1、第二章 材料的结构第一节 晶体结构和非晶体第二节 晶体缺陷第三节 合金的相结构第四节 合金的组织第五节 金属的结晶与铸锭第一节 晶体结构和非晶体一、 原子的结合键及其特性二、晶体和非晶体概念三、非晶体结构四、晶体结构的基本概念五、金属中常见的三种晶体结构六、三种典型晶格的致密度及晶面晶向分析七、单晶体的各向异性与多晶体的伪各向同性结合键可分为 化学键 和 物理键 两大类。化学键即主价键，它包括金属键、离子键和共价键；物理键即次价键，也称范德华力。此外，还有一种称为氢键，其性质介于化学键和范德华力之间。一、原子的结合键及其 特性（一）金属键 由金属正离子与电子气之间相互作用所构成的结合键称为金属
2、键，如图所示。4、加热时，正离子振动增强，电子运动受阻，电阻增加金属键特性 金属特性1、加电场，电子定向加速运动 加热场，离子、自由电子热振动 良好的导电性2、自由电子能吸收并辐射大部分投射到其表面的光能 良好的导热性 不透明，有金属光泽 较高的强度3、金属键合力强 ，键没有方向性，对原子没有选择性，原子可不破坏键而移动 良好的塑性 有正的电阻温度系数金属键与金属的特性（二）离子键 这种结合的实质是金属原子将自己最外层的价电子 给予 非金属原子，使自己成为带正电的正离子，而非金属原子得到价电子后使自己成为带负电的负离子，这样，正负离子依靠它们之间的 静电引力 结合在一起。 性能：一般离子晶体中
3、正负离子静电引力较强，结合牢固。因此，其 熔点和硬度均较高 ，具有 高的高温强度和耐磨性 。另外，在离子晶体中很难产生自由运动的电子，因此，它们多数是良好的 绝缘体 。但当处在高温熔融状态时，正负离子在外电场作用下可以自由运动，即呈现离子导电性。大多数盐类、碱类和金属氧化物主要以离子键的方式结合。（三）共价键 共价键是由两个或多个电负性相差不大的原子间通过 共用电子对 而形成的化学键。有 方向性 和 饱和性 。 性能： 共价键的结合极为牢固，故共价晶体具有 结构稳定、熔点高、强度高、质硬脆 等特点。由于束缚在相邻原子间的 “ 共用电子对 ” 不能自由地运动，共价键结合形成的材料一般是 绝缘体
4、，其导电能力差。 金刚石、 Si、 SiC、 Si3N4、 BN等化合物（四）分子键 由于分子中共价电子的非对称分布，使分子的某一部分比其他部分更偏于带正电或带负电（称为极化），因此在某些分子中可能存在偶极矩。一个分子的带正电部分会吸引另一个分子的带负电部分，这种结合力称为 范德华力或分子键 。范德华力是存在于分子间的一种吸引力，它比化学键弱得多。一般来说，某物质的范德华力越大，则它的熔点、沸点就越高。对于组成和结构相似的物质，范德华力一般随着相对分子质量的增大而增强。由范德华键结合的固体材料 熔点低、硬度也很低 ，因无自由电子而具有 良好的绝缘性 。性能 ：（五）氢键 氢键是一种特殊的分子间
5、作用力。它是由 氢原子同时与两个电负性很大而原子半径较小的原子 O、F、 N等相结合而产生的具有比一般次价键大的键力，又称氢桥。氢键具有 饱和性 和 方向性 。氢键的结合力较范德华键强。氢键可以存在于分子内或分子间。氢键在高分子材料中特别重要，纤维素、尼龙和蛋白质等分子有很强的氢键，并显示出非常特殊的结晶结构和性能。二、晶体和非晶体概念晶体 非晶体内部的原子（离子或分子）呈 有序、有规则排列 的固态物质。内部的原子（离子或分子）呈 无序、无规则排列 的固态物质。定义特性 有固定的熔点，具有各向异性 。没有固定的熔点，具有 各向同性 。三、非晶体结构非晶体 指原子（离子或分子）在空间 无规则排列 的固体。（一）非晶态金属金属及合金极易结晶，传统的金属材料都以晶态形式出现。但如将某些金属熔体，以 极快的速率急剧冷却 ，例如冷却速度大于 106K/s，则可得到一种崭新的材料 非晶态金属 ，又称 金属玻璃 。
