第一章緒言

1、第二章 材料的基本性質,第一節(jié) 材料的物理性質第二節(jié) 材料的力學性質第三節(jié) 材料的耐久性第四節(jié) 材料的組成、結構與構造及其與材料性質的關系,第一節(jié) 材料的物理性質,一、材料的基本狀態(tài)參數(shù) 二、材料與水有關的性質 三、材料的熱工性質 四、材料的聲學性質,,一、材料的基本狀態(tài)參數(shù),1、材料體積組成示意圖2、材料的密度、表觀密度和堆積密度3、材料的孔隙率與密實度4、材料的空隙率與填隙率,1、材料體積組成示意圖,,密實材料體積

2、組成示意圖,含孔材料體積組成示意圖V—實體體積V開—開口孔隙V閉—閉口孔隙,,V—,2、材料的密度、表觀密度和堆積密度,密度——材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質量稱為密度(g/cm3)表觀密度——材料在自然狀 態(tài)下單位體積的質量稱為表觀密度(g/cm3),,m—材料在干燥狀態(tài)下的質量，gmp—材料孔隙部分的質量，gV—材料實體的體積，cm3Vp—材料孔隙的體積，cm3,2、材料的密度、表觀密度和堆積密度,堆積密度——

3、散粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質量稱為堆積密度(kg/m3),3、材料的孔隙率與密實度,（1）材料的孔隙率孔隙的數(shù)量：以孔隙率表示，它對材料的性質有顯著影響?？紫堵剩≒）——材料內部孔隙體積（Vp）占材料總體積（Vo）的百分率孔隙的特征 按孔隙尺寸大小，可把孔隙分為微孔、細孔和大孔三種．按孔隙之間是否相互貫通，把孔隙分為孤立孔，或連通孔。按孔隙與外界之間是否連通，把孔隙分為開口孔，或封閉孔.,3、材料的孔隙率與密實

4、度,（2）材料的密實度——材料內部固體物質的體積 （V）總體積（Vo）的百分率稱為密實度。密實度以D表示： D + P = 1 D和P是反映材料內部構造狀態(tài)和密實程度的重要參數(shù)。,4、材料的空隙率和填充率,（1）材料的空隙率 空隙數(shù)量以空隙率（P’）表示空隙率——散粒材料顆粒之間空隙體積

5、（Vs）占堆積總體積（V0’）的百分率V0’—堆積體積（顆?？傮w積+空隙體積）V0—顆粒總體積,,4、材料的空隙率和填充率,（2）填充率（ D′）——散粒材料的顆?？傮w積 （ Vo ）占堆積體積（ V0’ ）的百分率 D′+P′=1空隙率和填充率反映堆積狀態(tài)下固體顆粒的充實程度。,,二、材料與水有關的性質,1、材料的親水性和憎水性2、材料的含水狀態(tài)3、

6、材料的吸濕性和吸水性4、耐水性5、抗?jié)B性6、抗凍性,,1、材料的親水性與憎水性,材料表面能被水潤濕的性質稱為親水性，反之為憎水性。潤濕邊角 當固體材料與水接觸時，由于水分與材料表面之間的相互作用不同，會產(chǎn)生a和b所示的兩種情況。在材料、水和空氣的三相交叉點沿水滴表面做切線，此切線與材料和水接觸面的夾角θ， 稱為潤濕邊角。親水性材料 當θ ≤90時，材料能被水潤濕而表現(xiàn)出親水性，這種材料稱為親水性材料。 憎水性材

7、料當θ 〉90時，材料不能被水潤濕而表現(xiàn)出憎水性，這種材料稱為憎水性材料。,2、材料的含水狀態(tài),材料的四種含水狀態(tài) (a)干燥狀態(tài) (b)氣干狀態(tài) (c)飽和面干狀態(tài) (d)潤濕狀態(tài),3. 材料的吸濕性和吸水性,（1）吸濕性——親水性材料在空氣中吸收水份的性質稱為吸濕性。用含水率（Wh）表示：式中：Wh——材料含水率（％）； ms——材料吸濕狀

