第二章 材料化學(xué)的理論基礎(chǔ) (16學(xué)時(shí))

1、第二章 材料化學(xué)的理論基礎(chǔ) (16學(xué)時(shí))2.1 晶體與非晶體固態(tài)物質(zhì)：單晶、多晶、準(zhǔn)晶、非晶。 單晶整個(gè)晶體中所有質(zhì)點(diǎn)在三維空間周期排列。例Si Ge Ga單晶是半導(dǎo)體的基礎(chǔ)。 多晶由無數(shù)個(gè)單晶組成，存在晶界缺陷。例大部分晶體材料。 準(zhǔn)晶由取向序，無長程平移序的物質(zhì)。1984年首次發(fā)現(xiàn)的二面體存在5次對(duì)稱軸。固體材料按其質(zhì)點(diǎn)的聚集狀態(tài)可分為：晶體：金屬與合金、大部分無機(jī)材料，某些有機(jī)高分子材料。非晶體：玻璃（脆），橡膠（彈性）等。2.1.1 固體的基本屬性1 微觀：具有固體性（質(zhì)點(diǎn)在確定的位置平衡振動(dòng)）； 而氣體、液體卻具有流動(dòng)性（長距離的平移運(yùn)動(dòng)）。2宏觀：有確定的外形。2.1.2 結(jié)構(gòu)特征

2、（SiO2為例）晶體：1具有點(diǎn)陣（質(zhì)點(diǎn)在空間的規(guī)則排列）周期性和對(duì)稱性；2 三維空間有序排列（近程有序,遠(yuǎn)程有序）；3 宏觀：具有規(guī)則外形（自發(fā)形成封閉多面體）；4 能量最小，結(jié)構(gòu)處于熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)。非晶體：1不具有點(diǎn)陣周期性和對(duì)稱性；2無序結(jié)構(gòu)（近程有序,遠(yuǎn)程無序）；3 無定形物質(zhì)；4 熱力學(xué)亞穩(wěn)態(tài)。P19相變T-V圖： 相變1 氣相Tb液相 相變2 液相Tf晶體：V、Q突變，有固定熔點(diǎn)Tf 液相Tg玻璃：V、Q漸變，無固定熔點(diǎn)（Tg范圍）2.1.3 性能區(qū)別晶 體：有固定熔點(diǎn)P22； 各向異性（同一晶體不同方向的性質(zhì)不同）。非晶體：無固定熔點(diǎn)； 各向同性。硬球無規(guī)密堆積學(xué)說 P801 晶體

3、的密堆積有關(guān)概念：1）最緊密堆積：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定（內(nèi)能?。?2）（等大） 硬球：剛體，可以相互接觸，但不能重疊。 3）排列：同層球體的結(jié)合（對(duì)齊、錯(cuò)位） 4）堆積：異層球體的結(jié)合（ABC堆積，AB堆積）堆積特點(diǎn)：1）堆積系數(shù)74.05%； 2） 配位數(shù)12； 3）空隙種類：四面體、八面體2 非晶態(tài)的無規(guī)密堆積（伯納爾提出） 概念：快速降等大硬球填入不規(guī)則的容器中。 堆積特點(diǎn)：1）硬球排列無規(guī)則， 但存在有序區(qū)；2）堆積系數(shù)63.7%；（已經(jīng)沒有容納另一個(gè)硬球的空間） 3）配位數(shù) 接近12； 4）空隙種類：四面體、八面體、帶3個(gè)八面體的三棱柱、帶2個(gè)八面體的反棱柱、十二面體。玻璃結(jié)構(gòu)模型微晶學(xué)說：有序

4、、微不均勻（近程有序）無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說：無序、均勻、連續(xù)（遠(yuǎn)程無序）2.1.5 非晶態(tài)的穩(wěn)定性1 亞穩(wěn)態(tài)熱力學(xué)觀點(diǎn)：玻璃不是最低能量狀態(tài)，有向晶體轉(zhuǎn)變的趨勢不穩(wěn)定；動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)：內(nèi)能差別較小，析晶動(dòng)力?。ㄋ俣群苈﹣喎€(wěn)存在。例SiO2： 液體石英晶體：H=-860Kj/mol 液體石英玻璃：H=-848Kj/mol2 轉(zhuǎn)化過程 1）結(jié)構(gòu)松弛非晶態(tài)向能量較低的另一種非晶亞穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)變過程。 過程特點(diǎn)：不結(jié)晶，但能量有所降低，結(jié)構(gòu)有所調(diào)整，并伴隨性能的變化和穩(wěn)定。2）結(jié)晶（晶化）向能量最低的晶態(tài)轉(zhuǎn)化。3）部分晶化例 微晶玻璃2.1.6 晶體結(jié)構(gòu)基本類型1 金屬晶體（等大球體）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：密堆程度高、對(duì)稱性

