材料科学基础考研知识点总结
第一章 原子结构和键合
1. 原子键合
● 金属键
● 离子键
● 共价键
● 氢键
● 范德华力：静电力 诱导力 色散力
第二章 固体结构
1. 晶体学基础
● 空间点阵和晶胞
● 七个晶系14种点阵
2. 金属的晶体结构
● 晶体结构和空间点阵的区别
3. 合金的相结构
● 晶相指数和晶面指数
● 晶向指数
● 晶面指数
● 六方晶系指数
● 晶带
● 晶面间距
● 晶体的对称性
● 宏观对称元素
● 极射投影
● 金属的晶体结构
● 三种典型的金属的晶体结构
● 多晶型性
● 置换固溶体
● 间隙固溶体
● 固溶体的围观不均匀性
● 影响固溶度的主要因素
● 固溶体的性质
● 中间相
● 正常价化合物
● 电子化合物
● 与原子尺寸因素相关的化合物
● 超结构（有序固溶体）
4. 常见离子晶体结构
● 离子晶体配位规则（鲍林规则）
● 负离子配位多面体规则（引入临界离子半径比值）
● 电价规则（整体不显电性）
● 负离子多面体共顶，棱和面规则（由于共用顶，棱和面间距下降，导致库仑力上升，稳定性下降）
● 不同种类正离子配位多面体规则（能量越高区域越分散）
● 节约规则（【俄罗斯方块原理】）
● 典型离子晶体结构
● AB型化合物【CsCl结构 NaCl结构 ZnS型结构】
● AB2型化合物结构【CaF2 萤石 TiO2金红石 型结构】
● 硅酸盐的晶体结构
● 孤岛状硅酸盐
● 组群状硅酸盐
● 链状硅酸盐
● 层状硅酸盐
● 架状硅酸盐
5. 共价晶体结构
第三章 晶体中的缺陷
1. 点缺陷
● 点缺陷形成
● 点缺陷的平衡浓度
2. 位错
● 刃型位错
● 螺型位错
● 混合位错
● 伯氏矢量
● 位错运动
● 位错弹性性质（认识）
● 位错生成与增值
● 实际位错中伯氏矢量
3. 面缺陷
● 外表面与内表面（了解）
● 晶界和亚晶界
● 晶界的特性
材料概论知识点总结
材料概论知识点总结1.材料学纲要
结合键
离⼦键、共价键、⾦属键（化学键）、分⼦键和氢键1）⼏种结合键的区别？
离⼦键
是以正负离⼦间的相互作⽤⼒形成的结合。
离⼦键材料由两种以上的电负性相差很⼤的原⼦构成。
离⼦晶体的特性：（1）离⼦晶体是最密堆积的⾯⼼⽴⽅或六⽅密填结构，离⼦晶体的这种结构特征体现了离⼦键的各向同性。
（2）对可见光透明，吸收红外波长。离⼦震动能级吸收。
共价键
不易失去价电⼦的原⼦倾向于与邻近原⼦共有价电⼦、成为8电⼦稳定结构。共价键以拉⼿结合。⾦属键具有⽅向性，价电⼦位于共价键附近的⼏率⾼于其他处。共价键形成的条件：原⼦具有相似的电负性、价电⼦之和为8。
共价键材料的特性：（1）⾼硬度、⾼熔点、导电性差、低膨胀系数，这体现了共价键是强化和键。
（2）性脆，延展性很差，这体现了共价键的⽅向性。
陶瓷和聚合物；或完全、或部分是共价键。
⾦属键
⾦属原⼦失去价电⼦成为正离⼦、价电⼦成为⾃由电⼦，离⼦⾻架浸泡在电⼦的海洋。
本质：是离⼦、电⼦间的库仑相互作⽤。
特性：⽆⽅向性，不易被破坏。
使⾦属具有良好的延展性和导电性，是良好的导体。
分⼦键
由分⼦之间的作⽤⼒（范德华⼒）⽽形成的，由于分⼦键很弱，故结合成的晶体具有低熔点、低沸点、低硬度、易压缩等特性。
氢键
氢原⼦与电负性⼤的原⼦X以共价键结合，若与电负性⼤、半径⼩的原⼦Y（O F N等）接近，在X与Y之间以氢去为媒介，⽣成X-H...Y形式的⼀种特殊的分⼦间或分⼦内相互作⽤，成为氢键。1）结合键对材料性能的影响。
⾦属材料
⾦属材料的结合键主要是⾦属键。⾦属特性：导电性、导热性好；正电阻温度系数；好的延展性；⾦属光泽等。
陶瓷材料
陶瓷材料是包含⾦属和⾮⾦属元素的化合物，其结合键主要是离⼦键和共价键，⼤多数是离⼦键。离⼦键赋予陶瓷相当⾼的稳定性，所以陶瓷材料通常具有极⾼的熔点和硬度，但同时陶瓷材料的脆性也很⼤。
⾼分⼦材料
⾼分⼦材料的结合键是共价键、氢键和分⼦键。其中，组成分⼦的结合键是共价键和氢键，⽽分⼦间的结合键是范德华键。尽管范德华键较弱，但由⾼分⼦材料的分⼦很⼤，所以分⼦间的作⽤⼒也相应较⼤，这使得⾼分⼦材料具有很好的⼒学性能。
