材料学2教学资料 陶瓷3章 晶体结构.pdf

第二篇　陶瓷材料结构特征 第三章　陶瓷晶体结构 3.1　陶瓷材料的结合键 3.1.1　键的类型 n 键 ? ?离子键 ? ? ?化学键?共价键 ? ? ? ?金属键 ?? 分子键　　　　 键型 金属键 共价键 离子键 分子键 结构特点 无方向性、饱和 有方向性、饱和 无方向性或方向性不明 类似金属 性，配位数大， 性，低配位数， 显，键能大，结构稳定， 高密度 低密度 高配位，中密度 力学性质 各不相同，有高 强度高，硬度大 强度高，坚固，硬度大 疏松、质软 有低，有塑性 电性能 导体（自由电子） 绝缘体，熔体为 一般是绝缘体，熔体为 绝缘体 非导体 导体 热学性能 熔点有高有低， 熔点高，膨胀系 熔点高，膨胀系数小 熔点低，高 导热性良好，液 数小 膨胀性 态温度范围宽 光学性能 不透明，有金属 高折射率 各有不同，与构成离子 透明 光泽 性质有关，多无色或浅 色透明 其他 延展性良好 除链状高分子材 料外，大多数延 展性较差 例 铁 有机质固体 岩盐 固态惰性气 体 3.1　陶瓷材料的结合键 3.1.2　电负性与键的类型 n 电负性：原子吸引电子的能力 元素的电负性值 3.1　陶瓷材料的结合键 3.1.2　电负性与键的类型 ? 2 ? ? ?xA ? xB ? PAB ?1? exp? ? ? 4 ? PAB：AB所成键和中离子键所占比例； xA、xB：分别为A、B两元素的电负性。 3.1　陶瓷材料的结合键 3.1.2　电负性与键的类型 A-B键中离子型的比例与A、B原子的电负性差XA-XB的关系 3.1　陶瓷材料的结合键 3.1.2　电负性与键的类型 材料 离子键所占比例 CaO 79% MgO 73% WC 15% SiC 12% TiN 43% Si3N4 30% 3.2　离子晶体 n 离子晶体：以离子键为主要结合键型的晶体 n Pauling规则：离子晶体结构规律 3.2　离子晶体 3.2.1　Pauling第一规则 Linus Pauling （1901～1994） 两次独自获得诺贝尔奖的唯 一一人 （化学奖、和平奖） 3.2　离子晶体 3.2.1　Pauling第一规则 n Pauling第一规则 n 晶体结构中的每个阳离子周围的阴离子形成一 个配位多面体。阴、阳离子之间的距离由它们 的半径之和决定。配位数（阳离子周围的阴离 子数）由两种离子的半径比决定。 3.2　离子晶体 3.2.1　Pauling第一规则 n １）（阴离子）配位多面体 n ２）离子半径 n ３）配位数与离子半径的关系 3.2　离子晶体 3.2.1　Pauling