1、第一章 原子结构1.1 原子结构1、物质的组成：分子是能单独存在，且保持物质化学特性的一种微粒。原子时化学变化中最小的微粒 2、原子的结构2 原子的电子结构3 元素周期表及规律1.1 原子间的键合：结合键：1 化学键：金属键，离子键，共价键2 物理键：范德华力范德华力是原子间的相互作用引起电荷而形成偶极子，它包括静电力、诱导力、色散力氢键是介于化学键与物理键之间的一种键合，氢键是由于氢原子核外仅有一个电子，在 HF、H2O、NF 3 等分子中氢的唯一电子被其它原子所共有，故结合氢端就裸露出带正电的原子，它将临近分子的负端吸引，构成中间桥梁，故称氢桥。氢键具饱和性和方向性。第二章 固体结构晶体学
2、基础：1 空间点阵和晶胞 2 晶向指数和晶面指数及六方晶系指数 3 晶体的对称性晶体结构的基本特征为：原子在三维空间呈周期性重复排列，即长程有序。晶向指数的确定：1、以晶胞的某一阵点 O 为原子 O 的晶轴 X Y Z，以晶胞点着呢矢量的长度作为坐标轴的长度单位（选择三角坐标和长度单位）2、过原点 O 做一直线 OP，使其平行与待定晶向。 （做平行线）3、在直线 OP 上选取距 O 点最近的一个阵点 P，确定 P 的三个坐标；（OP 上炫阵点，确定坐标）4、化坐标为最小整数 u,v,w,加方括号晶面指数的确定：1、设定参考坐标，不能选载晶面上2、求得待定晶面在晶轴上得三个截距、如该晶面与某轴平
3、行，则在此轴上截距位无穷大.3、取各截距地倒数4、化三个倒数为互质的整数比，加圆括号最常见的金属晶体结构：面心立方 A1 或 fcc 体心立方 A2 或 bcc 密排六方 A3 或 hcp晶体中原子数：顶角处，晶面处，体心处点阵常数与原子半径：配位数（CN）晶体结构中任意原子周围最相邻且等距离的原子数致密度：晶体结构中原子体积占总体积的百分比 K晶体原子堆垛反式：面心立方和密排六方结构中，密排面上每个原子和最相邻原子之间都是相切的，体心立方中，除了体心原子与位于顶角上的原子相切，8 个原子之间并不相切。三种典型金属晶体结构的间隙位置的八面体间隙和四面体间隙的间隙数且间隙大小的计算多晶型性：有些
4、固态金属在不同的温度和压力下具不同的晶体结构，转化的产物为同素异形体。合金：指由两种或两种以上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特性的物质固溶体：置换固溶体及其影响因素：1、原子尺寸因素 2、化学亲和力 3、原子价因素间隙固溶体 固溶体的性质：1、点阵常熟的改变 2、产生固化强硬化 3、物理、化学性能变化（电阻等）中间相：两组分组成合金时，形成晶体结构与这两组组元均不相同的新相中间相得分类：正常化合物、电子化合物、与原子尺寸因素有关的化合物、超结构第三章 晶体缺陷点缺陷点缺陷的形成：在晶体中，位于点阵结点上得原子并非是静止的，而是以其平衡位置为中心做热振动，当某一原子具有足够
5、大地振动能使振幅增大到一定限度时就可能克服周围原子对它的制约作用，跳离平衡位置，使点阵中形成空结点。离开平衡位置的 原子有三个去处：1、表面或内表面肖特基缺陷2、间隙位置弗仑克尔缺陷3、其他空位点缺陷的平衡浓度：晶体点缺陷的存在，一方面造成点阵畸变，使晶体内能升高，降低晶体的热力学稳定性，另一方面，由于增大了原子排列的混乱程度，并改变原子周围的振动频率，引起组态熵的改变，是晶体熵值增大，增加了晶体热力学的稳定性，这两者相互矛盾的因素使晶体中的点缺陷在一定的温度下有一定的平衡浓度。点缺陷的运动：空位的迁移，间隙原子的迁移，复合。晶体中原子正是由于空位和间隙原子不断地产生与复合，才不停的由一处向做
