学产生了革命性影响。

六、电化学电化学是关于电与化学之间相互转化的科学研究。

它主要研究电池、蓄电池、电解池、腐蚀和电镀等现象。

电池是将化学能转化为电能的装置,它包括原电池、干电池和燃料电池等。

蓄电池是将电能转化为化学能的装置,常见的有铅酸蓄电池和锂离子电池。

材料化学面试知识点总结

材料化学面试知识点总结

材料化学面试知识点总结材料化学是研究和应用材料的科学。

作为一门交叉学科,材料化学涉及化学、物理、工程等多个领域的知识。

在材料化学面试中,考官通常会针对候选人的专业知识、研究经验和解决问题的能力进行考察。

下面将对材料化学面试中常见的知识点进行总结。

一、基础化学知识1. 元素周期表考官可能会询问候选人对周期表的理解,如周期表的排列规律、元素的周期性性质等。

候选人需了解周期表中元素的基本属性、周期规律和族规律,能够根据周期表预测元素的性质和化合物的化学性质。

2. 化学键化学键是物质中原子间的结合力,常见的化学键包括共价键、离子键和金属键。

考官可能会询问候选人对不同类型化学键的理解,以及化学键的形成条件和特点。

3. 化学反应化学反应是原子或分子间发生的变化,通常包括化学平衡、化学动力学和化学反应热力学等方面。

候选人需了解化学反应的特征、速率规律、热力学条件等,能够解释化学反应过程中的物质转化和能量变化。

4. 化学平衡化学平衡是指化学反应达到动态平衡时各反应物和生成物的浓度或活度不再发生明显变化的状态。

候选人需了解化学平衡的表达式、平衡常数和影响平衡位置的因素,能够预测和计算化学反应达到平衡时各物质的浓度或活度。

5. 酸碱理论酸碱理论是化学中研究酸和碱的性质和反应的理论基础,包括布朗斯特-劳里理论、刘易斯理论和弗吕里理论等。

候选人需了解不同酸碱理论的定义和特点,能够根据酸碱理论解释酸碱反应和酸碱中和的过程。

6. 材料的结构与性能材料的结构与性能是材料化学研究的核心内容,包括材料的晶体结构、缺陷结构和物理性能、力学性能、热学性能等。

候选人需了解不同材料的结构特点和性能表现,能够根据材料的结构预测和解释其性能。

二、材料化学基础知识1. 合成方法合成方法是指制备材料的各种化学方法,包括溶液法、气相法、固相法、水热法、溶胶-凝胶法等。

候选人需了解不同合成方法的原理和特点,能够选择合适的合成方法制备特定功能或结构的材料。

《材料化学》考试试题重点

《材料化学》考试试题重点

1 、什么是材料化学?其主要特点是什么?答:资料化学是与资料相关的化学学科的一个分支,是与资料的结构、性质、制备及应用相关的化学。

资料化学的主要特色是跨学科性和实践性2、一些物理量在元素周期表中规律,答:电离势同一周期的主族元素从左到右增大,稀有气体最大;同一周期的副族元素从左到右略有增添。

同一主族,从上到下减小;同一副族从上到下呈无规则变化。

电子亲和势同周期从左到右大体上增添,同族元素变化不大。

电负性同周期从左到右变大,同主族从上到下减小。

资猜中的联合键有哪几种?各自的特色如何?对资料的特征有何影响?种类键合键自己特色形成晶体的特色强弱离子键无饱和性、无方向性、高配位数最强高熔点、高强度、高硬度、低膨胀系数、塑性较差、固态不导电、熔态离子导电共价键有饱和性、有方向性、低配强高熔点、高强度、高硬度、低膨胀系数、位数塑性较差、在熔态也不导电电子共有化,可以自由流金属键动;无饱和性、无方向性、较强塑性较好、有光彩、优异的导热、导电性配位数高范德华键无饱和性、无方向性最弱氢键有饱和性、有方向性弱3、原子间联合键有哪些,怎么分类?答:依照键的强弱可分为主价键和次价键。

