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晶体与非晶体的概念晶体是一种有序排列的分子、原子或离子构成的固体，在三维空间内呈现出规律的重复性结构。
而非晶体则是没有明显规律的无定形物质，其分子、原子或离子的结构没有规律化排列。
本文将围绕晶体与非晶体的概念，从多个方面进行分步骤阐述。
一、晶体的性质与特征晶体是由许多具有周期性结构的“基本单元”构成。
这些基本单元的重复排列是由晶体的晶体结构所决定的。
晶体的各项性质都与其晶体结构密切相关，如硬度、导电性等，这些性质也具有方向性。
晶体的晶体结构可以被划分为14种基本类型，它们被称为布拉维格格子。
由于晶体的结构规律性，使得晶体具有优异的物理化学特性，如各向同性、透明度高等特点。
二、非晶体的性质与特征非晶体也被称为不规则固体或玻璃状物质，因为其分子、原子或离子有序排列的程度并不高，在三维空间内呈现出无定形的结构。
非晶体具有各向同性和无晶体结构的特点，因此其物理性质较为均匀和可塑性强。
例如，非晶体的硬度和力学强度相对较低，因为它的结构是无序排列的。
另外，非晶体还具有较强的机械变形能力，并且非常适合高频应用。
三、晶体与非晶体的区别晶体和非晶体在结构和性质上都存在着较大的区别。
晶体是由具有周期性结构的原子、分子或离子组成，而非晶体由于其不规则的无定形结构，其结构中没有一定的周期性重复，因此也没有显著的“基本单元”。
在物理性质上，晶体通常比非晶体更脆且易折断；非晶体则比较容易塑性变形。
在光学性质上，晶体具有各向异性，能够同时旋转偏振光线的方向；而非晶体则在各向同性下显示出单一的折射率。
总之，晶体与非晶体是两种较为基本的固态物质形态。
晶体具有高度的有序性与规律性，使其在物理、化学、材料等领域中有着广泛的应用；非晶体虽然结构不规则、杂乱无序，但具有各向同性、均匀性、可塑性等优良的特性，因此在锂电池、激光加工、光通信等领域中得到广泛应用。
两者的性质与应用日益深入人心，相信在未来的科技进步中必将会更为广泛地使用和发挥作用。
晶体结构与性质一、晶体的常识 1.晶体与非晶体得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出 特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等） ③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法） 2.晶胞--描述晶体结构的基本单元，即晶体中无限重复的部分一个晶胞平均占有的原子数=18×晶胞顶角上的原子数+14×晶胞棱上的原子+12×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I 2)、金刚石(C)晶胞的示意图，它们分别平均含几个原子？eg ：1.晶体具有各向异性。
如蓝晶（Al 2O 3·SiO 2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。
晶体的各向异性主要表现在（ ）①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（ ）A.晶体一定比非晶体的熔点高B.晶体一定是无色透明的固体C.非晶体无自范性而且排列无序D.固体SiO 2一定是晶体 3.下图是CO 2分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个原子？ 二、分子晶体与原子晶体1.分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体 注意：a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中，分子内的原子间以共价键结合，相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质a.较低的熔、沸点b.较小的硬度c.一般都是绝缘体，熔融状态也不导电d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂，极性分子一般能溶于极性溶剂②典型的分子晶体a.非金属氢化物：H 2O 、H 2S 、NH 3、CH 4、HX 等b.酸：H 2SO 4 、HNO 3、H 3PO 4等c.部分非金属单质:：X 2、O 2、H 2、S 8、P 4、C 60d.部分非金属氧化物：CO 2、SO 2、NO 2、N 2O 4、P 4O 6、P 4O 10等 f.大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖等③结构特征a.只有范德华力--分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子）CO2晶体结构图b.有分子间氢键--分子的非密堆积以冰的结构为例，可说明氢键具有方向性④笼状化合物--天然气水合物2.原子晶体--相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体注意：a.构成原子晶体的粒子是原子 b.原子间以较强的共价键相结合①物理性质a.熔点和沸点高b.硬度大c.一般不导电d.且难溶于一些常见的溶剂②常见的原子晶体a.