工程化学教案 第八章 ③间隙粒子：半径较小的粒子进入品格结点粒子间的空隙处。 点缺陷是由于晶体中粒子的热运动、迁移而产生的。当晶体中接受外界的能量大到 足以使粒子离开其平衡位置时，就会在原来的平衡位置上造成一个空位。脱离平衡位置 的粒子成为脱位粒子。空位和脱位粒子仍处于不停的热运动中，不断产生新的空位，从 而形成空位的移动。温度升高，粒子脱位形成空位的几率增大，空位“浓度”将迅速增 加。因此，点缺陷又被称为“热缺陷”。 (2)线缺陷：是晶体中某处一列或若干列原子发生的规律性错排现象，通常称为位错， 是晶体中存在的较普遍的一种缺陷形式。 (3)品界：实际品体在生长时，常是在许多部位同时发展，结果得到的不是同一品格 贯穿其中的单晶，而是由许多取向不同的细小晶粒不规则堆砌起来的多晶体。由于细小 单品各异性的相互抵消，多品体一般不表现各向异性。 多晶体中不同品粒间的交界面，称晶界。晶界有一些特殊的性质。如品界原子有较 高的能量：品界处的熔点较低，在晶界容易有杂质集中或偏析：在晶界粒子的扩散比品 粒内部要快得多以及晶界容易俘获电子从而形成势垒，等等。 上述结构缺陷的存在，对材料性能通常带来两方面的影响，既有使材料某些性能下 降的一面（如位错可使一般金属材料的强度降低23个数量级），也有使材料显示出特 殊的热、电、磁和光学性质，发展为功能材料的一面。掌握缺陷产生的原因和规律，对 于制备、加工和使用材料，是有重要意义的。 三、工程材料与元素周期表 前面讨论了物质的组成、结构和性能间的关系，而元素单质及化合物在组成、结构 和性质的变化规律和内在联系，都被统一在自然界的重要规律之一的元素周期律中。反 映这一重要定律的元素周期表，不仅对与工作材料有关的元素和相应化合物进行了恰当 的分类，提供了合理的解释，而且为寻找新的工作材料，指明了可能的途径 1.周期表中元素的分类 图82周期表中元素的分类根据原子结构的特点，元素周期表中金属性和非金属性的变 化规律是：同一主族元素自上而下金属性递增：同一周期元素自左至右非金属性递增。 因此，典型金属集中于表的左侧，非金属元素集中于表的右部，中部为过渡金属，表的 工程化学教案 第八章 • • 7 ③间隙粒子：半径较小的粒子进入晶格结点粒子间的空隙处。 点缺陷是由于晶体中粒子的热运动、迁移而产生的。当晶体中接受外界的能量大到 足以使粒子离开其平衡位置时，就会在原来的平衡位置上造成一个空位。脱离平衡位置 的粒子成为脱位粒子。空位和脱位粒子仍处于不停的热运动中，不断产生新的空位，从 而形成空位的移动。温度升高，粒子脱位形成空位的几率增大，空位“浓度”将迅速增 加。因此，点缺陷又被称为“热缺陷”。 （2）线缺陷：是晶体中某处一列或若干列原子发生的规律性错排现象，通常称为位错， 是晶体中存在的较普遍的一种缺陷形式。 （3）晶界：实际晶体在生长时，常是在许多部位同时发展，结果得到的不是同一晶格 贯穿其中的单晶，而是由许多取向不同的细小晶粒不规则堆砌起来的多晶体。由于细小 单晶各异性的相互抵消，多晶体一般不表现各向异性。 多晶体中不同晶粒间的交界面，称晶界。晶界有一些特殊的性质。如晶界原子有较 高的能量；晶界处的熔点较低，在晶界容易有杂质集中或偏析；在晶界粒子的扩散比晶 粒内部要快得多以及晶界容易俘获电子从而形成势垒，等等。 上述结构缺陷的存在，对材料性能通常带来两方面的影响，既有使材料某些性能下 降的一面（如位错可使一般金属材料的强度降低 2~3 个数量级），也有使材料显示出特 殊的热、电、磁和光学性质，发展为功能材料的一面。掌握缺陷产生的原因和规律，对 于制备、加工和使用材料，是有重要意义的。 三、工程材料与元素周期表 前面讨论了物质的组成、结构和性能间的关系，而元素单质及化合物在组成、结构 和性质的变化规律和内在联系，都被统一在自然界的重要规律之一的元素周期律中。反 映这一重要定律的元素周期表，不仅对与工作材料有关的元素和相应化合物进行了恰当 的分类，提供了合理的解释，而且为寻找新的工作材料，指明了可能的途径。 1. 周期表中元素的分类 图 8-2 周期表中元素的分类根据原子结构的特点，元素周期表中金属性和非金属性的变 化规律是：同一主族元素自上而下金属性递增；同一周期元素自左至右非金属性递增。 因此，典型金属集中于表的左侧，非金属元素集中于表的右部，中部为过渡金属，表的