5、高、配位數(shù)高最緊密堆積兩種（立方，六方）；堆積系數(shù)計(jì)算；球數(shù)/空隙數(shù)：空隙位置：2 離子晶體 （非等大球體）特點(diǎn)：結(jié)合力強(qiáng)硬度高、強(qiáng)度大、熱膨脹系數(shù)小、脆性大；難產(chǎn)生自由電子良好絕緣體；外層電子難激發(fā)不吸收可見光，無色透明。例： NaCl結(jié)構(gòu)：Cl-立方密堆，Na+填八面體空隙 ZnS 結(jié)構(gòu)： S-立方密堆，Zn+填1/2四面體空隙CaF2結(jié)構(gòu)： F- 簡單堆積，Ca+填1/2立方體空隙3 共價(jià)晶體金剛石C：立方晶系，四配位，共價(jià)鍵，（堆積系數(shù)34%，但結(jié)合力強(qiáng)）石 墨C: 六方晶系，三配位，層內(nèi)共價(jià)鍵、層間分子鍵。（片狀解理）4 分子晶體（大部分有機(jī)化合物晶體） 缺陷化學(xué)前面講到的都是理想的

6、晶體結(jié)構(gòu)，實(shí)際上這種理想的晶體結(jié)構(gòu)在真實(shí)的晶體中是不存在的，事實(shí)上，無論是自然界中存在的天然晶體，還是在實(shí)驗(yàn)室（或工廠中）培養(yǎng)的人工晶體或是陶瓷和其它硅酸鹽制品中的晶相，都總是或多或少存在某些缺陷，因?yàn)椋菏紫染w在生長過程中，總是不可避免地受到外界環(huán)境中各種復(fù)雜因素不同程度影響，不可能按理想發(fā)育，即質(zhì)點(diǎn)排列不嚴(yán)格服從空間格子規(guī)律，可能存在空位、間隙離子、位錯(cuò)、鑲嵌結(jié)構(gòu)等缺陷，外形可能不規(guī)則。另外，晶體形成后，還會(huì)受到外界各種因素作用如溫度、溶解、擠壓、扭曲等等。晶體缺陷：各種偏離晶體結(jié)構(gòu)中質(zhì)點(diǎn)周期重復(fù)排列的因素，嚴(yán)格說，造成晶體點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)周期勢場畸變的一切因素。如晶體中進(jìn)入了一些雜質(zhì)。這些雜質(zhì)也

7、會(huì)占據(jù)一定的位置，這樣破壞了原質(zhì)點(diǎn)排列的周期性。在二十世紀(jì)中期，發(fā)現(xiàn)晶體中缺陷的存在，它嚴(yán)重影響晶體性質(zhì)，有些是決定性的，如半導(dǎo)體導(dǎo)電性質(zhì)，幾乎完全是由外來雜質(zhì)原子和缺陷存在決定的，許多離子晶體的顏色、發(fā)光等。另外，固體的強(qiáng)度，陶瓷、耐火材料的燒結(jié)和固相反應(yīng)等等均與缺陷有關(guān)，晶體的缺陷是近三、四年國內(nèi)外科學(xué)研究十分注意的一個(gè)內(nèi)容。理想晶體：所有質(zhì)點(diǎn)都在自己的結(jié)點(diǎn)位置。實(shí)際晶體：發(fā)生偏離（位置、組成）晶體缺陷意義：1）實(shí)際晶體存在缺陷；2）功能材料需要人為制造缺陷（例人造寶石）；3）材料制備過程質(zhì)點(diǎn)擴(kuò)散缺陷.1 缺陷的分類 一、按作用范圍分1 點(diǎn)缺陷：原子尺寸范圍內(nèi)，零維缺陷，例空位、空隙。2