主价键是指两个或多个原子之间经过电子转移或电子共享而形成的键合,即化学键;主要包含离子键、共价键和金属键。

次价键如范德华键是一种弱的键合力,是物理键,氢键也是次价键。

4、说说化学锈蚀和电化学锈蚀的各自特色和机理。

答:化学锈蚀是指金属与非电解质接触时,介质中的分子被金属表面所吸附并分解成原子,而后与金属原子化合,生成锈蚀产物。

可以利用致密氧化膜的保护特征。

电化学锈蚀原理与金属原电池的原理同样。

即当两种金属在电解质溶液中构成原电池时,作为原电池负极的金属就会被锈蚀。

在金属资料上外加较开朗的金属作为阳极,而金属资料作为阴极,电化学腐化时阳极被腐化金属资料主体得以保护。

5、如何防范或减少高分子资料的老化?答:在制造成品时平时都要加入适合的抗氧化剂和光稳固剂(光障蔽剂、紫外线汲取剂、猝灭剂)可提升其抗氧化能力。

材料化学知识点总结

材料化学知识点总结

材料化学知识点总结材料化学是化学学科重要的分支之一,它研究新材料的合成、结构、性质等方面,为新材料的研发提供了有力的支撑。

材料化学涉及多个学科领域,如无机化学、有机化学、物理化学等,因此,它具备广泛的学科交叉性。

本文将从基础原理、材料的分类及合成、表征方法和应用等方面,对材料化学方面的知识点进行总结。

一、基础原理1.化学键化学键是化学反应的基础,它是原子之间形成的一种电子互相共享或相互转移关系。

化学键可以分为离子键、共价键和金属键。

其中,离子键通常是一种离子和另一种离子之间的相互作用,而共价键则是两个或更多原子之间的共享电子对,金属键则是一种由金属原子的排列形成的电子气体。

2.分子结构分子结构是分子中原子之间空间的排列方式。

分子的结构对分子的性质、反应行为等有着非常重要的影响。

分子结构可以采用分子轮廓、立体化学和电子分布等方式进行描述。

3.晶体结构晶体是由大量离子、分子或原子排成规则的三维阵列,被称为晶体结构。

晶体结构通常采用空间点阵和晶体结构因素表征。

其中,空间点阵度量了一组交错的平行线的位置和形状,而晶体结构因素则测量了晶体中拥有特定结构的每个原子对X射线的反射强度。

二、材料的分类和合成1.无机材料无机材料是一类由非有机化合物组成的材料,包括晶体、陶瓷、玻璃等。

其制备方法包括凝胶燃烧法、水热合成法等。

2.有机材料有机材料是一类由有机化合物组成的材料。

其中有许多聚合物和纤维。

其制备方法包括聚合方法、化学合成法等。

3.纳米材料纳米材料是指尺寸在皮米(1 nm = 10-9米)范围内的材料,具有显著的尺寸效应。

其制备方法包括溶胶-凝胶法、氨气浸渍法、电化学沉积法等。

三、材料的表征方法1. X射线粉末衍射分析X射线粉末衍射分析是材料结构表征领域中的一个非常重要的技术。

它用于分析材料的结构、物相和纯度等。

该技术利用入射X射线的反射和散射来确定晶体在空间中的环境。

2.扫描电子显微镜技术扫描电子显微镜技术是一种能够观察物质表面形貌和构成的强大工具。

材料化学复习知识要点

材料化学复习知识要点

一些组成固定化合物,由于其内部微粒可以以 不同的方式堆积,因而生成不同种类的晶体。 这种同一化合物存在两种或两种以上不同的晶 体结构型式的现象称为同质多(异)晶现象。 类质同晶现象在自然界中也广泛存在,例如 CaS和NaCl同属 NaCl结构,ZrSe2和CdI2都是 碘化镉结构,TiO2和MgF2都是金红石结构。
七个晶系按照对称性的高低可以划分三个晶族: 有多个高重对称轴(n>2)的立方晶系为高级晶 族;只有一个高重对称轴的六方晶系,四方晶 系和三方晶系为中级晶族,没有高重旋转轴的 正交晶系,单斜晶系和三斜晶系为低级晶族。 七个晶系共有十四种点阵型式。这十四种型式 最早(1866年)由布拉维(Brarias)推得,又称为 布拉维点阵型式或布拉维格子。
