第1章：晶体结构基础

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1、《《材料物理化学材料物理化学》》（（6060学时，学时，33学分）学分）ThermodynamicsandRateProcessesinMaterialsThermodynamicsandRateProcessesinMaterials教学大纲：第一章：晶体结构与缺陷（10学时）：晶体结构基础（晶体结构中的键合、等径球体的堆积原理、共价晶体、离子晶体、典型无机化合物晶体结构），缺陷反应表示法、热缺陷浓度的计算、非化学计量化合物、位错、面缺陷。第二章：电化学基础和研究方法（10学时）：第三章：材料的相图（8学时）第四章：化

2、学电源（16学时）第五章：固体材料中的速率过程（质量输运）概述（16学时）：固体中的质量输运概述，Fick第一定律（稳态扩散），Fick第二定律(非稳态)；扩散的微观描述（机制）——间隙、填隙、空位，原子扩散的随机游动（跳跃）模型；扩散系数及影响因素（温度、杂质、边界层等），扩散的热力学分析（扩散推动力）；反应扩散；粒子晶体中的缺陷扩散、扩散系数的测定、离子电导率与扩散系数的关系（Einstain关系式），离子电导率与晶体结构、缺陷的关系。《《材料物理化学材料物理化学》》第一部分：第一部分：《《固体化学固体化学》》固体材

3、料中的结构缺陷及物质输运固体材料中的结构缺陷及物质输运（（2525学时）学时）第一章：晶体结构基础（第一章：晶体结构基础（33--44学时）学时）第二章：晶体结构缺陷（第二章：晶体结构缺陷（1010--1515学时）学时）第三章：固体材料中的速率过程概述（第三章：固体材料中的速率过程概述（1010--1515学时）学时）高建峰，高建峰，jfgao@ustc.edu.cnjfgao@ustc.edu.cn材料科学与工程系，材料楼，北材料科学与工程系，材料楼，北--215215电话：电话：05510551--63601700

4、63601700主要参考书：主要参考书：1）《固体化学导论》苏勉曾，北京大学出版社，19862）《无机固体化学》洪广言，科学出版社，20023）《固体化学及其应用》苏勉曾,谢高阳,申泮文译，复旦大学出版社，19893）“BasicSolidStateChemistry”AnthonyR.West,2thEdition,JOHNWIELY&SONS,LTD,19994）“DefectsandTransportinCrystallineSolids”TrulsNorby,UniversityofOslo,Spring2004

5、5）“ThermodynamicsandKineticsofMaterials”,D.V.Ragone,TheMITSeriesinMaterialsSci.andEng.绪言：绪言：现代固体材料科学和技术三大组成部分：固体化学、现代固体材料科学和技术三大组成部分：固体化学、固体物理和材料工程学。固体物理和材料工程学。¾固体化学：研究固体物质（材料）的制备、组成、结构和性质的科学。研究固体物质的化学反应、合成方法、晶体生长、化学组成和晶体结构，研究材料结构缺陷和对材料性能的影响，着重于固体性质的定性认识。¾固体物理：固体

6、物质的原子、离子和电子的运动和相互作用，提出模型和理论，阐明固体的结构和物性。强调各类物质的共同规律性，研究固体性质的连续变化，探索固体物理性质和结构的定量关系。¾材料工程学：材料的成型与制备，着重于材料器件。晶体中原子间结合力（键）和分类：晶体中原子间结合力（键）和分类：根据固体晶体中原子间的结合力(化学键)，固体物质可分为：离子晶体、共价键晶体、金属晶体、分子晶体和氢键晶体。¾离子晶体：由正、负离子以离子键结合而成，正、负离子分别具有对应惰性气体的原子结构，由典型金属元素和非金属元素形成的化合物。离子键约为800k

7、J/mol，离子晶体脆，低温不导电。¾共价键晶体：组成晶体的原子之间的结合力为共价键（电子云重叠），结构稳定，没有自由电子，键能约80kJ/mol。¾金属晶体：为“电子云”胶合的密堆“正电离子”，具有良好的导电、导热性能，有良好的塑性变形性。注：虽有分类，但有时不能严格区分。第一章第一章：：晶体结构基础（简介）晶体结构基础（简介）第一节：晶体及几个基本概念第一节：晶体及几个基本概念¾¾晶体晶体(Crystal)(Crystal)：：““PerfectcrystalsarebuiltupofregularPerfectcr

8、ystalsarebuiltupofregulararrangementsofatomsinthreearrangementsofatomsinthreedimensions(periodicity);dimensions(periodicity);inaperfectcrystal,alltheinaperfect