8、線缺陷：一維缺陷，可被電鏡觀察到。例位錯(cuò)。3 面缺陷：二維缺陷，可被光學(xué)顯微鏡觀察到。例表面、晶界。4 體缺陷：三維缺陷，例空洞、氣泡。二、按產(chǎn)生原因分 1 本征缺陷（熱缺陷）：原子熱振動(dòng)（ok）引起，缺陷濃度與T有關(guān)。 2 非本征缺陷（雜質(zhì)缺陷）：外來質(zhì)點(diǎn)（雜質(zhì)）進(jìn)入晶格，缺陷濃度與雜質(zhì)含量有關(guān)，而與T無關(guān)。 3 電荷缺陷（非化學(xué)計(jì)量結(jié)構(gòu)缺陷）：氣氛引起，形成電子e和空穴h。缺陷濃度與氣氛性質(zhì)、壓力大小有關(guān)。2.2.2 點(diǎn)缺陷一、熱缺陷的兩種基本形式1、肖特基缺陷 P52定義：正常結(jié)點(diǎn)上的原子（離子）跳到表面，原來位置形成空位。特點(diǎn)：對(duì)于離子晶體，正、負(fù)離子空位數(shù)相等；晶體體積增加（新表面）

9、 2、弗侖克爾缺陷定義：正常結(jié)點(diǎn)上的原子（離子）跳入間隙：形成間隙原子（離子）；留下空位。特點(diǎn)：空位與間隙粒子成對(duì)出現(xiàn)；晶體體積不發(fā)生變化。 結(jié)構(gòu)影響：弗侖克爾缺陷的數(shù)目多少與結(jié)構(gòu)有很大關(guān) 間隙足夠大。P52-53：思考題：為什么CaF2比NaCl容易形成弗侖克爾缺陷，據(jù)其晶體結(jié)構(gòu)簡要解釋。缺陷形成能Gf：對(duì)于CaF2，F(xiàn)-的弗氏形成能2.8ev，而肖氏形成能5.5ev。二、固溶體（P72）定義：含有外來雜質(zhì)原子的單一、均勻的晶態(tài)固體。例MgO晶體中含有FeO雜質(zhì)，形成Mg1-xFexO固溶體。思考題：固溶體與化合物有什么區(qū)別？1 固溶體的分類 按雜質(zhì)原子的位置分：1）置換型固溶體雜質(zhì)原子進(jìn)入

10、晶格中正常結(jié)點(diǎn)位置而取代基質(zhì)中的原子。例MgO-CoO形成Mg1-xCoxO固溶體影響固溶度x的因素：離子半徑 r1-r2 / r115%， 完全互溶x=01； r1-r2 / r1 1530% 部分互溶 r1-r2 / r1 30% 不能形成 結(jié)構(gòu)類型 相同，并且晶胞較大。 離子電價(jià) 等價(jià)置換 電 負(fù) 性 相 近易固溶； 差別大易形成化合物。2）間隙型固溶體雜質(zhì)原子進(jìn)入晶格中的間隙位置。 形成條件：結(jié)構(gòu)間隙要大；雜質(zhì)原子要小。按雜質(zhì)原子的固溶度x分：無限（連續(xù)）固溶體溶質(zhì)和溶劑任意比例固溶 (x=01)。例MgO-NiO有限（不連續(xù)）固溶體雜質(zhì)原子的固溶度x有限。例MgO-CaO 思考題：間

11、隙型固溶體能否形成連續(xù)固溶？為什么？2 固溶體的性質(zhì)1） 活化晶格，促進(jìn)燒結(jié)例Al2O3熔點(diǎn)高：加入12%TiO2缺位型固溶體，1600燒結(jié)致密Si3N4共價(jià)鍵：加入Al2O3在1600置換型固溶體（賽龍材料）2） 穩(wěn)定晶型ZrO2加入穩(wěn)定劑（CaO，Y2O3），形成穩(wěn)定的立方氧化鋯固溶體3） 催化劑 鍶、鑭、錳、鈷、鐵的氧化物間形成的固溶體，催化消除汽車尾氣的有害成分。4） 電性能（超導(dǎo)材料，壓電陶瓷等）5） 光學(xué)性能（透明陶瓷，人造寶石等） 三、非整比化合物 定義：原子（離子）數(shù)量之比不能用簡單的整數(shù)表示（例TiO2-x），即偏離化學(xué)計(jì)量關(guān)系。盡管偏離很小1%，但對(duì)催化、燒結(jié)影響很大。類型