8、態(tài)下的質量（g）； mg——材料干燥狀態(tài)下的質量（g）。 材料的吸濕作用是可逆的，在潮濕的空氣中可以吸收水分，也可以釋放水分。當材料吸收的水分與釋放的水分達到平衡時的含水率稱為平衡含水率。平衡含水率的大小隨環(huán)境溫度、濕度的變化而變化。,3. 材料的吸濕性和吸水性,（2）吸水性——在水中吸水的性質。表示方法：1）質量吸水率（ Wm ）：式中：mb——材料吸水飽和狀態(tài)下的質量（g）； mg——材料干燥狀態(tài)

9、下的質量（g）。2）體積吸水率（ Wv ）：ρw=1 g/cm3，水在常溫下的密度。 Wv=Wm·ρ0/ ρw 或 Wv=Wm·ρ0,4、耐水性,耐水性——材料長期在水作用下不破壞、強度也不明顯下降的性質，以軟化系數(shù)KR 表示： fb——吸水達飽和狀態(tài)下的抗壓強度，MPa；fg——干燥狀態(tài)下的抗壓強度，MPa； 材料的KR在

10、0～1之間。工程中將KR＞0.85的材料看作是耐水材料。 對長期處于水中或潮濕環(huán)境中的重要結構，所用材料必須保證KR >0.85，用于受潮較輕或次要結構的材料，其值也不宜小于0.75。,5、抗?jié)B性,抗?jié)B性——材料抵抗壓力水滲透的性質。表示方法：（a）用滲透系數(shù) K 表示式中：K——滲透系數(shù)（cm/h）；Q——透水量（cm3）； d——試件厚度（cm）；A——透水面積（cm2）；

11、 t——透水時間（h）；H——水頭高度（cm）。 滲透系數(shù)K 的物理意義為：在單位時間內，在單位水頭高度的壓力水作用下，滲透過單位厚度和單位透水面積材料的透水量。K越小，表明材料的抗?jié)B性越好。,5、抗?jié)B性,（b）用抗?jié)B等級表示（P）——對有些材料（如混凝土）以規(guī)定的試件在標準試驗條件下所能承受的最大水壓力（MPa）來確定。如P4、P6、P8、P10、P12等分別表示材料能承受0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的水壓力而不

12、滲水。材料的抗?jié)B等級越高，表明材料的抗?jié)B性越好。 對于地下建筑、屋面、壓力管道及水工構筑物等，因經(jīng)常受水的作用，在設計時要考慮材料的抗?jié)B性。對于專門用于防水的材料，則要求有較高的抗?jié)B性。,6、抗凍性,抗凍性——指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞．強度又不顯著降低的性質，常用抗凍等級D表示。 抗凍等級——規(guī)定的試件，在標準試驗條件下，經(jīng)一定次數(shù)的凍融循環(huán)后，強度降低不超過規(guī)定數(shù)值，也無明顯損壞和剝落，則此

13、凍融循環(huán)次數(shù)即為抗凍等級。,,三、材料的熱工性質,1、材料的導熱性2、材料的熱容性3、材料的熱變形性4、材料的耐燃性4、材料的耐火性,1、材料的導熱性,導熱性——材料兩側有溫差時，熱量由高溫側向低溫側傳遞的性質。用導熱系數(shù)（熱導率）表示： λ—導熱系數(shù)，W/(m.K)Q——傳導熱量（J）d——厚度（m） A——傳熱面積（m2）Z——傳熱時間（S） T1-T2——兩側溫差（

14、K）材料的導熱系數(shù)愈小，表示其絕熱能力愈好。 影響因素：①孔隙率和孔隙特征：封閉孔、孤立孔越多，導熱性越??；②材料的成分和結構；③含水量。,2、熱容性,熱容性——材料在溫度變化時吸收或放出熱量的能力。公式：同種材料用熱容量 C 表示： 不同材料用比熱 c 表示：Q——材料在溫度變化時吸收或放出的熱量（J） ； m——質量（kg）；t1-t2——兩側溫差（k）,3. 熱變形性,熱變形