某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等b.某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体c.某些氧化物：二氧化硅（ SiO2）晶体、Al2O3金刚石的晶体结构示意图二氧化硅的晶体结构示意图思考：1.怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降2.“具有共价键的晶体叫做原子晶体”，这种说法对吗？eg：1.在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是（）、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱B.金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高可用做保护气2.氮化硼是一种新合成的无机材料，它是一种超硬耐磨、耐高温、抗腐蚀的物质。
第一章习题1.晶体与非晶体最本质的区别是什么?答：晶体和非晶体均为固体，但它们之间有着本质的区别。
晶体是具有格子构造的固体，即晶体的内部质点在三维空间做周期性重复排列。
而非晶体不具有格子构造。
2晶体具有远程规律和近程规律，非晶体只有近程规律。
2.从格子构造观点出发，说明晶体的基本性质。
答：晶体具有六个宏观的基本性质，这些性质是受其微观世界特点，即格子构造所决定的。
现分别叙述：a.自限性晶体的多面体外形是其格子构造在外形上的直接反映。
晶面、晶棱与角顶分别与格子构造中的面网、行列和结点相对应。
从而导致了晶体在适当的条件下往往自发地形成几何多面体外形的性质。
b.均一性因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各个不同部分，化学成分与晶体结构都是相同的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的。
c.异向性同一晶体中，由于内部质点在不同方向上的排布一般是不同的。
因此，晶体的性质也随方向的不同有所差异。
d.对称性晶体的格子构造本身就是质点周期性重复排列，这本身就是一种对称性；体现在宏观上就是晶体相同的外形和物理性质在不同的方向上能够有规律地重复出现。
e.最小内能性晶体的格子构造使得其内部质点的排布是质点间引力和斥力达到平衡的结果。
无论质点间的距离增大或缩小，都将导致质点的相对势能增加。
因此，在相同的温度条件下，晶体比非晶体的内能要小；相对于气体和液体来说，晶体的内能更小。
f.稳定性内能越小越稳定，晶体的稳定性是最小内能性的必然结果。
第二章习题1.说明层生长模型与阶梯生长模型有什么联系和区别。
4.论述晶面的生长速度与其面网密度之间的关系。
答：根据布拉维法则图示可知，垂直于面网密度小的方向是晶体生长速度快的方向，垂直于面网密度大的方向是晶体生长速度慢的方向。
这样生长速度快的方向的晶面尖灭，生长速度慢的晶面保留，从而导致了实际晶面往往与面网密度大的面网平行的现象。
5.说明布拉维法则与PBC理论有什么联系和区别。
1第一章1-1. 晶体与非晶体的本质区别是什么？单晶体为何有各向异性而实际金属表现为各向同性？（1）晶体中的质点在空间作有规则的排列，而非晶体内部的质点排列不规则 （2）因为不同的晶面及晶向上，原子的排列情况不同，所以晶体表现为各向异性，而实际金属是由很多方向各异的单晶体杂乱排列而成，所以整体表现为各向同性。
1-4. 铜和铁室温下的晶格常数分别为0.286n m 和0.3607n m ，求1c m 3铁和铜中的原子数。
1n m (n a n o m e t e r )=10--99m =10A (a n g s t r o n g ) 铜的晶格常数＝0.286 x 10--77c m 铁的晶格常数＝0.3607 x 10--77c m1c m 3铜的原子数＝3)710286.0(31cm x cm - x 4 ＝ 1.71x 10231c m 3 铁的原子数＝3)7103607.0(31cm x cm -x 2 = 4.26x 102221-5. 常见的金属晶体典型结构有哪几种？α－F e , γ－F e , C u , A l , N i , P b , C r , V , M o , M g , Z n , W 各属于何种晶体结构？面心立方结构、体心立方结构、密排六方结构 γ－F e , C u , A l , N i , P b - 面心立方结构 α－F e , C r , V , M o , W - 体心立方结构 M g , Z n - 密排六方结构1 作图表示立方晶系（211）、（112）、（210）、（321）、（223）、（236）晶面与[111]、[111]、[021]、[112]、[211]、[123]晶向。
解：如图所示。
（211）、（112）、（210）、（321）、（223）、（236）晶面：（211） （112） （210）1.2★作图表示立方晶系（211）、（112）、（210）、（321）、（223）、（236）晶面与[111]、[111]、[021]、[112]、[211]、[123]晶向。
晶体与非晶体区别晶体和非晶体所以含有不同的物理性质，主要是由于它的微观结构不同。
组成晶体的微粒——原子是对称排列的，形成很规则的几何空间点阵。
空间点阵排列成不同的形状，就在宏观上呈现为晶体不同的独特几何形状。