将晶体结构中的每个结构基元抽象成一个点 (阵点),将这些点按照周期性重复的方式排 列,就构成了点阵。 点阵结构中,连接任意两个点阵点可得一个向 量,其中连接两相邻点所得到的向量称为基本 向量(素向量) ,用符号a表示。若将点阵结构 中所有的点沿相同的方向做一平行移动,这些 点将移动相同的距离,我们把这一动作称为平 移。
若一块固体基本上为一个空间点阵所贯穿,称 为单晶体。双晶又称孪晶,是指同一种晶体中 的两部分或几部分相互之间不是由同一点阵所 贯穿,但它们却是规则地连生在一起形成的晶 体。 有些固体是由许多小的单晶体不同的取向聚集 而成,称为多晶体。有些固体,例如碳黑,结 构重复的周期数很少,只有几个到几十个周期, 称为微晶,它是界于晶体和非晶物质之间的物 质。
晶体结构具有空间点阵式的结构,点阵结构的 空间对称操作称为空间群。 若将14种空间点阵型式以及对称轴、对称面和 对称中心等对称元素、按一切可能性结合起来, 即将每一个点群的旋转轴用轴次相同的旋转轴 或螺旋轴取代结合,原有的镜面用平行的镜面 或滑移面取代结合,结合时考虑点阵对称的平 移操作。 结合后产生的对称元素又不超出上表所列的范 围,这样结合得到的对称元素系共有230种类 型,与每一种类型相应的对称操作群,称为一 种空间群。

材料化学复习题及答案

材料化学复习题及答案

材料化学复习题及答案一、选择题1. 材料化学中,下列哪种材料属于无机非金属材料?A. 塑料B. 陶瓷C. 橡胶D. 合金答案:B2. 材料科学中,下列哪种材料具有最高的热导率?A. 石墨烯B. 铜C. 铝D. 玻璃答案:A3. 材料的疲劳寿命通常与下列哪个因素无关?A. 材料的微观结构B. 材料的表面处理C. 材料的化学成分D. 材料的颜色答案:D二、填空题1. 材料的硬度通常用______来表示。

答案:莫氏硬度2. 陶瓷材料的主要成分是______。

答案:无机非金属材料3. 金属材料的塑性变形主要通过______来实现。

答案:位错运动三、简答题1. 简述材料科学中,材料的力学性能包括哪些方面?答案:材料的力学性能主要包括硬度、弹性、塑性、韧性、强度、疲劳强度等。

2. 请解释什么是材料的热膨胀系数,并说明其对材料性能的影响。

答案:热膨胀系数是指材料在温度变化时体积或长度的变化率。

它对材料性能的影响主要体现在热应力的产生和材料尺寸的稳定性上。

四、计算题1. 已知某种材料的热膨胀系数为12×10^-6/°C,试计算该材料在温度从20°C升高到100°C时,长度为100mm的样品长度的变化量。

答案:ΔL = αL₀ΔT = 12×10^-6/°C × 100mm × (100°C - 20°C) = 0.96mm五、论述题1. 论述材料的电导率与其微观结构之间的关系,并举例说明。

答案:材料的电导率与其微观结构密切相关。

例如,金属的电导率较高,因为其内部存在大量的自由电子,这些自由电子可以在电场作用下自由移动,形成电流。

而绝缘体的电导率较低,因为其内部几乎没有自由电子,电子被原子核紧紧束缚,难以形成电流。

半导体的电导率介于金属和绝缘体之间,其电导率可以通过掺杂改变,掺杂可以增加材料内部的自由电子或空穴,从而提高电导率。

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第一章1、材料的基本概念材料是人类赖以生存的基础,材料的发展和进步伴随着人类文明发展和进步的全过程。