15、性——材料的尺寸隨溫度變化而變化的性質。一般都是熱脹冷縮。用線膨脹系數(shù)表示： ——線膨脹系數(shù)（1/K）  L——試件原長（mm）；ΔL——線變形量（mm）；t2-t1——升降溫前后的溫差（K）。,4. 耐燃性,耐燃性——材料對火焰和高溫的抵抗能力。（1）非燃燒材料：在空氣中受到火燒或高溫高熱作用不起火、不碳化、不微燃的材料。如鋼鐵、磚、石等，但它們在火燒或高溫作用下會發(fā)生變形、熔融，所以雖然是非燃

16、燒材料，但不是耐火材料。（2）難燃材料：在空氣中受到火燒或高溫高熱作用時難起火、難微燃、難碳化，當火源移走后，已有的燃燒或微燃立即停止的材料，如經(jīng)過防火處理的木材和人造板等。（3）可燃材料：在空氣中受到火燒或高溫高熱作用立即起火或微燃，且火源移走后仍繼續(xù)燃燒的材料。如木材等。用這種材料制作的構件稱為燃燒體，使用時應作防燃處理。,5. 耐火性,耐火性——材料在長期高溫作用下，保持不熔性并能正常工作的性能。具有耐火性的材料稱為耐火材料。

17、耐火材料是指耐火度不低于1580℃的無機非金屬材料。耐火性的衡量指標：（1）耐火度：耐火材料在無荷重作用時抵抗高溫作用而不熔化的性質稱耐火度，一般用溫度表示。耐火度與熔點不同。（2）高溫荷重軟化溫度：這是耐火材料重要的質量指標，它表示耐火材料對高溫和荷重同時作用的抵抗能力，也表示耐火材料呈現(xiàn)明顯塑性變形的軟化溫度范圍。（3）高溫體積穩(wěn)定性;（4）熱穩(wěn)定性;（5）抗渣性。,,四、材料的聲學性質,1、材料的吸聲性2、材料的隔聲性,,

18、1、材料的吸聲性,吸聲性——聲能穿透材料和被材料吸收的性質，用吸聲系數(shù)α來評定材料吸聲性能的好壞，其定義式為： 式中：α——吸聲系數(shù)（％）；Ea +Et——材料吸收和透過的聲能之和；E0——入射到材料表面的總聲能。由上式可以看出，吸聲系數(shù)α表示當聲波遇到材料表面時，被材料吸收的和透過材料的聲能之和與入射聲能之比。吸聲系數(shù)α越大，材料的吸聲效果就越好。,1、材料的吸聲性,材料的吸聲特

19、性與聲波的頻率和入射方向有關。同一材料用不同頻率的聲波，從不同方向射向材料時，有不同的α值。通常規(guī)定以125，250，500，1000，2000，4000Hz等六個特定頻率的聲波從不同方向入射時測得的平均吸聲系數(shù)的平均值來表示材料的吸聲特性。并將六個頻率下平均吸聲系數(shù)α≥0.2的材料稱為吸聲材料。 材料的吸聲特性還與其孔隙構造有關。另外，材料的構造形態(tài)、厚度、使用環(huán)境等因素也對其吸聲性能有影響。,2、材料的隔聲性 隔聲性——材

20、料隔絕聲音的性質。,對于要隔絕的聲音，按聲波的傳播途徑可分為空氣聲（通過空氣傳播）和固體聲（通過固體傳播）兩種。 材料隔絕空氣聲的能力，可以用材料對聲波的透射系數(shù)τ或材料的隔聲量R來評定：式中：τ——聲波透射系數(shù)；Et——透過材料的聲能； E0——入射到材料表面的總聲能； R——材料的隔聲量（dB）。材料的τ愈小，則R愈大，說明材料的隔聲性能越好。材料的隔聲性能與入射聲波的頻率有關，常用125～400

