第六章无机非金属材料的结构特征_材料科学基础

第六章 无机非金属材料的结构特征

第一 节无机非金属材料的显微结构

?基本特征 ?化学键合

?正负离子的堆积方法 ?1．4 典型无机化合物晶体结构 ?（1）AX型晶体 ?（2） AX2型晶体 ?（3）A2X3型晶体 ?（4）ABO3型晶体 ?（5）AB2O4型晶体

第二 节 硅酸盐材料的晶体结构

?2．1 硅酸盐材料的结构特征及其分类 ?2. 2 岛状结构 ?2. 3 组群状结构 ?2．4 链状结构 ?2. 5 层状结构 ?2．6 架状结构

第三 节 熔体及非晶态固体的结 构

?3．1 熔体的结构模型 ?3．1．1熔体的结构 ?3．1．2 熔体组成与结构

?3．2 熔体的性质 ?3．2．1 粘度 ?（1） 粘度的概念 ?（2） 粘度与温度的关系 ?（3） 粘度与组成关系 ?3．2．2 导电性能 ?3．2．3 表面张力和表面能 ?3．3非晶态固体的结构特征与表征 ?3．4玻璃的概念与通性 ?3．4玻璃的概念与通性 ?3．5 玻璃的结构理论 ?3．5．1 无规则网络学说 ?3．5．2 晶子学说 ?3．6 玻璃化条件

?3．6．1 形成玻璃的物质及其方法 ?3．6．2 玻璃形成的热力学条件 ?3．6．3 玻璃形成的动力学条件 ?3．6．4 玻璃形成的结晶化学条件 ?（1）键强 ?（2）键型

本章小结

无机非金属材料的显微结构从存在形式上讲主要包括晶体结构、非晶体（玻璃态）结构孔结构及它们不同形 式且错综复杂的组合或复合。它的所有性能都是其内部微观结构在一定的外界因素作用下的综合反映。所以，有关无机非金属

材料的学习和研究也要同其它任何材料 一样，着重理顺材料的结构（组成）、工艺（合成）、性质（性能）和效能及其相互之间的关系。

广义上的硅酸盐材料几乎包含了所有无机非金属材料，所以掌握结构较为复杂的硅酸盐晶体就显得尤为重 要。通常可以从基本结构单元的构造（包括配位数和配位多面体及其连接方式）、基本结构单元之间的连接、晶胞分子数、空隙的填充情况、同晶取代等方面来说明 或揭示硅酸盐晶体的微观结构及其与晶体宏观性质之间的关系。

熔体是介于固体和液体之间的一种状态，在结构上更接近于固体。掌握熔体的结构和性质及其相互关系是本 章的重点内容，它对于了解无机非金属材料的制备技术或加工工艺参数的选择具有重要的帮助。本章的另外一些重点还包括掌握玻璃的通性和玻璃的形成条件，包括 热力学条件、动力学条件和结晶化学条件。热力学条件是玻璃形成能力的判据，而动力学条件的实质内容是冷却速率，只要有合适的冷却速率，在常规冷却条件下难 以形成玻璃的物质也有可能形成玻璃，结晶化学条件则是从结构因素等方面强调了能够形成玻璃的物质的基本条件。

玻璃是一种非晶态物质，其结构特点是近程有序、远程无序。与晶体相比较，玻璃结构更为复杂，所以，至 今尚还未有一个比较全面的、普遍适用的描述玻璃微观结构的理论。本章介绍的无规则网络学和晶子学说这两个理论则是分别有重点地描述了玻璃的微观结构，在分 析玻璃结构特点方面具有较好的互补性，是玻璃结构理论的主流，全面地掌握这两个理论的基本内容有助于提高对玻璃通性的认识。

本章的重点

?包括：

?无机非金属材料的显微结构特点及其与组成、性能之间的关系； ?熔体及非晶态材料（玻璃）的结构和性能，玻璃通性和玻璃化条件。

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