**章 材料的结构和金属的结晶
材料的性能主要取决于其化学组成和结构。所谓结构是指材料中原子的排列位置和空间分布,包括了三个层次:原子结构和原子结合键、原子的空间排列即晶体结构、相和组织。晶体缺陷赋予了材料组织和性能的多样性,是分析材料性能的金钥匙。通过本章学习掌握材料的成分-组织-性能之间的内在联系,从而为零件的选材和热处理工艺设计打下基础。
**节 晶体结构和非晶体
一、原子的结合键及其特性
当两个或多个原子形成分子或固体时,它们是依靠什么样的结合力聚集在一起的,这就是原子间的键合问题。原子通过结合键可构成分子,原子之间或分子之间也靠结合键聚结成固体状态。
结合键可分为化学键和物理键两大类。化学键即主价键,它包括金属键、离子键和共价键;物理键即次价键,也称范德华力。此外,还有一种结合键称为氢键,其性质介于化学键和范德华力之间。
(一)金属键
金属原子的结构特点是外层电子少,容易失去。当金属原子相互靠近时,其外层的价电子脱离原子成为自由电子,为整个金属所共有,它们在整个金属内部运动,形成电子气。这种由金属正离子和自由电子之间互相作用而结合称为金属键。
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