21、0Hz六個倍頻帶的隔聲量來表示材料的隔聲性能。,,,2、材料的隔聲性,材料隔絕固體聲的能力，可以用材料按標準方法測定的撞擊聲壓級來評定。撞擊聲壓級愈大，隔絕固體聲的能力就愈低。對空氣聲的隔絕，通常是增加聲波的反射，減少聲波的透射。根據(jù)聲學中的“質量定律”，即隔聲能力的大小主要取決于材料單位面積質量的大小，質量越大，材料愈不易振動，則隔聲效果愈好，因此應選擇密實、沉重的材料作為隔聲材料。 隔絕固體聲的最有效措施是在結構上采用彈性材料進

22、行不連續(xù)的處理，例如在墻壁和承重梁之間、房屋的框架和墻板之間加彈性襯墊，如毛氈、軟木、橡皮等材料，或在樓板上加彈性地毯、木地板等。,,第二節(jié) 材料的力學性質,一、材料的強度二、材料的彈性和塑性三、材料的脆性和韌性四、材料的硬度和耐磨性,,一、材料的強度,強度——材料在外力作用下不破壞時所能承受的最大應力稱為強度（材料在外力作用下抵抗外力引起破壞的能力）材料的抗拉、抗壓、抗剪強度：P——材料破壞時的最大荷載（N） A——材料受

23、力面積（mm2）,,,一、材料的強度,材料的抗彎強度：單點加荷 時： 雙點加荷時：,,,,,一、材料的強度,影響材料強度的主要因素：材料的組成和結構、孔隙率、試驗條件（試件的形狀、尺寸、加荷速度、試件表面狀況、含水狀態(tài)、環(huán)境溫度等）。 比強度——單位體積質量的材料強度，它等于材料的強度與其表觀密度之比：用于對不同材料的強度進行比較，是衡量輕質、高強的一個指標。,,,二、材料的彈性和塑性,

24、1、彈性：材料因外力作用而產(chǎn)生的變形，在外力去除后變形能自動消失，完全恢復原來形狀和尺寸的性質。 表示公式：σ=Eε E—常數(shù)，稱為彈性模量（MPa），反映材料抵抗變形的能力。2、塑性：材料因外力作用而產(chǎn)生的變形，在外力去除后變形不能自動消除，仍保持變形后的形狀和尺寸，且不產(chǎn)生裂縫的性質稱為塑性。 表示公式：σ=σoσo——產(chǎn)生塑性變形的最小應力（MPa）,材料的彈

25、性和塑性變形曲線,,,三、脆性和韌性,1、脆性：材料受外力作用，當外力達到一定值時，材料突然破壞，而無明顯的塑性變形的性質稱為脆性。,2、韌性：,材料在沖擊或振動荷載作用下，能吸收一定的能量，產(chǎn)生一定的變形而不破壞的性質。 用沖擊韌性 表示： Ak——試件破壞時的 消耗的功（J）; A——受力凈截面積， (㎜2) 。,,四、硬度和耐磨性,1、硬度：材料表面抵抗

26、較硬物質刻劃或壓入的能力。 表示方法有多種：①非金屬礦物材料：采用莫氏硬度（采用刻劃法）,1、硬度,②對鋼材、木材及混凝土等材料的硬度，常用壓入法測定。壓入法是以一定的壓力作用于一定規(guī)格的鋼球（或鋼錐）或金剛石制成的尖端，使其壓入試件表面，根據(jù)壓痕的面積或深度來確定其硬度。常見的壓入法為布氏法、洛氏法等，布氏法所測硬度為布氏硬度，洛氏法所測硬度為洛氏硬度。 如布氏硬度HB：每單位壓痕球面積所承受的荷載值，即布氏硬度值(HB)，在使

27、用時， HB是以10 MPa計的數(shù)字表示， 如HB：150，即表示所承受的荷載值 為1500MPa。,2、耐磨性,耐磨性——材料表面抵抗外力引起磨損的能力。以磨損率或耐磨率N（g/cm2）表示： m0——磨損前質量（g） ，m1——磨損后質量（g） A——受磨面積（cm2）在土木工程中，對于一些受磨損部位，比如踏步、臺階、地面、路面，其材料應要求有較高的耐磨性。一般來說，強度較高且密實的材料，其硬度較大，

