chap解析實(shí)用PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1chap解析實(shí)用解析實(shí)用晶態(tài)材料晶態(tài)材料長(zhǎng)程有序（長(zhǎng)程序）長(zhǎng)程有序（長(zhǎng)程序）結(jié)構(gòu)的周期性，對(duì)稱性結(jié)構(gòu)的周期性，對(duì)稱性X X射線衍射射線衍射非晶態(tài)材料非晶態(tài)材料無序結(jié)構(gòu)無序結(jié)構(gòu)2. 2. 晶體和非晶體內(nèi)部組成粒子的排列的明顯區(qū)別晶體和非晶體內(nèi)部組成粒子的排列的明顯區(qū)別短程有序（短程序）短程有序（短程序）第1頁/共18頁短程有序短程有序, ,短程序短程序長(zhǎng)程無序長(zhǎng)程無序大范圍內(nèi)排列不規(guī)則大范圍內(nèi)排列不規(guī)則: :位置無序位置無序, , 也稱幾何無序，拓?fù)錈o序也稱幾何無序，拓?fù)錈o序組成粒子在空間位置上排列無序組成粒子在空間位置上排列無序成分無序，也稱化學(xué)無序成分無序，也稱化學(xué)無序多元體系中不同

2、組分無規(guī)則地隨機(jī)分布多元體系中不同組分無規(guī)則地隨機(jī)分布每個(gè)粒子的近鄰粒子的排列具有一定的規(guī)則性每個(gè)粒子的近鄰粒子的排列具有一定的規(guī)則性較好地保留了相應(yīng)的晶態(tài)材料中的配位狀況：較好地保留了相應(yīng)的晶態(tài)材料中的配位狀況：具有一定結(jié)構(gòu)的單元，包括確定配位數(shù)，鍵長(zhǎng)，鍵角具有一定結(jié)構(gòu)的單元，包括確定配位數(shù)，鍵長(zhǎng)，鍵角例如，在非晶態(tài)硅中保留了晶態(tài)硅中的硅四面體結(jié)構(gòu)單元例如，在非晶態(tài)硅中保留了晶態(tài)硅中的硅四面體結(jié)構(gòu)單元 但但, , 這些配位多面體有不同程度的變形這些配位多面體有不同程度的變形第2頁/共18頁非晶態(tài)材料是由數(shù)目很多非晶態(tài)材料是由數(shù)目很多, , 無規(guī)則取向的小集團(tuán)所組成無規(guī)則取向的小集團(tuán)所組成小集

3、團(tuán)內(nèi)部原子排列有序小集團(tuán)內(nèi)部原子排列有序與多晶相比較，有一定的類似之處與多晶相比較，有一定的類似之處: :與多晶相比較，也有不同之處：與多晶相比較，也有不同之處：這些粒子集團(tuán)的尺度比多晶中的晶體微粒小得多這些粒子集團(tuán)的尺度比多晶中的晶體微粒小得多第3頁/共18頁X X射線無規(guī)則的散射射線無規(guī)則的散射晶態(tài)材料晶態(tài)材料長(zhǎng)程有序（長(zhǎng)程序）長(zhǎng)程有序（長(zhǎng)程序）結(jié)構(gòu)的周期性，對(duì)稱性結(jié)構(gòu)的周期性，對(duì)稱性X X射線衍射射線衍射非晶態(tài)材料非晶態(tài)材料無序結(jié)構(gòu)無序結(jié)構(gòu)2. 2. 晶體和非晶體內(nèi)部組成粒子的排列的明顯區(qū)別晶體和非晶體內(nèi)部組成粒子的排列的明顯區(qū)別短程有序（短程序）短程有序（短程序）第4頁/共18頁2.5

4、.2 2.5.2 非晶態(tài)材料非晶態(tài)材料一般地是指以非晶態(tài)半導(dǎo)體和非晶態(tài)金屬為主的普通低分子的非晶態(tài)材料一般地是指以非晶態(tài)半導(dǎo)體和非晶態(tài)金屬為主的普通低分子的非晶態(tài)材料; ; 廣義地理解廣義地理解, ,還應(yīng)包括玻璃、陶瓷，以及非晶態(tài)聚合物（塑料、橡膠）等還應(yīng)包括玻璃、陶瓷，以及非晶態(tài)聚合物（塑料、橡膠）等. .1. 1. 玻璃玻璃高溫下熔融，冷卻過程中粘度逐漸增大、不析晶、室溫下保持熔體結(jié)構(gòu)的非晶固體。高溫下熔融，冷卻過程中粘度逐漸增大、不析晶、室溫下保持熔體結(jié)構(gòu)的非晶固體。（1 1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：無長(zhǎng)程周期性，像液體一樣，因此可以看作是過冷液體。）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：無長(zhǎng)程周期性，像液體一樣，因此可以看作是

5、過冷液體。無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說19321932年年ZachariasenZachariasen硅氧四面體硅氧四面體 SiO4 之間共頂角連接之間共頂角連接排列無序排列無序晶子學(xué)說晶子學(xué)說玻璃由無數(shù)玻璃由無數(shù)“晶子晶子”組成組成帶有點(diǎn)陣變形的有序排列區(qū)域帶有點(diǎn)陣變形的有序排列區(qū)域分散在分散在無定形無定形介質(zhì)中介質(zhì)中晶子晶子區(qū)到區(qū)到無定形無定形區(qū)無明顯界限區(qū)無明顯界限第5頁/共18頁（2 2）特性：）特性： 沒有固定熔點(diǎn)沒有固定熔點(diǎn)從熔融態(tài)到固態(tài)，連續(xù)、可逆的變化過程從熔融態(tài)到固態(tài)，連續(xù)、可逆的變化過程 均勻性均勻性不存在晶界和粒界，質(zhì)地均勻，可獲得平滑表面不存在晶界和粒界，質(zhì)地均勻，可獲