组成点阵的各个原子之间，都相互作用着，它们的作用主要是静电力。
对每一个原子来说，其他原子对它作用的总效果，使它们都处在势能最低的状态，因此很稳定，宏观上就表现为形状固定，且不易改变。
晶体内部原子有规则的排列，引起了晶体各向不同的物理性质。
例如原子的规则排列可以使晶体内部出现若干个晶面，立方体的食盐就有三组与其边面平行的平面。
如果外力沿平行晶面的方向作用，则晶体就很容易滑动（变形），这种变形还不易恢复，称为晶体的范性。
从这里可以看出沿晶面的方向，其弹性限度小，只要稍加力，就超出了其弹性限度，使其不能复原；而沿其他方向则弹性限度很大，能承受较大的压力、拉力而仍满足虎克定律。
当晶体吸收热量时，由于不同方向原子排列疏密不同，间距不同，吸收的热量多少也不同，于是表现为有不同的传热系数和膨胀系数。
石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精等就是常见的晶体。
非晶体的内部组成是原子无规则的均匀排列，没有一个方向比另一个方向特殊，如同液体内的分子排列一样，形不成空间点阵，故表现为各向同性。
当晶体从外界吸收热量时，其内部分子、原子的平均动能增大，温度也开始升高，但并不破坏其空间点阵，仍保持有规则排列。
继续吸热达到一定的温度——熔点时，其分子、原子运动的剧烈程度可以破坏其有规则的排列，空间点阵也开始解体，于是晶体开始变成液体。
在晶体从固体向液体的转化过程中，吸收的热量用来一部分一部分地破坏晶体的空间点阵，所以固液混合物的温度并不升高。
当晶体完全熔化后，随着从外界吸收热量，温度又开始升高。
而非晶体由于分子、原子的排列不规则，吸收热量后不需要破坏其空间点阵，只用来提高平均动能，所以当从外界吸收热量时，便由硬变软，最后变成液体。
高中化学晶体与非晶体的区别知识点总结一、晶体与非晶体晶体是具有规则的几何外形的固体，而非晶体则没有规则的几何外形。
晶体与非晶体的本质差异自范性微观结构晶体有( 能自发呈现多面体外形)原子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体没有( 不能自发呈现多面体外形)原子排列相对无序晶体的特点：（1 ）有固定的几何外形；（2 ）有固定的熔点；（3 ）有各向异性。
晶体形成的一段途径：（1 ）熔融态物质凝固；（2 ）溶质从溶液中析出；（3 ）气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。
说明：1 、晶体可以认为是内部粒子（原子、离子、分子）在空间按一定规律周期性重复排列构成的固体物质，如食盐、干冰、金刚石等；而非晶体则是内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体物质，如：橡胶、玻璃、松香等。
2 、晶体的自范性是指：在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现封闭的规则和凸面体外形的性质。
晶体自范性的本质：是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。
晶体自范性的条件是：生长速率适当。
3 、由于晶体各个方向排列的质点的距离不同，而导致晶体各个方向的性质也不一样。
对于晶体来说, 许多物理性质：如硬度、导热性、光学性质等，因研究角度不同而产生差异，即为各向异性。
4 、加热晶体，温度达到晶体熔点时即开始熔化，在没有完全熔化之前，继续加热，温度不会升高，完全熔化后，温度才会升高，即晶体具有固定的熔点；加热非晶体，温度达到一定程度后开始软化，流动性很强，最后变为液体，从软化到熔化，中间经过一段很长的温度范围，即非晶体没有固定的熔点。
5 、当单一波长的X －射线通过晶体时，可发生衍射，会在记录仪上看到分立的斑点或谱线。
说明晶体可使X －射线产生衍射，而X －射线通过非晶体时只能产生散射。
因此，利用晶体的这一性质，来鉴别晶体与非晶体。
6 、熔融态物质凝固以及溶质从溶液中析出时，在适宜的生长速率下可以形成晶体，但如果生长速率不当，则形成的晶体外形很不规则。
晶体与非晶体的区别常见晶体有很多，只要记住常见非晶体之外的就好了。
常见非晶体有蜂蜡、玻璃、松香、沥青、橡胶、蜡（石蜡）、塑料，非晶体没有固定熔点。
几种晶体的熔点/℃石英、云母、明矾、食盐（氯化钠）、硫酸铜、糖、味精、海波、冰、水晶、荼、铝等各种金属就是常见的晶体。
告诉你几个诀窍,你实在弄不懂时能用晶体不是一开始熔化变软,要一点时间非晶体熔化就会变软(松香\奶酪\石蜡(蜡烛烧了会变软)晶体和非晶体的区别：a．单晶体都具有有规则的几何形状，例如，食盐晶体是立方体、冰雪晶体为六角形等，而非晶体没有一定的外形。
单晶体之所以有规则的外形，是由于组成晶体的物质微粒依照一定的规律在空间排成整齐的行列，构成所谓的空间点阵。
例如，实验观察到的食盐晶体是由钠离子和氯离子等距离交错排列构成的。
b．单晶体具有各向异性的特性。
例如，云母的结晶薄片，在外力的作用下，很容易沿平行于薄片的平面裂开。
但要使薄片断裂，则困难得多。
这说明晶体在各个方向上的力学性质不同，而非晶体玻璃在破碎时，其碎片的形状是完全任意的。
又如，在云母片上，涂上一层薄薄的石蜡，然后用炽热的钢针去接触云母片的反面，则石蜡沿着以接触点为中心，向四周熔化成椭圆形，这表明云母晶体在各方向上的导热性不同；如果用玻璃板代替云母片重做上面实验，发现熔化了的石蜡在玻璃板上总成圆形，这说明非晶体的玻璃在各个方向上的导热性相同。