28、耐磨性較好。,,,第三節(jié) 材料的耐久性,材料的耐久性——材料在使用過程中，抵抗各種內在或外部因素的破壞作用，長期保持其原有性能，不變質，不破壞的性質稱為耐久性。主要影響因素及破壞作用有：①物理作用：環(huán)境溫濕度的變化造成膨脹和收縮、水的滲透作用、凍融作用等。②化學作用：環(huán)境中的化學物質（酸、堿、鹽等）與材料反應，使材料的組成發(fā)生變化，性能惡化；如紫外線使瀝青和塑料老化；鋼材的銹蝕等。③荷載（力學）作用：長期交替荷載、沖擊荷載、震動荷

29、載、磨損等；④生物作用：菌類造成腐朽，昆蟲造成蛀蝕等。耐久性是一項綜合性質。不同材料因其組成、結構、用途和破壞作用的不同，其耐久性的具體指標也有所不同。,,樓面板鋼筋嚴重腐蝕、混凝土脫落,,耐久性破壞的大壩細部,,耐久性破壞的橋梁細部,第三節(jié) 材料的耐久性,在實際工程中，土木工程材料往往是受到多種因素的共同作用而產(chǎn)生破壞。只是材料不同，使用環(huán)境不同其耐久性的主要影響因素有所不同。 提高材料的耐久性，對保證構筑物的長期正常使用、減少

30、維修費用、延長使用年限、節(jié)約材料等具有十分重要的意義。因此在設計選用土木工程材料時，必須慎重考慮材料的耐久性問題，要根據(jù)材料所處的結構部位和使用環(huán)境等因素，并根據(jù)材料的耐久性特點，進行合理的設計和選用。,,第四節(jié) 材料的組成、結構與構造 及其與材料性質的關系,一、材料的組成與性質二、材料的結構、構造與性質,,一、材料的組成與性質,1. 化學組成化學組成是指構成材料的化學元素及化合物的種類與數(shù)量。習慣上，金屬材料的化學組成以主

31、要元素的含量來表示；無機非金屬材料則以各種氧化物含量來表示?；瘜W組成對材料的性質有很大的影響。如低碳鋼強度低，塑性好；而高碳鋼強度較高，塑性較差。合金鋼強度高，塑性較好。當材料與自然環(huán)境或各類物質接觸時，它們之間必定按化學規(guī)律發(fā)生作用。如混凝土受到酸、堿、鹽類物質的侵蝕作用，鋼材的銹蝕、木材的燃燒等都屬于化學作用。材料在各種化學作用下表現(xiàn)出來的性質是由其化學組成決定的。,一、材料的組成與性質,2. 礦物組成礦物——在無機非金屬材料

32、中具有特定的晶體結構、物理力學性能的組織結構。礦物組成——構成材料的礦物種類和數(shù)量。化學組成相同的材料其礦物組成可以不同。對某些土木工程材料，其礦物組成是決定其性質的主要因素。例如硅酸鹽水泥中硅酸三鈣含量高，則其凝結硬化速度較快，水化放熱較大，強度較高。,一、材料的組成與性質,3.相組成相——材料中具有相同的物理、力學性質的均勻部分。自然界中的物質有氣相、液相、固相之分。材料的相組成——組成材料的相種類、數(shù)量及分布狀況。土木工程

33、材料大多數(shù)是多相固體，可看成復合材料。如混凝土就是固、液、氣三相多孔體。復合材料不同相之間存在界面，材料的性質與材料的相組成和界面特性有密切關系。實際材料中，相與相之間的這一過渡面是一個薄弱區(qū)，它的成分與結構與其兩側的相都不相同，是不均勻的 ，可將其作為“界面相”來處理。因此，通過改變和控制材料的相組成，可改善和提高材料的技術性能。,如混凝土中的粗集料與水泥砂漿的界面。,,二、材料的結構、構造與性質,土木工程材料的性質與其結構、構造有

