《材料科学基础》课程教学资源（PPT课件）第5章 非晶体与准晶结构 Amorphous and Quasicrystal Structure

第5章非晶体与准晶结构Amorphous and Quasicrystal Structure5.1非晶态结构(Amorphous structure)5.1.1玻璃结构5.1.2金属玻璃离（Metallicglass）晶体结构5.1.3高聚物的非晶态结构5.2准晶态结构(Quasicrystal structure)5.2.1准晶体的对称性5.2.2准晶体的制备5.2.3准晶的性能及应用

第5章 非晶体与准晶结构 Amorphous and Quasicrystal Structure 5.1 非晶态结构 (Amorphous structure) 5.1.1 玻璃结构 5.1.2 金属玻璃（Metallic glass） 5.1.3 高聚物的非晶态结构 5.2准晶态结构(Quasicrystal structure) 5.2.1 准晶体的对称性 5.2.2 准晶体的制备 5.2.3 准晶的性能及应用 晶体结构

掌握要点非晶一准晶：（聚集态）材料化学组成一→结构晶态或非晶态金属材料：晶态 (体)无机材料：非晶态 (体)高分子：准晶态 (体)01:102

01:10 2 材料化学组成 →结构（聚集态）晶态或非晶态。 ◆ 金属材料： ◆ 无机材料： ◆ 高分子： ◆ 晶态（体） ◆ 非晶态（体） ◆ 准晶态（体） 非晶-准晶： 掌握要点 ？？

第1节非晶态结构非晶态材料：原子不规则排列的固体材料的总称液体301:10

01:10 3 第1节 非晶态结构 非晶态材料： 原子不规则 排列的固体 材料的总称

119.200ps4RN非晶形成过程B过冷熔体过热熔体非晶固体(稳定相）（亚稳相）（亚稳相）A结晶过程579.200晶体C（稳定相）非晶晶化过程01

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第1节非晶态结构非晶态材料：原子不规则排列的固体材料的总称(1)在外观上不具有特定的形状，远程无序，近程有序。非晶态材料的短程有序范围约为15埃(1.5nm）Si4

第1节 非晶态结构 非晶态材料：原子不规则排列的固体材料的总称。 （1）在外观上不具有特定的 形状，远程无序，近程有序。 非晶态材料的短程有序范围 约为15埃（1.5nm）

第1节非晶态结构(2)非晶态是一种亚稳态597119.200ps非晶态自由能高，向平衡态转变的趋势。从亚稳态到平衡态须克服一定的势垒，因此非晶态具有相对的稳定性。8福1

第1节 非晶态结构 （2）非晶态是一种亚稳态。 ◆非晶态自由能高，向平衡态转变 的趋势。 ◆从亚稳态到平衡态须克服 一定的势垒，因此非晶态具有相对 的稳定性

(3)非晶态材料？？？高分子非晶：树脂、橡胶等。高分子：无机非晶：硅酸盐玻璃。无机材料：金属非晶：金属玻璃等。金属材料：（4）材料是晶态或非晶态与化学组成无关9相同(近)化学组成的物质由于制备条件的不同可以形成晶态材料，也可以形成非晶态材料。高分子：晶体：无机材料非晶体：金属材料：准晶

（3）非晶态材料？？？ （4）材料是晶态或非晶态与化学组成无关。 ☺相同(近)化学组成的物质由于制备条件的不同 可以形成晶态材料，也可以形成非晶态材料。 ◆ 高分子： ◆ 无机材料： ◆ 金属材料： ◆ 高分子非晶：树脂、橡胶等。 ◆ 无机非晶：硅酸盐玻璃。 ◆ 金属非晶：金属玻璃等。 ◆ 高分子： ◆ 无机材料： ◆ 金属材料： ◆ 晶体： ◆ 非晶体： 准晶

（5）晶体与非晶态的鉴别方法：X射线衍射(X-Ray Diffraction)、中子散射、电子衍射;在透射电子显微镜（TEM）下直接观察和鉴别。晶体的特征：在特定角度有(a)方石英石英晶体尖锐的衍射峰。每个衍射峰都与特定晶面相对应。非晶态：无特定间距的晶面。30405020100无尖锐的衍射峰，出现宽化(b）石英玻璃平坦的衍射峰入射束30204010500(c）石英凝胶304020105008

8 （5）晶体与非晶态的鉴别方法： ◆ X射线衍射(X-Ray Diffraction)、中子散射、电子衍射； ◆在透射电子显微镜（TEM）下直接观察和鉴别。 • 晶体的特征：在特定角度有 尖锐的衍射峰。每个衍射峰 都与特定晶面相对应。 石英晶体 • 非晶态：无特定间距的晶面， 无尖锐的衍射峰，出现宽化 平坦的衍射峰

玻璃结构5.1.1晶子学说目前较好地解释玻璃性质的假说无规则网络学说凝胶学说五角型对称学说高分子学说Si4

5.1.1 玻璃结构 目前较好地解释玻璃性 质的假说 晶子学说 无规则网络学说 凝胶学说 五角型对称学说 高分子学说

(一)晶子学说O?前苏联学者列别捷夫于1921年提出?观点：(1)玻璃是由无数“晶子”组成;晶子是带有晶格变形的有序区域；(2)晶子分散在无定型介质中，晶子到无定型部分逐步过渡，两者间无明显的界限。优点：揭示了玻璃的微观不均匀性和近程有序性。缺点：晶子的大小、化学组成、含量等都未能得到合理的确定

(一）晶子学说 观点： (1) 玻璃是由无数“晶子”组成； 晶子是带有晶格变形的有序区域； (2) 晶子分散在无定型介质中，晶子到无定型部分 逐步过渡，两者间无明显的界限。 前苏联学者列别捷夫于1921年提出。 ◆优点：揭示了玻璃的微观不均匀性和近程有序性。 ◆缺点：晶子的大小、化学组成、含量等 都未能得到合理的确定