12、：正離子填隙型 Zn1+xO 還原氣氛 電子e導(dǎo)電 n型半導(dǎo)體 負(fù)離子缺位型 TiO2-x - - - 正離子缺位型 Fe1-xO 氧化氣氛 空穴h導(dǎo)電 p型半導(dǎo)體 負(fù)離子填隙型 UO2+x - - -特點(diǎn)：1）氣氛引起的e h 缺陷，具有半導(dǎo)體性能，晶體帶色； 2）缺陷濃度與氣氛的性質(zhì)、大小有關(guān)，也與溫度有關(guān)（kT）.3 點(diǎn)缺陷的統(tǒng)計(jì)理論 P54熱缺陷濃度的計(jì)算：見原教案.4缺陷符號(hào)及缺陷反應(yīng)方程式1、缺陷符號(hào) （二元化合物MX為例） 克羅格-明克 符號(hào)由三部分組成：主體缺陷種類 下標(biāo)缺陷位置 上標(biāo)有效電荷（正，負(fù)，零）1) 離子空位：正常結(jié)點(diǎn)位沒有質(zhì)點(diǎn)，VM，VX2）間隙離子： Mi ，X

13、i 3）錯(cuò)位（反結(jié)構(gòu)）： MM，XX4）取代離子：外來雜質(zhì)CaCl進(jìn)入KCl晶體中，若取代則CaK 外來雜質(zhì)CaO進(jìn)入ZrO2晶體中，若取代則Ca Zr5）電荷缺陷：自由電子 e 表示有效負(fù)電荷 （無特定位置）電子空穴 h· 表示有效正電荷 （無特定位置）6）締合中心空位堆：同時(shí)出現(xiàn)正、負(fù)離子空位時(shí)，形成雙空位：VM+VX（VM- VX）間隙堆：練習(xí)：2、缺陷反應(yīng)方程式必須遵守三個(gè)原則1）位置平衡反應(yīng)前后位置數(shù)不變（對(duì)基質(zhì)而言，看下標(biāo)）2）質(zhì)量平衡反應(yīng)前后質(zhì)量不變（對(duì)雜質(zhì)而言，看主體）3）電荷平衡兩邊有效電荷相同（看上標(biāo)）例：將CaCl2引入KCl中：（見原講義） .5 位錯(cuò)及其對(duì)物

14、性的影響 （P66）1 概念：1） 位錯(cuò)：由于應(yīng)力作用使晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列變形、原子行列間發(fā)生滑移所形 成的線狀缺陷。 1934年由泰勒提出，1950年證實(shí)。2） 位錯(cuò)線：滑移面和未滑移面的交界線EF。3） 位錯(cuò)特點(diǎn)：具有伯格斯矢量。方向滑移方向； 大小滑移距離2 位錯(cuò)類型1） 刃位錯(cuò)受壓應(yīng)力作用，滑移方向與位錯(cuò)線垂直。 符號(hào)：正位錯(cuò)； 負(fù)位錯(cuò) 2）螺旋位錯(cuò)受剪切應(yīng)力作用，滑移方向與位錯(cuò)線平行。 符號(hào)： 另：混合位錯(cuò)滑移方向與位錯(cuò)線基不平行也不垂直3 位錯(cuò)作用1） 能量：利于化學(xué)反應(yīng)的成核；2） 幾何圖像：組成小角度晶界網(wǎng)絡(luò)管道，利于擴(kuò)散；3） 運(yùn)動(dòng)方式：通過滑移影響反應(yīng)行為；4） 缺陷關(guān)系：與

15、點(diǎn)、面缺陷密切相關(guān)。 材料表面與界面.1 清潔表面結(jié)構(gòu)（表面與界面物理p24 -82）一 清潔表面1 定義：不存在任何污染的化學(xué)純表面，既不存在吸附、催化反應(yīng)或雜質(zhì)擴(kuò)散等物理化學(xué)效應(yīng)的表面。2 制備：很困難，一般需超高真空10-10 。真空蒸發(fā)、磁控濺射、分子束外延等方法可獲得比較純凈的薄膜材料。 3 結(jié)構(gòu)特征：高表面能的作用下，表面原子發(fā)生弛豫與重排。二 表面原子的弛豫效應(yīng)1 壓縮效應(yīng)定義：表面原子的失去產(chǎn)生一個(gè)向體內(nèi)的拉力，從而導(dǎo)致縱向馳豫，產(chǎn)生壓縮。特點(diǎn)：1）一般不超過晶格常數(shù)的515%； 2）表面原子的弛豫不是均勻發(fā)生； 3）壓縮效應(yīng)一般發(fā)生在金屬晶體。2 弛張效應(yīng) 定義：某些表面發(fā)生