34、著密切關系。也可以說材料的結構、構造是決定其性質的極其重要的因素。土木工程材料的結構可分為：（一）宏觀結構（二）亞微觀結構（或稱細觀結構）（三）微觀結構,（一）材料的宏觀結構,材料的宏觀結構——用肉眼或放大鏡能夠分辨的粗大組織（其尺寸約為毫米級大?。?，以及更大尺寸的構造情況。因此，這個層次的結構也可以稱為宏觀構造。宏觀結構有如下類型： （1）散粒結構；（2）聚集結構； （3）多孔結構； (4) 致密結構； (5) 纖維

35、結構； (6) 層狀結構。,（一）材料的宏觀結構,（1）散粒結構 散粒結構是由單獨的顆粒組成，不與其他顆粒相結合，如砂、石子以及用于涂料及塑料中的粉狀填料。（2）聚集結構聚集結構材料中的顆粒通過膠結材料彼此牢固地結合在一起，如各種混凝土。,（一）材料的宏觀結構,（3）多孔結構 多孔材料中含有大量的、粗大或微小的（10-3mm ~ 1mm）、均勻分布的孔隙，這些孔隙或者連通，或者封閉。這是加氣混凝土、泡沫混凝土、發(fā)泡塑

36、料、石膏制品等材料所特有的結構。(4)致密結構具有致密結構的材料在外觀上和內部結構上都是致密的(無孔隙的)，金屬、玻璃等材料即具有這種結構特性。這種材料的體積密度大，導熱性強，強度硬度大，抗?jié)B性和抗凍性好。,大理巖的致密表面,加氣混凝土砌塊的多孔構造,（一）材料的宏觀結構,(5)纖維結構 纖維結構是木材、纖維制品所特有的結構，其在平行纖維和垂直纖維方向上的強度、導熱性及其他一些性質明顯不同，即具有各向異性。 (

37、6)層狀結構 層狀結構或稱疊合結構，是板材常見的結構。它是將材料疊合成層狀，用膠結材料或其他方法將它們結合成整體，如木材膠合板等。疊合結構可以改善單層材料的性質。,膠合板結構,（二）亞微觀結構（或稱細觀結構）,亞微觀結構——用光學顯微鏡所能觀察到的、具有微米級的材料組織結構。儀器的放大倍數(shù)可達一千倍左右，能有幾千分之一毫米的分辨能力，可仔細分析天然巖石的礦物組織、金屬材料晶粒的粗細及其金相組織，如鋼材中的鐵素體、珠光體、滲

38、碳體等組織；混凝土中的孔隙及裂縫、木材的木纖維、導管、髓線等組織也屬于亞微觀結構層次。 材料內部各種組織的性質是各不相同的，這些組織的特征、數(shù)量、分布以及界面之間的結合情況都對材料的整體性質起著重要的影響作用。,層片狀珠光體是一種雙相結構的組織，是一層鐵素體和一層滲碳體的混合物,（三）微觀結構,微觀結構——材料分子、原子層次的結構?？捎秒娮语@微鏡、掃描電子顯微鏡和X射線衍射儀等手段分析研究。其尺寸范圍為10-6～10-10m。材

39、料的許多物理、力學性質，如強度、硬度、彈塑性、熔點、導熱性、導電性等都是由其微觀結構所決定的。 材料的微觀結構基本上可分為晶體和非晶體（包括玻璃體、固溶體）。 固體中，由原子、分子或離子作三向規(guī)則排列成有序的結構，稱為晶體。而原子、分子或離子本身沿三維空間作不規(guī)則排列的，稱為非晶體。,1、晶體,（1）晶體的類型 晶體的性質因其組成的原子、分子或離子等的結合形式不同而有差異。根據(jù)結合形式不同可將晶體分為：1）離

40、子鍵晶體，如NaCl、LiF等；2）共價鍵晶體，如金鋼石、碳化硅等；3）金屬鍵晶體，如各種金屬和合金；4）分子鍵晶體，如萘、蒽等；5）氫鍵晶體，如冰（H2O）等。,（1）晶體的類型,（1）離子晶體 離子晶體的結合力大部分來自離子間的靜電引力（庫侖引力）。在離子晶體中，電子受各個離子的約束，一般處于極難活動的狀態(tài)。（2）共價鍵晶體 共價鍵晶體的結合力主要靠各個原子都共用某一數(shù)量的電子而產(chǎn)生的。這種晶體，其

