绪论 什么是材料? 材料分类 什么是材料? 材料是具有一定性能，可以用来制作器件、构件、工具、装置等物品的物质。材料存在于我们的周围，与我们的生活、我们的生命息息相关。材料是人类文明、社会进步、科技发展的物质基础。 材料与人类文明 材料是人类文明、社会进步、科学技术发展的物质基础和技术先导。在历史上，人们将石器、青铜器、铁器等当时的主导材料作为时代的标志，称其为石器时代、青铜器时代和铁器时代。在近代，材料的种类及其繁多，各种新材料不断涌现，很难用一种材料来代表当今时代的特征。 第一次产业革命的突破口是推广应用蒸汽机 ，但只有在开发了铁和铜等新材料以后，蒸汽机才得以使用并逐步推广。 第二次产业革命一直延续到20世纪中叶，以石油开发和新能源广泛使用为突破口，大力发展飞机、汽车和其他工业，支持这个时期产业革命的仍然是新材料开发。如合金钢、铝合金以及各种非金属材料的发展。 课程的性质 材料化学作为揭示化学键、结构、性能关系的一门课程，属于物理化学、结构化学、工程材料交叉学科。 本课程是应用化学，无机化工、精细化工等专业的一门技术基础课。目的是阐述物质化学组成、结构差异对材料性能的影响。 课程的目的 通过本课程教学，学会用微观结构影响材料性能的观点去分析、理解传统材料和新材料，并用化学实验技术和化学原理去发现和设计新材料。 课程的任务 第二章 理论基础－能带理论 第二章 理论基础－晶体结构缺陷 研究缺陷的意义：由于缺陷的存在，才使晶体表现出各种各样的性质，使材料加工、使用过程中的各种性能得以有效控制和改变，使材料性能的改善和复合材料的制备得以实现。因此，了解缺陷的形成及其运动规律，对材料工艺过程的控制，对材料性能的改善，对于新型材料的设计、研究与开发具有重要意义。 缺陷的含义：通常把晶体点阵结构中周期性势场的畸变称为晶体的结构缺陷。 理想晶体：质点严格按照空间点阵排列。 实际晶体：存在着各种各样的结构的不完整性。 本节主要内容： 晶体结构缺陷的类型 非整比化合物 晶体结构缺陷的类型 分类方式： 　几何形态：点缺陷、线缺陷、面缺陷等 　形成原因：热缺陷、杂质缺陷、非化学计量缺陷等 2. 线缺陷（一维缺陷）位错(dislocation) 　　指在一维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则性排列所产生的缺陷，即缺陷尺寸在一维方向较长，另外二维方向上很短。如各种位错（dislocation）。 线缺陷的产生及运动与材料的韧性、脆性密切相关。 3.面缺陷 面缺陷又称为二维缺陷，是指在二维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则性排列而产生的缺陷。如晶界、堆积层错等。 面缺陷的取向及分布与材料的断裂韧性有关。 　面缺陷－晶界 晶界: 晶界是两相邻晶粒间的过渡界面。由于相邻晶粒间彼此位向各不相同，故晶界处的原子排列与晶内不同，它们因同时受到相邻两侧晶粒不同位向的综合影响，而做无规则排列或近似于两者取向的折衷位置的排列，这就形成了晶体中的重要的面缺陷。 二 按缺陷产生的原因分类 1. 热缺陷 类型:弗仑克尔缺陷（Frenkel defect）和肖特基缺陷（Schottky defect） 2. 杂质缺陷 3. 非整比缺陷 电荷缺陷：质点排列的周期性未受到破坏，但因电子或空穴的产生，使周期性势场发生畸变而产生的缺陷。 引言 第一节 金属键与金属特性 第二节 金属单质的晶体结构 空隙： 在最紧密堆积中存在两种空隙：四面体和八面体空隙，分别由四个球和六个球的中心连线构成。 第三章 固溶体与相变 （一）形成置换固溶体的影响因素 1、 原子或离子尺寸的影响 以r1和r2分别代表半径大和半径小的溶剂(主晶相)或溶质(杂质)原子(或离子)的半径， 当 时，溶质与溶剂之间可以形成固溶体。 当 时，溶质与溶剂之间很难形成 固溶体或不能形成 固溶体，而容易形成化合物。 2、离子类型和键性 化学键性质相近，即取代前后离子周围离子间键性相近，容易形成固溶体。 3、价电子因素 注意事项: 以上几个影响因素，并不是同时起作用，在某些条件下，有的因素会起主要因素，有的会不起主要作用。例如，rSi4+=0.26埃，rAl3+=0.39埃，相差达45%以上，价电子又不同，但Si—O、Al—O键性接近，键长亦接近，仍能形成固溶体，在铝硅酸盐中，常见Al3+置换Si4+形成置换固溶体的现象。 （二）形成间隙型固溶体的条件