c．晶体必须达到熔点时才能熔解。
不同的晶体，具有各不相同的熔点。
且在熔解过程中温度保持不变。
而非晶体在熔解过程中，没有明确的熔点，随着温度升高，物质首先变软，然后逐渐由稠变稀。
①晶体和非晶体可以相互转化。
许多物质既可以以晶体形式存在，又可以以非晶体形式存在。
如把水晶的结晶溶化，再使它冷却，可得非晶体的石英玻璃。
而非晶体的玻璃，经过相当长的时间后，在它里面生成了微小的晶体，形成透明性减弱的模糊斑点。
这说明晶体转化为非晶体需要一定的条件，而非晶体经过一定时间会自动变成晶体。
晶体的常识、分子晶体与原子晶体一、晶体和非晶体1．晶体与非晶体结构特征晶体结构微粒周期性有序排列非晶体结构微粒无序排列性质特征自范性熔点异同表现有（能自发呈现多面体外形）固定各向异性无（不能自发呈现多面体外形）不固定各向同性二者区别方法间接方法科学方法看是否有固定的熔点对固体进行X-射线衍射实验注意：（1）、晶体与非晶体的本质差异表现在有无自范性和微观结构特征上。
本质上，晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象；相反，非晶体中粒子的排列相对无序，因而无自范性。
（2）、晶体的特点并不仅限于外形和内部质点排列的高度有序性，它们的许多物理性质，如强度、导热性、光学性质等，常常会表现出各向异性。
2.得到晶体的途径熔融态物质凝固；气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；溶质从溶液中析出。
如：从熔融态结晶出来的硫晶体；凝华得到碘；从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体。
二、晶胞1．晶胞：描述晶体结构的基本单元叫晶胞。
2．晶体中晶胞的排列——无隙并置①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
②并置：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。
晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一，也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。
晶体结构的计算常常涉及如下数据：晶体密度、N A、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等，密度的表达式往往是列等式的依据。
1.“均摊法”原理原子 金属键特别提醒 ①在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被 6、3、4、2 个晶胞所共有。
三棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被 12、6、4、2 个晶胞所共有。
②在计算晶胞中粒子个数的过程中，不是任何晶胞都可用均摊法。
2．晶体微粒与 M 、ρ之间的关系若 1 个晶胞中含有 x 个微粒，则 1 mol 晶胞中含有 x mol 微粒，其质量为 xM g(M 为微粒的相对“分子”质量)；1 个晶胞的质量为 ρa 3 g(a 3 为晶胞的体积，ρ 为晶胞的密度)，则 1 mol 晶胞的质量为 ρa 3N A g ，因此有 xM ＝ρa 3N A 。
区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是（）
A测定熔、沸点
B观察外形
C对固体进行X射线衍射
D通过比较硬度确定
正确答案
C
答案解析
解：晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，x射线衍射可以看到微观结构，而有些晶体的熔沸点较低，硬度较小，如Na等金属晶体，更不能通过颜色、硬度来判断，
故选C．
补充资料
区分方法：
1，外形不同
首先，晶体具有规则的几何形状。
其组成元素具有固定的化学方程式，并确定熔点。
当温度达到熔点时，晶体温度将不会随着外部温度的升高而变化。
没有固定形状的无定形形状，它没有固定的熔点，无定形的温度会随外部温度而变化，没有固定的熔点。
2，内部顺序不同
晶体的组成由有序分子或规则排列的元素组成，其内部形成结构是有序且规则的。
无定形的内部排列是无序的和无序的。
没有固定的规则，也没有固定的顺序。
因此，这是非晶态没有固定熔点的原因。
扩展数据
1.在某些条件下，晶体和非晶态可以相互转化。
例如，可以通过熔融并快速冷却石英晶体来获得石英玻璃。
可以通过在一定温度下对非晶半导体进行热处理来获得相应的晶体。
2.可以说，晶态和非晶态是在不同条件下物质的两种不同的固态，而晶态是热力学稳定态。
3.当晶体从外部吸收热量时，晶体中分子和原子的平均动能会增加，并且温度开始升高，但不会破坏空间晶格并保持规则排列。
当它继续吸收热量并达到某个温度熔点时，其分子和原子的剧烈运动会破坏其规则排列，并且空间晶格开始分解，因此晶体开始变成液体。
区分晶体和非晶体最科学的方法
要想区分晶体和非晶体，首先我们应该了解他们的区别
晶体与非晶体区别
晶体分为单晶体和多晶体,单晶体有固定的熔点和各向异性;而多晶体虽然也有固定的熔点但是却是各向同性的.