41、結合能很大，強度和硬度非常大。（3）金屬晶體 在金屬晶體中，是由電子與陽離子之間的靜電引力，以及離子與離子之間、電子與電子之間的排斥力相互平衡而產(chǎn)生結合力。自由電子能使金屬具有良好的導電性和導熱性。在金屬晶體中，其結合力不像共價鍵結合那樣具有方向性。,（1）晶體的結合,（4）分子晶體 分子晶體的結合力是由于電荷非對稱分布而產(chǎn)生分子的極化，或者由于電子的運動而發(fā)生瞬時的極化，亦即由于分散效應而產(chǎn)生所謂范德華力的微弱引力

42、。這種分子結合力不論屬于何種結合形式都是經(jīng)常存在的，但是在分子晶體中，這種力是起支配作用的。大部分分子晶體屬于有機化合物。（5）氫鍵結合晶體 氫鍵結合晶體的形成是由于在某種條件下，氫原子將它的一個電子給予分子中其它一個原子，這時，因質子很小，接近質子的原子會夾緊質子而非?？拷蔀橐粋€氫被兩個其它原子吸引著的狀態(tài)，使氫原子介于兩個原子之間而構成氫鍵結合。,晶體結合形式與材料性質,（2）晶體結構（構造）,晶體的結構形式采用X射線

43、衍射或電子射線掃描等方法來確定。 在晶體內部，可細分為完全相等單位的構造在三維空間重復著，如右圖所示。,晶體結構立方晶系中的點陣常數(shù)a在三個坐標方向上都是相同的,（2）晶體結構（構造）,正方晶系和正交晶系的幾何特征見下圖。a)正方晶系：a1=a2≠c；各個夾角都為900；b)正交晶系：a≠b≠c；各個夾角都是900；c)六方晶系：a1=a2≠c；夾角為900及1200,七種晶系的幾何特征,（2）晶體結構（構造

44、）,以巖石礦物為主的硅酸鹽有很多種類，其晶體構造也是多種多樣的，見下圖所示。其中Si4+與O2-的結合是半離子性、半共價性的。,c）二維網(wǎng)狀結構,a）基本單位；,b）鏈狀連結；,,2、非晶體,（1）玻璃體（2）固溶體（3）膠體,（1）玻璃體,玻璃體是由于熔融物冷卻較快而形成的。玻璃是無機非晶態(tài)固體中最重要的一族。當達到凝固溫度時，它還具有很大的粘度，致使原子來不及按照一定的規(guī)則排列起來，就已經(jīng)凝固成固體，從而形成玻璃體結構。玻璃體

45、具有以下物理通性：①各向同性；②介穩(wěn)性；③由熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉化的過程是可逆的與漸變的常見的玻璃體有硅酸鹽玻璃，還有合成樹脂和橡膠等。,（2）固溶體,固溶體——含有外來雜質原子的晶體稱為固體溶液。 固溶體普遍存在于無機固體材料中，材料的物理化學性質，會隨著固溶體的生成，在一個更大范圍內變化。因此，無論對功能材料，還是結構材料，都可通過生成固溶體的條件，提高材料的性能。 當溶劑和溶質的原子大小相近，電子結構相仿時，便容

46、易形成固溶體。固溶體按其溶劑原子被溶質原子所取代的情況不同，又分為置換固溶體、有序固溶體和間隙固溶體。,化合物中的置換固溶體（Fe+離子置換了MgO結構中的Mg2+ ),有序固溶體,間隙固溶體（碳在面心立方體鐵中）,（3）膠體,膠體是由物質三態(tài)（固、液、氣）所組成的，由高分散度的粒子作為分散相，分散于分散介質中所形成的系統(tǒng)。高度分散性和多相性是膠體系統(tǒng)最顯著的特點。膠體是一個高度分散體系，其總表面積非常大，因而膠體具有高度的吸附能