6、得平滑表面 各向同性各向同性無內(nèi)部應(yīng)力或缺陷時(shí)，力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)等性質(zhì)均表現(xiàn)為各向同性無內(nèi)部應(yīng)力或缺陷時(shí)，力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)等性質(zhì)均表現(xiàn)為各向同性 性能遵循加和法則性能遵循加和法則膨脹系數(shù)、黏度、電導(dǎo)、折射率等?？赏ㄟ^調(diào)整成分、提純、摻雜、表面處理、微晶化等技術(shù)獲得具有不同性能的玻璃：高強(qiáng)度、耐高溫、半導(dǎo)體、激光等膨脹系數(shù)、黏度、電導(dǎo)、折射率等?？赏ㄟ^調(diào)整成分、提純、摻雜、表面處理、微晶化等技術(shù)獲得具有不同性能的玻璃：高強(qiáng)度、耐高溫、半導(dǎo)體、激光等 無固定形態(tài)無固定形態(tài)可按制作要求改變形態(tài)，制成薄膜、纖維、微粒、粉體、塊體、空心腔體、多孔體乃至復(fù)合材料等可按制作要求改變形態(tài)，制成薄膜

7、、纖維、微粒、粉體、塊體、空心腔體、多孔體乃至復(fù)合材料等第6頁/共18頁（3 3）結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系：）結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系：透明透明易碎易碎水和汽油：分子內(nèi)原子間水和汽油：分子內(nèi)原子間 鍵鍵 E = EE = E * * - E - E 較大，紫外光較大，紫外光液體：質(zhì)地均勻，內(nèi)部無反射界面，光線通過不會(huì)反射折射液體：質(zhì)地均勻，內(nèi)部無反射界面，光線通過不會(huì)反射折射玻璃：玻璃：Si-O Si-O 介于共價(jià)鍵和離子鍵，也需紫外光介于共價(jià)鍵和離子鍵，也需紫外光 表面磨糙或碾成細(xì)粉則不再透明表面磨糙或碾成細(xì)粉則不再透明結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺少能發(fā)生滑動(dòng)的平面結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺少能發(fā)生滑動(dòng)的平面最大拉伸率僅為最大拉伸率僅為0.

8、1%0.1%缺少可變形性缺少可變形性受到?jīng)_擊或振動(dòng)超過應(yīng)變極限就會(huì)破裂受到?jīng)_擊或振動(dòng)超過應(yīng)變極限就會(huì)破裂第7頁/共18頁玻璃的重要成分是玻璃的重要成分是二氧化硅二氧化硅，加入其它氧化物可以降低其熔點(diǎn)。有趣的是，自然界的二氧化硅是以非玻璃質(zhì)的晶體狀態(tài)存在的，這種天然的二氧化硅晶體在砂石和石英砂中廣泛存在?？墒牵?dāng)以石英砂為重要原料，加熱熔化制成的玻璃從液態(tài)冷卻時(shí)，卻會(huì)變得越來越粘稠，轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N軟而具有可塑性的固體，最后變成又硬又脆的非晶體。，加入其它氧化物可以降低其熔點(diǎn)。有趣的是，自然界的二氧化硅是以非玻璃質(zhì)的晶體狀態(tài)存在的，這種天然的二氧化硅晶體在砂石和石英砂中廣泛存在。可是，當(dāng)以石英砂為重要

9、原料，加熱熔化制成的玻璃從液態(tài)冷卻時(shí)，卻會(huì)變得越來越粘稠，轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N軟而具有可塑性的固體，最后變成又硬又脆的非晶體。玻璃的結(jié)構(gòu)中包含許多小的結(jié)構(gòu)單位（如由中心的硅和四角的玻璃的結(jié)構(gòu)中包含許多小的結(jié)構(gòu)單位（如由中心的硅和四角的4 4個(gè)氧通過共價(jià)鍵結(jié)合而成的個(gè)氧通過共價(jià)鍵結(jié)合而成的SiO44-四面體），這些小結(jié)構(gòu)單位彼此之間可以鍵合成鏈狀，或由其它金屬離子沿頂角鍵合，聯(lián)結(jié)成很不規(guī)則的三維網(wǎng)絡(luò)。四面體），這些小結(jié)構(gòu)單位彼此之間可以鍵合成鏈狀，或由其它金屬離子沿頂角鍵合，聯(lián)結(jié)成很不規(guī)則的三維網(wǎng)絡(luò)。第8頁/共18頁（4 4）分類及應(yīng)用：）分類及應(yīng)用：氧化物玻璃（傳統(tǒng)的統(tǒng)稱的玻璃）氧化物玻璃（傳統(tǒng)的統(tǒng)稱的玻璃）金屬玻璃金屬玻璃非晶態(tài)半導(dǎo)體非晶態(tài)半導(dǎo)體高分子化合物高分子化合物石英玻璃石英玻璃硅酸鹽玻璃硅酸鹽玻璃Si原子原子Na+離子離子O原子原子第9頁/共18頁普通玻璃普通玻璃 大規(guī)模生產(chǎn)的平板玻璃、器皿玻璃、電真空器件玻璃大規(guī)模生產(chǎn)的平板玻璃、器皿玻璃、電真空器件玻璃特種玻璃