16、原子向體外移動(dòng)的縱向馳豫，造成晶格的膨脹。 原因：1）內(nèi)層原子對(duì)外層原子的外推作用； 2）表面結(jié)構(gòu)的松散。3起伏效應(yīng) 定義：兩種相反方向（向體內(nèi)、體外）的縱向馳豫導(dǎo)致表面起伏。 特點(diǎn)：1）起與伏有規(guī)律的間隔出現(xiàn)； 2）具有金剛石結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料經(jīng)常觀察到。4雙電層效應(yīng)（離子晶體） 定義：表面離子的非靜電平衡導(dǎo)致離子位移重排，從而形成雙電層表面。 過程：1）表面能的作用下，負(fù)離子極化變形； 2）表面離子位移重排（負(fù)離子推出，正離子拉進(jìn)），形成雙電層。 雙電層結(jié)構(gòu)：表面被一層負(fù)離子所覆蓋。 對(duì)表面結(jié)構(gòu)的影響：晶胞參數(shù)改變；鍵性改變（離子間共價(jià)鍵）； 組成改變（非化學(xué)計(jì)量）；表面能降低。.2 實(shí)際表

17、面結(jié)構(gòu)實(shí)際表面結(jié)構(gòu)：存在吸附物（來自環(huán)境，也可來自體內(nèi)的擴(kuò)散）一 吸附表面層結(jié)構(gòu) 1 吸附類型 物理吸附：范氏力作用，吸附能很低；吸附層不穩(wěn)定易解吸；對(duì)結(jié)構(gòu)影響小?；瘜W(xué)吸附：化學(xué)鍵作用，吸附作用強(qiáng)；吸附層穩(wěn)定；對(duì)表面結(jié)構(gòu)性能影響大。 2 結(jié)構(gòu)模型頂吸附：襯底原子的頂部吸附橋吸附：吸附原子架于襯底兩原子之間填隙吸附：吸附原子落入襯底表面的空位處中心吸附：吸附原子架于襯底表面三個(gè)以上相鄰原子之間二 吸附層對(duì)材料性能的影響 表面能降低； 影響表面原子的馳豫；2.4.3 晶界及其特性（表面與界面P136 169，材料華學(xué)導(dǎo)論P(yáng)72）多晶材料：由晶粒和晶界組成。晶界：晶粒間取向不同產(chǎn)生的邊界（固-固結(jié)面

18、），具有結(jié)構(gòu)缺陷的特點(diǎn)。一、晶界結(jié)構(gòu)與分類1、晶界的結(jié)構(gòu)理論晶界結(jié)構(gòu)：晶粒取向偏差結(jié)構(gòu)畸變，質(zhì)點(diǎn)疏松晶界理論發(fā)展：1900年，“無定形層”學(xué)說 但發(fā)現(xiàn)各向異性 ；1924年，“過渡點(diǎn)陣”學(xué)說，（混亂與畸變）。2、晶界的分類1）小角度晶界：15o ， 可看作由一系列刃位措構(gòu)成。 2）大角度晶界：15o ， 無序狀態(tài)。3、 晶界形貌的觀察1）透射電鏡（TEM）：直接觀察，高分辨TEM可觀察到幾個(gè)埃 ； 試樣要求很薄，需拋光、減薄處理。2）掃描電鏡（SEM）：雖分辨率低，但樣品制備簡單。 但是，晶界形貌的觀察和成分的分析至今還是很困難的一項(xiàng)研究。4、晶界能：是由晶界區(qū)域內(nèi)原子作用的核心能和晶界應(yīng)變場