非晶体与晶体不同的是它没有固定的熔点,而且有的是各向同性!
补充:
关于熔点,我说一个实验,相比你也听说过.
加热海波(晶体)并一直测量它的温度,发现它在有固态变成熔融状态的过程中温度一直不变,因此把这个温度叫做它的熔点,当然是固定的了.
再者,如果加热玻璃(非晶体),会发现它有固体到熔融状态温度一直在升高,因此没有固定的熔点,意思也就是没有熔点!
通过以上资料可知：晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，x射线衍射可以看到微观结构，而有些晶体的熔沸点较低，硬度较小，如Na等金属晶体，更不能通过颜色、硬度来判断。
例题
区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是（ C ）
A测定熔、沸点
B观察外形
C对固体进行X射线衍射D通过比较硬度确定。
⼈教版⾼中化学选修3测试第三章第⼀节晶体的常识课下巩固（2013精品测试）1.晶体与⾮晶体的本质区别是()A．晶体有规则的⼏何外形，⽽⾮晶体没有规则的⼏何外形B．晶体内粒⼦有序排列，⽽⾮晶体内粒⼦⽆序排列C．晶体有固定熔、沸点，⽽⾮晶体没有固定熔、沸点D．晶体的硬度⼤，⽽⾮晶体的硬度⼩解析：选B。
构成晶体的粒⼦在微观空间⾥呈现周期性的有序排列，晶体的这⼀结构特征决定了晶体有规则的⼏何外形、有固定熔、沸点等性质。
2.下列物质具有固定熔、沸点的是()①氯化钠溶液②胆矾③⽯蜡④⽩磷⑤塑料A．①②B．②④C．③⑤D．④⑤解析：选B。
混合物和⾮晶体没有固定熔、沸点，晶体有固定熔、沸点。
五种物质中只有胆矾和⽩磷是晶体，氯化钠溶液是混合物，⽯蜡和塑料是⾮晶体。
3.区分晶体和⾮晶体最可靠的科学⽅法是()A．观察固体有⽆颜⾊B．看固体是否易被压缩C．对固体进⾏X-射线衍射实验D．⽐较固体的导热性解析：选C。
构成晶体的粒⼦在微观空间⾥呈现周期性的有序排列，晶体的这⼀结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来。
因此，区分晶体和⾮晶体的最可靠的科学⽅法是对固体进⾏X-射线衍射实验。
4.下列关于晶体的说法正确的是()A．将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体不是晶体B．熔融态的⼆氧化硅冷却凝固可得到玛瑙或⽔晶C．晶体有固定的组成，⾮晶体没有固定的组成D．晶体的基本结构单元(晶胞)全部是平⾏六⾯体解析：选B。
将饱和CuSO4溶液降温，可析出胆矾，胆矾属于晶体，A错；熔融态的⼆氧化硅快速冷却形成玛瑙，缓慢冷却形成⽔晶，B正确；⾮晶体如玻璃同样有固定的组成，C错；晶胞不⼀定都是平⾏六⾯体，如有的晶胞呈六棱柱形，D错。
5.(2012·⼴州⾼⼆调研)不．能够⽀持⽯墨是晶体这⼀事实的选项是()A．⽯墨和⾦刚⽯是同素异形体B．⽯墨中的碳原⼦呈周期性有序排列C．⽯墨的熔点为3625 ℃D．在⽯墨的X-射线衍射图谱上有明锐的谱线解析：选A。
要理解这几个概念，首先要理解晶体概念，以及晶粒概念。
我想学固体物理的或者金属材料的都会对这些概念很清楚！自然界中物质的存在状态有三种：气态、液态、固态固体又可分为两种存在形式：晶体和非晶体晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体；晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。
晶体共同特点：均匀性：晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。
各向异性：晶体种不同的方向上具有不同的物理性质。
固定熔点：晶体具有周期性结构，熔化时，各部分需要同样的温度。
规则外形：理想环境中生长的晶体应为凸多边形。
对称性：晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。
对晶体的研究，固体物理学家从成健角度分为离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体显微学则从空间几何上来分，有七大晶系，十四种布拉菲点阵，230种空间群，用拓扑学，群论知识去研究理解。
可参考《晶体学中的对称群》一书（郭可信，王仁卉著）。