材料是国民经济建设,国防建设和人民生活不可缺少的重要组成部分,是社会现代化的物质基础与先导。

材料,尤其是新材料的研究、开发与应用反映着一个国家的科学技术与工业水平。

材料特别是新材料与社会现代化及现代文明的关系十分密切,新材料对提高人民生活,增加国家安全,提高工业生产率与经济增长提供了物质基础,因此新材料的发展十分重要。

材料是一切科学技术的物质基础,而各种材料的起点主要来源于材料的化学制备和化学改性。

2、什么是材料科学工程具有物理学、化学、冶金学、金属学、瓷学、计算数学等多学科交叉与结合的特点,并且具有鲜明的工程性。

3、什么是材料化学材料化学在研究开发新材料中的作用,就是用化学理论和方法来研究功能分子以及由功能分子构筑的材料的结构与功能关系,使人们能够设计新型材料,提供的各种化学合成反应和方法使人们可以获得具有所设计结构的材料。

采用新技术和新工艺方法,合成新物质和新材料,通过化学反应实现各组分在原子或分子水平上的相互转换过程。

涉及材料的制备、组成、结构、性质及其应用的一门科学。

材料化学既是材料科学的一个重要分支,也是材料科学的核心容。

同时又是化学学科的一个组成部分,具有明显的交叉学科、边缘学科的性质。

是材料学专业学生的一门重要的专业基础知识课程。

4、材料的分类(1)按照材料的使用性能:可分为结构材料与功能材料两类结构材料的使用性能主要是力学性能;功能材料的使用性能主要是光、电、磁、热、声等功能性能。

(2)以材料所含的化学物质的不同将材料分为四类:金属材料、非金属材料、高分子材料及由此三类材料相互组合而成的复合材料。

第二章1、原子结合---键合两种主要类型的原子键:一次键和二次键。

(1)一次键的三个主要类型:离子键、共价键和金属键。

(一次键都涉及电子的转移,或者是电子的共用。

)一次键通常比二次键强一个数量级以上。

①金属键:自由电子和正离子组成的晶体格子之间的相互作用就是金属键。

没有方向性和饱和性的。

②离子键:包含正电性和负电性两种元素的化合物最通常的键类型为离子键。

阴阳离子的电子云通常都是球形对称的,故离子键没有方向性和饱和性。

③共价键:由两个原子共有最外层电子的键合,使每个原子都达到稳定的饱和电子层。

共价键具有方向性和饱和性。

(2)二次键:德华键(二次键既不涉及电子的转移,也不涉及电子的共用。

)以弱静电吸引的方式使分子或原子团连接在一起的,比前3种键合力要弱得多。

包含色散效应、分子极化、氢键。

①色散效应:对称的分子和惰性气体原子,由于电子运动的结果,有时分子或原子的部会发生电子的偏离而引起瞬时的极化,形成诱导瞬间电偶极子,就会产生很弱的吸引力,这样的吸引力在其它力不存在时能使分子间产生结合。