19、的彈性能組成。 小角度晶界中彈性能占優(yōu)勢；大角度晶界中核心能占優(yōu)勢。二、晶界特性 1、晶界電勢及空間電荷對(duì)于離子晶體，肖特基缺陷是主要的。但正、負(fù)離子的形成能是不同的，在平衡條件下晶體的表面或界面具有某種過剩電荷。它所構(gòu)成的晶界電勢也是材料特殊性能（例雜質(zhì)偏聚）的重要原因。討論：1）不等價(jià)雜質(zhì)的摻入會(huì)導(dǎo)致晶界電勢改變； 2）空間電荷云的分布20100埃（與晶界厚度相當(dāng)）。2、雜質(zhì)在晶界上的偏析 特點(diǎn)：與晶界結(jié)構(gòu)、晶界能、晶界電勢等密切相關(guān)。 結(jié)果：晶界能下降。3、晶界遷移 推動(dòng)力P：晶界兩側(cè)的自由焓差。例：晶粒生長 二次再結(jié)晶 不連續(xù)沉析 104 N/m2 103 N/m2 5×10

20、8 N/m2 晶界遷移速率V：V=MP ，高溫?zé)峒ぐl(fā)的遷移率約為10-2 m/s 影響遷移的因素：1）雜質(zhì)偏析：阻礙遷移； 2）第二項(xiàng)：氣孔、液相、淀析物等； 3）溫度：T升高，V加快； 4）晶界失配度。4、質(zhì)點(diǎn)在晶界上的擴(kuò)散 特點(diǎn)：1）D晶界D晶格 （缺陷質(zhì)點(diǎn)能量高擴(kuò)散速度快一百萬倍）； 2）當(dāng)失配角小時(shí)，晶界擴(kuò)散為各向異性； 3）晶界擴(kuò)散機(jī)理：空位機(jī)制。.4 材料中的表面界面問題（膠體與表面化學(xué)P147-293）一、彎曲表面效應(yīng)1 附加壓力：P=2/r， 曲率半徑r越小P越大。2 應(yīng)用實(shí)例：微小顆粒的蒸汽壓升高（凱爾文公式），解釋噴霧干燥原理； 毛細(xì)管上升、下降現(xiàn)象：（潤濕凹面上升）； 晶

21、界移動(dòng)。二、復(fù)合材料的界面1界面行為 材料組員間的潤濕：潤濕角 90o 材料組員間的界面粘結(jié)：機(jī)械粘結(jié)依靠粗糙度； 靜電粘結(jié)原子尺度內(nèi)的靜電作用； 化學(xué)粘結(jié)基團(tuán)間的親和力； 界面反應(yīng)通過互擴(kuò)散而結(jié)合。2 界面效應(yīng)傳遞效應(yīng)：外力傳遞； 阻斷效應(yīng)：組織裂紋擴(kuò)展誘導(dǎo)效應(yīng)：例強(qiáng)彈性、低膨脹、耐沖擊等； 散射、吸收效應(yīng)等三、粉體的團(tuán)聚與分散 1 團(tuán)聚形式：軟團(tuán)聚范德華力結(jié)合，容易打開；硬團(tuán)聚 化學(xué)鍵力結(jié)合，很難打開。2 分散手段：物理方法攪拌、超聲等 表面處理分散劑 、調(diào)整PH值等 3 分散機(jī)理：靜電穩(wěn)定機(jī)理；位阻穩(wěn)定機(jī)理；靜電-位阻復(fù)合穩(wěn)定機(jī)理四、潤濕現(xiàn)象 (液-固界面行為)例1 材料粘結(jié)：需要液相對(duì)

22、固相潤濕良好；冶煉金屬：要求礦渣熔體不潤濕爐襯的耐火材料。例2 晶界潤濕：液相對(duì)晶界的潤濕行為直接影響晶界的構(gòu)型（相分布）。例3 金屬陶瓷：液相金屬對(duì)陶瓷體的潤濕情況是評(píng)價(jià)其性能的主要標(biāo)準(zhǔn)。五、材料的表面改性（略）2.5相圖與相圖化學(xué)（劉光華P171-199）相圖的熱力學(xué)屬性：只表示熱力學(xué)平衡態(tài)（相數(shù)、狀態(tài)、數(shù)量）；不反映達(dá)到平衡所需時(shí)間。材料體系的特點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)能動(dòng)性差、難平衡，常出現(xiàn)亞穩(wěn)相。例SiO2系統(tǒng)（7種變體3種亞穩(wěn)相），用虛線表示。.1 相律1、一般系統(tǒng)：F = C P + 2（T, P）1）相系統(tǒng)中具有相同物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的均勻部分。 特點(diǎn)：與物質(zhì)多少無關(guān)（一杯水，一桶水）； 不一定只含一種物質(zhì)（真溶液，固溶體）； 相之間有界面