与晶体对应的，原子或分子无规则排列，无周期性无对称性的固体叫非晶，如玻璃，非晶碳。
一般，无定型就是非晶英语叫amorphous，也有人叫glass(玻璃态）.晶粒是另外一个概念，搞材料的人对这个最熟了。
首先提出这个概念的是凝固理论。
从液态转变为固态的过程首先要成核，然后生长，这个过程叫晶粒的成核长大。
晶粒内分子、原子都是有规则地排列的，所以一个晶粒就是单晶。
多个晶粒，每个晶粒的大小和形状不同,而且取向也是凌乱的,没有明显的外形,也不表现各向异性,是多晶。
英文晶粒用Grain表示，注意与Particle是有区别的。
有了晶粒，那么晶粒大小（晶粒度），均匀程度，各个晶粒的取向关系都是很重要的组织（组织简单说就是指固体微观形貌特征）参数。
对于大多数的金属材料，晶粒越细，材料性能（力学性能）越好，好比面团，颗粒粗的面团肯定不好成型，容易断裂。
所以很多冶金学家材料科学家一直在开发晶粒细化技术。
科学总是喜欢极端，看得越远的镜子叫望远镜；看得越细的镜子叫显微镜。
晶体与非晶体的熔点
晶体和非晶体的区别有：1、自范性不一样。
2、排列不一样。
3、向异性和熔点不一样。
晶体是由大量微观物质单位(原子、离子、分子等)按一定规则有序排列的结构，因此
可以从结构单位的大小来研究判断排列规则和晶体形态。
非晶体又称无定形体常见非晶
体内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。
1、自范性不一样：晶体有自范性，非晶体无自范性。
2、排序不一样：晶体就是内部质点在三维空间成周期性重复排序的液态，具备长程
有序，并成周期性重复排序。
非晶体就是内部质点在三维空间未成周期性重复排序的液态，具备近程有序，但不具备长程有序。
外形为无规则形状的液态。
3、向异性和熔点不一样：晶体有各向异性，非晶体多数是各向同性。
晶体有固定的
熔点，非晶体无固定的熔点，它的熔化过程中温度随加热不断升高。
第一章1.1 晶体与非晶体的本质区别是什么？单晶体为何有各向异性？而实际金属却表现为各向同性？1.2 作图表示立方晶系（211）、（112）、（210）、（321）、（223）、（236）晶面与[111]、[111]、[021]、[112]、[11]、[123]晶向。
1.3 立方晶系中，{120}、{123}晶面族包括哪些晶面？1.4 铜和铁室温下的晶格常数分别为0.286nm 和0.3607nm ，求13cm 铁和铜中的原子数。
1.5 常见的金属晶体典型结构有哪几种？αFe −、γFe −、Cu 、Al 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mo 、Mg 、Zn 、W 各属何种晶体结构？l.6 分析纯金属冷却曲线中出现“过冷现象”和“平台”的原因。
1.7 液态金属过冷提供了结晶的驱动力，所以只要有过冷就可以形核，试分析此种说法是否正确？1.8 凝固时典型金属晶体生长具有何种长大机制？何种条件下，纯金属晶体长大后会得到树枝晶？1.9 说明过冷（或过冷度）对晶粒细化的影响、如何理解降低浇注温度对晶粒细化的作用。
1.10 试说明布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的应用范围及相互关系。
1.11 试分析钨（熔点3380℃）和铁（熔点1538℃）在1100℃变形，铅（熔点323℃）和锡（熔点232℃）在室温（20℃）变形，能否发生加工硬化现象？1.12 发动机曲轴毛坯的加工方法为锻造，试问锻造前为什么要将坯料加热？1.13 指出面心立方金属中位于（111）和（111）滑移面上每一个滑移方向的晶向指数（作图并标出）。
1.14 某面心立方晶体[001]晶向的拉伸应力达到 20MPa 时，（111）、［110］滑移系上位错开始滑移， 求临界分切应力。
1.15 说明滑移和孪生的主要区别？1.16 一块厚金属板冷弯180℃后进行再结晶退火，试画出纵截面上显微组织示意图。
第二章2.1 什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？2.2 合金相图反映一些什么关系？应用时要注意什么问题？2.3 为什么纯金属凝固时不能呈枝晶状生长，而固溶体合金却可能呈枝晶状生长？2.4 30kg 纯铜与20kg 纯镍熔化后慢冷至125O ℃，利用图2.3的Ni Cu −相图，确定：⑴合金的组成相及相的成分；⑵相的质量分数。