6、无规则的布朗运动。位错的基本类型和特征：类型：刃型位错、螺型位错特征：刃型位错的特点螺型位错的特点伯氏矢量的确定：1、首先选定位错线的正向，通常规定出纸面的方向为位错线的正向。2、在实际晶体中，从任意晶体出发，围绕位错以一定的步数做一右旋闭合回路。3、在完整晶体中按同样地 方向和步数做相同的回路，该回路并不封闭，由终点向起点引矢量 b,使回路封闭，这个矢量 b 就是实际晶体的位错伯氏矢量。伯氏矢量判定位错的类型：1、刃型位错的伯氏矢量与位错线垂直2、螺型位错的伯氏矢量与位错线平行3、混合位错的伯氏矢量既不垂直也不平行伯氏矢量的特性与表示法：位错伯氏矢量表示位错的强度：伯氏矢量越大，表明该位错导
7、致点阵畸变越严重。位错的运动：滑移：滑移面上得运动（守恒运动）攀移：滑移面上方或下方的运动（非守恒运动、热激活）实际晶体的位错单位的位错：伯氏矢量等于单位矢量的位错全位错：伯氏矢量等于点阵矢量或其倍数的位错不全位错：伯氏矢量不等于点阵矢量整数倍数的位错部分位错：伯氏矢量小于点阵矢量的位错位错反应的条件：1、几何条件：伯氏矢量守恒，反应后诸位错的伯氏矢量之和等于反应前诸位错的伯氏矢量之和。2、能量条件：位错反应是一个随能量降低的过程，反应后各位错的总能量小于反应前的总能量表面及界面晶界：多数晶体物质由许多晶粒所组成，属于同一固相但位向不同的晶粒之间的界面亚晶界：每个晶粒有时又由若干个位相稍有差异
8、的亚晶粒所组成，相邻亚晶粒间的界面晶界的特性：1、晶界处点阵畸变大，存在着晶界能 2、晶界处原子排列不规则，晶界的存在对位错的运动起阻碍作用，致使塑性变形抗力提高。 3、晶界处原子偏离平衡位置，具有较高的动能，并且晶界处存在较多的缺陷。 4、固态变相过程中，晶界能较高且原子活动能力较大，所以新相易于在晶界处优先形核。 5、晶界处熔点较低，在加热过程中，因温度过高将引起晶界的融化和氧化，导致“过热”现象的发生。 6、晶界能量较高，原子处于不稳定状态，以及晶界富集杂质原子，与晶内相比，晶界的腐蚀速度较快。相界：具有不同结构的两相之间的分界面。第四章 固体中原子及分子的运动表象理论菲克尔第一定律：当
9、固体存在成分差异，原子将从高浓度向低浓度扩散，扩散中原子的通量与质量浓度成正比菲克尔第二定律：流入质量流出质量=积存质量流入速率流出速率=积存速率浓度梯度是扩散进行的决定因素扩散机制：交换机制、间隙机制、空位机制、晶界扩散及表面扩散影响扩散因素：温度、固溶体类型、晶体结构、晶体缺陷、化学成分、应力作用离子晶体中的扩散：离子晶体扩散离子只能进入同样电荷的位置，也不能进入相邻异类离子的位置第五章 材料的形变和再结晶1.1 弹性变形和黏弹性弹性变形的本质：原子处于平衡时，其原子间距为 r0,势能处于最低位置，相互作用力为零，这是最稳定的状态，当原子受力后将偏离平衡位置，原子间距 r1 大于 r0 时，产生引力，r2小于 ro 时产生斥力，这样，在外力除去后，原子都会恢复原子平衡位置。黏弹性：变形形式除了弹性、索性变形，还有一种黏性流动，黏性流动是指非晶态固体和液体在很小的外力作用下，会发生没有确定形态的流变，外力除去后，形变不能回复。特点：应变落后于应力。弹性的不完整性：实际上应用的材料为多晶体，甚至非晶态，其内部存在各种类型的缺陷，弹性形变时，可能出现加载线和御载线不重合，应变的发展跟不上应力的变化等有别于理想弹性形变特点的现象