1、晶体结构的基本特性是原子或分子、离子在三维空间呈周期性反复排列，即存在长程有序。
2、为说明点阵排列的规律和特点，可在点阵中取出一个具有代表性的基本单元作为点阵的组成单元，称为晶胞。
3、原子排列的方向称为晶向，原子构成的平面称为晶面。
4、当晶体绕某一轴转而能完全复原时，此轴为回转对称轴。在回转一周的过程中，晶体能反复n次，就称为n次对称轴。
5、晶体通过某一平面作镜像反映而能复原，则该平面称为对称面或镜面。
6、若晶体中所有的点在通过某一点反演后能复原，则该点就称为对称中心。
7、若晶体绕某一轴回转一定角度，再以轴上的一个中心点作为反演之后能复原时，此轴称为回转-反演轴。
8、点群是指一个晶体中所有的点对此元素的集合。
9、将代表每个特定晶面或晶向的直线从球心出发向外延长，与参考球球面相交于一点，这点即为该晶面或晶向的代表点，称为该晶面或晶向的极点。
10.以晶体的某个晶面平行于投影面以上作出所有重要晶面的极射投影图，称为标准投影。
11、倒易点阵就是从实际点阵通过一定转化导出的抽象点阵。
12、最常见的金属晶体结构有面心立方结构（fcc）、体心立方结构（bcc）和密排六方结构（hcp）三种。
13、晶胞的大小一般是由晶胞的棱边长度，即点阵常数衡量的。
14、配位数是指晶体结构中任一原子周边最近邻且等距离的原子数。
15、致密度是指晶体结构中原子体积占总体积的百分数。
16、有些固态金属在不同的温度和压力下具有不同的晶体结构，即具有多晶型性。转变的产物称为同素异构体。
17、合金是指由两种或两种以上的金属或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。
18、固溶体是以某一组元为溶剂，在其晶体点阵中溶入其他组元原子（溶质原子）所形成的均匀混合的固态溶体，它保持着溶剂的晶体结构类型。 19、假如组成合金相的异类原子有固定的比例，所形成的固相的晶体结构与所有组元均不同，且这种相的成分多数处在A在B中的溶解限度和B在A中的溶解限度之间，即落在相图的中间部位，故称为中间相。
《材料科学基础》重要知识点
1、在离子晶体中，正、负离子的配位数大小由结构中正、负离子半径的比值决定 。
2、聚合物的形成过程是分化和缩聚同时进行的一种动态平衡过程。
3、硅酸盐熔体的结构特点：多种聚合物同时并存，而不是一种独存。正是由于这个特点，硅酸盐熔体的结构是长程无序的。但每一个聚合体又是具有晶体结构的，即硅酸盐熔体中存在短程有序的负离子团。
4、影响聚合物聚合程度的因素
（1）温度的影响：随温度升高，低聚合物浓度增加，而高聚合物浓度降低。
（2）熔体组成的影响：R为O/Si比的大小。O/Si比R越大，低聚合物浓度越大，高聚合物浓度越小。
5、影响熔体粘度的主要因素是温度和化学组成。
粘度---温度关系：温度升高，粘度减小。
粘度—组成关系
（1） O/Si比：硅酸盐熔体的粘度首先取决于硅氧四面体网络的聚合程度，即随O/Si比的上升而下降。
(2)一价碱金属氧化物
① 加入碱金属氧化物（Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O）降低硅酸盐熔体的粘度。
② 碱金属氧化物的含量越高，硅酸盐熔体的粘度越小。
③ 不同的碱金属氧化物对粘度的影响大小也与碱金属氧化物的含量有关。
当Ｒ2O含量较低时（O/Si较低），加入的正离子半径越小，降低粘度的作用越大，其次序是：Li＋>Na＋>Ｋ＋>Rb＋>Cs＋。
当熔体中Ｒ2O含量较高（O/Si比较高）时，Ｒ2O对粘度影响的次序是Li+
但不同的氧化物降低粘度的程度不同，其降低粘度的次序是：Ba2+＞Sr2+＞Ca2+＞Ｍg2+，所以粘度大小次序为：Ba2+
（4）阳离子配位数：阳离子配位数对粘度的影响是通过B2O3的研究而取得的。
① 当B2O3含量较少（即Na2O/B2O3>1）时，粘度随含量升高而增加。这是因为此时“游离”氧充足，故B3＋处于[BO4]四面体状态，结构紧密。
② 当Na2O/B2O3约为1（B2O3含量约为15％）时，B3＋形成[BO4]四面体最多，粘度达到最高点。