2.5 示意画出图2.8中过共晶合金Ⅳ（假设Sn w =70％）平衡结晶过程的冷却曲线。
画出室温平衡组织示意图，并在相图中标注出组织组成物。
计算室温组织中组成相的质量分数及各种组织组成物的质量分数。
2.6 铋 （Bi ）熔点为271.5℃，锑 （Sb ）熔点为630.7℃，两组元液态和固态均无限互溶。
缓冷时=Bi w 50％的合金在520℃开始析出成分为=Sb w 87％的α固相，=Bi w 80％的合金在400℃时开始析出=Sb w 64％的α固相,由以上条件:⑴ 示意绘出Sb Bi −相图，标出各线和各相区名称；⑵ 由相图确定Sb w = 40％合金的开始结晶和结晶终了温度，并求出它在400℃时的平衡相成分和相的质量分数。
2.7 若Sn Pb −合金相图（图2.8）中f 、c 、d 、e 、g 点的合金成分分别是Sn w 等于2％、19％、61％、97％和99％。
问在下列温度（t ）时，=Sn w 30％的合金显微组织中有哪些相组成物和组织组成物？它们的相对质量百分数是否可用杠杆定律计算？是多少？⑴t =300℃；⑵刚冷到183℃共晶转变尚没开始；⑶在183℃共晶转变正在进行中；⑷共晶转变刚完，温度仍在 183℃时；⑸冷却到室温时（20℃）。
2.8 固溶体合金和共晶合金其力学性能和工艺性能各有什么特点？2.9 纯金属结晶与合金结晶有什么异同？2.10 为什么共晶线下所对应的各种非共晶成分的合金也能在共晶温度发生部分共晶转变呢？2.11 某合金相图如图2.20所示，⑴标上⑴-⑶区域中存在的相；⑵标上⑷，⑸区域中的组织。
⑶相图中包括哪几种转变？写出它们的反应式。
图2.20 题2.11图 图2.21 题2.12 图2.12 发动机活塞用Si Al −合金铸件制成，根据相图（图2.21），选择铸造用Si Al −合金的合适成分，简述原因。
第三章3.1 对某一碳钢（平衡状态）进行相分析，得知其组成相为80％F 和20％C Fe 3，求此钢的成分及其硬度。
3.2 计算铁碳含金中C Fe 3的最大可能含量。
3.3 计算低温莱氏体Le ′中共晶渗碳体、C Fe 3和共析渗碳体的含量。
3.4 有一碳钢试样，金相观察室温平衡组织中，珠光体区域面积占93％，其余为网状II C Fe 3，F 与C Fe 3密度基本相同，室温时的F 含碳量几乎为零。
试估算这种钢的含碳量。
3.5 亚共析钢的力学性能大致是其组织组成物平均值，例如硬度HBS ≈80α×％＋240×P ％，数字为α、P 的硬度，α％、P ％为组织中α、P 的含量。
试估算含碳量为0.4％的碳钢的硬度（HBS ）、抗拉强度（b σ）、伸长率（δ％）。
3.6 含碳量增加，碳钢的力学性能如何变化并简单分析原因。
3.7 同样形状的一块含碳量为0.15％的碳钢和一块白口铸铁，不作成分化验，有什么方法区分它们？3.8 用冷却曲线表示E 点成分的铁碳合金的平衡结晶过程，画出室温组织示意图，标上组织组成物，计算室温平衡组织中组成相和组织组成物的相对重量。
3.9 10kg 含3.5％C 的铁碳含金从液态缓慢冷却到共晶温度（但尚未发生共晶反应）时所剩下的液体的成分及重量。
第四章4.1 再结晶和重结晶有何不同？4.2 说明共析钢C 曲线各个区、各条线的物理意义，并指出影响C 曲线形状和位置的主要因素。
4.3 何谓钢的临界冷却速度？它的大小受哪些因素影响？它与钢的淬透性有何关系？4.4 亚共析钢热处理时快速加热可显著地提高屈服强度和冲击韧性，是何道理？4.5 加热使钢完全转变为奥氏体时，原始组织是粗粒状珠光体为好，还是以细片状珠光体为好？为什么？4.6 简述各种淬火方法及其适用范围。
4.7 马氏体的本质是什么？它的硬度为什么很高？是什么因素决定了它的脆性？4.8 淬透性和淬透层深度有何联系与区别？影响钢件淬透层深度的主要因素是什么？4.9 分析图4.19的实验曲线中硬度随碳含量变化的原因。
图中曲线1为亚共析钢加热到Ac以上，过共析钢3加热到Accm以上淬火后，随钢中碳含量的增加钢的硬度变化曲线；曲线2为亚共析铜加热到Ac以上，过共析钢加热到1Ac以上淬火后，随钢中碳含量的增加钢的硬度变化曲线；曲线3表示随碳含量3增加，马氏体硬度的变化曲线。