②分子极化:原子、离子及分子的电荷并不是固定在一定部位上,它们在相互靠近时,电荷会发生偏移,形成永久弱电偶极子。

③氢键:由于分于极化形成的键。

(3)配价键:一种特殊的共价键,两个原子的共用电子对是由其中的一个原子单独供给的。

混合键:化合物中元素间电负性差大时有利于离子键,而电负性差值小时有利于共价键,混合键合可是单个键的中间特性,也可是具有一次和二次两种键型材料中的“混合”键。

确定原子成键类型的重要因素:电负性原子间电负性的差值泡利不相容原理:在每一轨道上只允许存在两个电子,且它们的自旋方向相反。

2、什么叫配位数表征原子在固体中的排列,是每个原子周围的最邻近的原子数目。

配位数是原子堆积在一起的紧密度和有效性的指标。

3、晶体微粒(原子、分子、离子等)在空间按一定的规律呈周期性重复排列组成的固体。

稳定晶体特征:①电荷达到平衡;②按照原子尺寸每个原子键的数目和键的方向最紧密地堆积;③静电排斥力为最小。

4、原子排列等级(1)短程有序:在一个中心原子周围最近邻原子的局部排列。

(材料中原子的特殊排列只延伸至原子的最邻近的区域。

)(2)长程有序:材料在比键长大得多的距离呈现有序。

(特殊原子排列遍及整个材料部)(3)无序:原子随机充满在封闭的空间中。

(氩气等气体中原子是无序的。

)5、原子间距原子的平衡距离,它是斥力和引力之间平衡的结果。

(固体金属中为原子半径;离子化合物中是两种不同离子半径的和)6、晶胞:能保持整个点阵全部特征的点阵单元。

显示了系统所有特征的最小体积。

7、点阵:原子形成有规则的、重复性的3维格子状模型。

点阵每一个阵点的周围是相同的,每个阵点都与一个或多个原子联系在一起。

8、点阵或晶胞的特征参数(1)点阵参数:描述晶胞尺寸和形状的参数,它包括晶胞的各边的长度和各边之间的夹角。

(2)晶胞的原子数(3)配位数:简单立方为6,体心立方为8,面心立方为12。

(3)堆积因子:假设原子是刚性球,堆积因子就是原子占据空间的分数。

()()()晶胞体积每个原子的体积晶胞原子数堆积因子/=APF⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯=334rAPFπ体密度(4)密度:()()()()阿佛加德罗常数晶胞体积每个原子的原子量晶胞原子数密度/=ρ①线密度是沿一个方向单位长度上相同阵点的数目。

②面密度是在所关心的面的单位面积上的原子数。

③体密度是单位体积中的原子数。

其中简单立方a=2r ,体心立方a=4r/√3,面心立方a=4r/√2,密排立方a=2r 。

9、密排六方:晶胞的总原子数=[(12×1/6)+(2×1/2)+(3×1)]=6个。

10、铸件的整体通常是由具有相同结构但取向不同的晶体组成,难形成一个晶体。

大多数金属形成多晶体组织 。

瓷材料同样是多晶固体。

材料是否为晶态或非晶态(无定形态),这取决于它经历的热过程。

少数材料是单晶。

单晶材料没有晶界,性能独特。

11、多晶转变:材料的一种晶体结构变成另一种晶体结构。

多晶转变类型①位移型转变:键角发生变化的结构畸变,但不包含键的破坏,是一种可逆转变,转变速率较快。

②重建型转变:键被破坏,重新形成新的结构。

这种转变比第一种转变所需的能量要更大,其转变速率也较慢。

12、(1)金刚石型立方结构(DC 晶胞)如硅、锗、锡和碳。

每个原子的配位数是4;其点阵是特殊的面心立方结构。

每个晶胞应当是8个原子 。

(2)离子半径比和配位数的关系:13、密勒指数(1)确定方向密勒指数的步骤如下:(a) 使用右旋坐标系,定出该方向上两个点的坐标——h1、k1、l1和h2、k2、l2。

