第1章　材料的结构

材料是由原子组成的有用聚集体。材料是由哪些原子组成的？原子是如何聚集起来的？材料的性能如何？这是学习材料时必须要搞清楚的三个问题。通常，用材料的成分（指化学成分）表征材料是由哪些原子组成的，用结构表征材料中原子是如何聚集起来的。另外，材料的结构与制备（加工）材料的工艺有关，这就形成了成分-工艺-结构-性能的关系链。本章介绍这个关系链中的结构问题。

材料的结构是指组成材料的原子在聚集体内的内在关系，即原子在三维空间的排列关系。这种关系分为三个层次，即原子结合键、相结构和组织结构。这三个层次的关系是：原子通过结合键结合在一起组成相，相组成组织，大量的组织聚集在一起就是我们“看到”的材料。材料的结构决定了材料的性能，组成材料的原子相同，如果结构不同，则性能也会相差悬殊，如众所周知的石墨和金刚石，二者都是纯碳形成的具有不同结构的晶体，由于晶体结构不同，前者硬度低，可作为固体润滑剂使用，而后者是到目前为止已知材料中最硬的材料。

本章从原子结合键、相结构和组织结构三个层次对材料的结构进行阐述，为表征材料、分析材料的性能打下基础。

学习目标

1.掌握结合键和结合能基本概念并能用于分析金属材料、陶瓷材料和高分子聚合物的基本性能。

2.掌握晶体、非晶体、单晶体、多晶体基本概念并能用于分析材料的性能。

3.了解布拉菲点阵，掌握体心立方晶胞、面心立方晶胞和密排六方晶胞及晶向指数、晶面指数的标定，立方晶系晶向原子间距、晶面间距的计算并具有综合分析应用能力。

4.掌握点缺陷、线缺陷、面缺陷基本概念和各种晶体缺陷类型并能用于分析对材料性能的影响。

5.掌握合金相结构和高分子相结构的基本知识。

6.掌握组织基本概念和组织与强度的映射关系并能用于分析组织与力学性能之间的关系。