4.10共析钢加热到相变点以上，用图4.20所示的冷却曲线冷却，各应得到什么组织？各属于何种热处理方法？4.19 题4.9图 图4.20 题4.10图图4.21 题4.11图4.11 T12钢加热到Ac以上，用图4.21所示各种方法冷却，分析其所得到的组织。
14.12 正火与退火的主要区别是什么？生产中应如何选择正火与退火？4.13 确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织：⑴经冷轧后的15＃钢板，要求降低硬度；⑵ZG35的铸造齿轮；⑶锻造过热的60＃钢锻坯；4.14 说明直径为10mm的45＃钢试样经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织；700℃，760℃，840℃，1100℃。
4.15 指出下列工件的淬火及回火温度，并说出回火后获得的组织。
⑴45＃钢小轴（要求综合机械性能好）；⑵60＃钢弹簧；⑶T12钢锉刀。
4.16 用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：锻造→热处理→机加工→热处理→磨加工。
⑴写出其中热处理工序的名称及作用。
⑵制定最终热处理（即磨加工前的热处理）的工艺规范，并指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬度。
4.17 低碳钢（0.2％C）小件经930℃，5h渗碳后，表面碳含量增至1.0％，试分析以下处理后表层和心部的组织：⑴渗碳后慢冷；⑵渗碳后直接水淬并低温回火；⑶由渗碳温度预冷到820℃，保温后水淬，再低温回火；⑷渗碳后漫冷至室温，再加热到780℃，保温后水淬，再低温回火。
4.18 调质处理后的40＃钢齿轮，经高频加热后的温度分布如图4.22所示，试分析高频加热水淬后，轮齿由表面到中心各区（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ）的组织变化。
图4.22 题4.18图第五章5.1 轴承钢为什么要用铬钢？为什么对非金属夹杂限制特别严格。
5.2 哪些钢种具有二次硬化现象？起主要作用的元素有哪些？回火工艺有哪些特点？5.3 在含碳量相同的条件下：⑴为什么大多数合金钢的奥氏体化加热温度比碳素钢的高？⑵为什么含Ti、Cr、W等合金钢的回火稳定性比碳素钢的高？5.4 为什么弹簧钢以硅为重要的合金元素？为什么要进行中温回火？5.5 请安排用Cr 20钢制造齿轮的工艺路线，并指出其热处理特点。
5.6 试就下列四个钢号：CrMnTi 20，65，8T ，Cr 40讨论如下问题：⑴在加热温度相同的情况下，比较其淬透性和淬硬性，并说明理由；⑵各种钢的用途，热处理工艺，最终的组织。
5.7 一根截面为φ30mm 的轴，受中等交变载荷作用，要求表面有较高的耐磨性，心部有较高的强度和韧性，有以下材料可供选择:Mn 16 CrMnTi 20 Cr 40 7T 10T⑴安排大致的热处理工艺路线；⑵综合编制加工工艺流程。
5.8 有两种高强螺栓。
一种直径为10mm ，另一种直径为30mm ，都要求有较高的综合机械性能：b σ≤800MPa ，k a ≤260cm J /。
试问应选择什么材料及热处理工艺？5.9 制造量具的钢有哪几种？有什么要求？热处理工艺有什么特点？5.10 甲、乙两批25﹟钢棒料，金相组织相同，甲料硫的含量为0.23～0.29％，乙料为0.036～0.045％，问哪一批棒料加工性能好，为什么？5.11 V Cr W 418钢的1Ac 约为 820℃，若以一般工具钢1Ac ＋30～50℃的常规方法来确定其淬火加热温度，最终热处理后能否达到高速切削刀具所要求的性能？为什么？其实际淬火温度是多少？ V Cr W 418钢刀具在正常淬火后都要进行560℃三次回火，这又是为什么？5.12 131Cr 、132Cr 、134Cr 、12Cr 、MoV Cr 12中铬的含量皆大于12％，是否都是不锈钢？为什么？5.13 为什么高锰钢ZGMnl3的耐磨性与韧性皆较好？5.14 指明下列钢号属于哪一类钢？大致的含碳量和化学成分？常用的热处理方法？主要用途？15﹟、8T 、CrMnTi 20、Cr 40、65Mn 、15GCr 、V Cr W 418、CrWMn 、Ti Ni Cr 9181、131Cr 、CrMoV 12、CrMnMo 5、SiCr 9。