(b) 从“末”点坐标减去“始”点坐标。

(c) 去掉分数。

(d) 用方括弧[ h k l ]将数字括起来。

若有负号则在数字上面加一横线。

(2)晶面密勒指数标志的步骤如下:(a) 按照点阵参数的数目定出晶面与x ,y ,z 坐标轴相交各点。

如果面平行一个轴,截距为无限大。

若晶面通过原点,则必须移动坐标系的原点。

(b) 取这些相交点的倒数。

(c) 消除分数,但不化为最小整数。

(d ) 将最终数放入圆括号(h k l),负数的表示方法还是在数字上面加一横线。

14、面间距布拉格定律:2dsin θ= n λ 其中d 为面间距。

面间距d :即具有相同密勒指数的两个相邻平行晶面之间的距离(d h k l ),晶体的面间距可由已知晶体几何定出。

(h k l )面间距为:()2/1222)(lk ha d hkl ++=式中a 0是点阵参数,h ,k ,l 代表相邻晶面的密勒指数。

15、同素异构体或多晶型材料:凡具有不止一种晶体结构的材料。

很多材料在特定温度下其晶体结构会发生从一种晶胞到另一种晶胞的转变。

元素出现这种行为称同素异构,而化合物出现这种行为称多形性。

16、材料性能与被测性能的晶体方向有关,则此材料属各向异性; 材料性能在各个方向上是相同的,则晶体是各向同性的。

17、非晶态或无定形结构:只有短程有序无长程有序周期性的结构。

由液态到固态没有突变现象。

抑止物质的晶化固态反应过程,则能发生非晶态固化反应,获得非晶态材料 。

非晶态材料:(1)玻璃:熔融物质在快速冷却时原子还没有来得及自行排列成周期性结构而形成的。

玻璃共性:①原子短程有序、长程无序;②结构是各向同性的,所以性能在各个方向是均匀的;③一般能透过可见光,但可调节配方使玻璃能吸收或透过各种波长的光; ④一般具有良好的电绝缘性和隔热性;⑤在熔融之前可软化,所以可制成各种复杂的形状;⑥玻璃的组成在一定围连续可调,可根据需要制成不同性能的系列材料。

(2)凝胶:通过化学反应而不是熔融的方法生成的非晶态固体。

(3)气相沉积涂层:由蒸气在冷的基板上快速冷凝而形成。

18、扩散:原子或分子移动的机制称为扩散,涉及一种原子移动到另一种原子中去的物质输运过程。

扩散存在于固体、液体和气体中,但气体中更主要是对流。

扩散机制:(1)自扩散异类扩散(钢的渗碳:在CO/CO2气氛中加热至高温,碳原子沉积在铁表面,并迁入渗碳体,碳与铁结合形成铁碳化合物,近表面形成富碳层,具有很优异的抗磨性。

)(2)①空位扩散 ②间隙扩散 ③置换、互换和环状扩散(一般情况下,对扩散起决定作用的机制是空位和间隙扩散。

)19、扩散速率(菲克第一定律)通量:在单位时间通过单位面积的原子数目。

x cDJ ∆∆-= 式中J 为通量(原子数/m2.s );D 为扩散能力,即扩散系数(m 2/s ),而Δc/Δx 则为浓度梯度(原子数/m 3·m )。

式中负号说明物质流是“逆”浓度梯度的,即由高浓度区域流向低浓度区域。

(仅限应用于浓度梯度不随时间而变的问题。

)扩散系数的表达式为:⎪⎭⎫⎝⎛-=RT E D D a exp 0 式中Ea 是扩散激活能(J/mol ),T 是绝对温度(K )。

20、成分分布(菲克第二定律)菲克第二定律:描述原子的动态或非稳态扩散,即扩散原子的浓度是随时间而变化的。

若扩散系数与位置无关,也就是等效地说扩散系数与成分无关,则菲克第二定律的微分方程的形式为:x d cd D dt dc 22=(1)此微分方程在连续补充扩散原子的条件下,有一个解是:⎪⎪⎭⎫⎝⎛=--Dt x erf c c c c s x s 20式中cs 是材料表面处扩散原子的恒定浓度,c 。

是材料部扩散原子的初始均匀浓度,而cx 则是经过时间t 之后,表面下x 处扩散原子的浓度。

(2)如提供的扩散原子耗尽,即不能连续补充,那么菲克第二定律的具体解的形式为:⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=Dt x Dt C x 4exp 22πβ菲克第二定律的一个推论为:只要 D t 项为常数,在不同条件下也可获得相同的浓度分布。

这能确定在完成特定热处理时温度对所需时间的影响。

有效渗入距离为扩散物质含量具有原始含量与表面含量平均值的地方。

有效渗入距离的表达式 :Dtx erf =Dtx erf γ= 对于板的γ为1,对于圆柱的γ则是2。

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