材料的性质与材料的内部组成结构之间的关系?
材料的性质与材料的内部组成结构之间的关系:
材料的性质除与试验条件(如测定材料强度时试件形状,尺寸、表面状况、含水状况及试验时的温、湿度与加荷速度等)有关外,主要是与材料本身的组成及结构有关。
材料的组成包括化学组成及矿物组成等.化学组成是指构成材料的化学元素及化合物的种类与数量;矿物组成则是指构成材料的矿物的种类(如硅酸盐水泥熟料中的硅酸三钙、铝酸三钙等矿物)和数量。
材料的组成不仅影响材料的化学性质,也是决定材料物理、力学性质的重要因素。
材料的结构是决定材料性质的极其重要的因素,包括:
①微观结构(如晶体、玻璃体及胶体等);
②细观结构(如钢材中的铁素体、渗碳体等基本组织);
③宏观结构(如孔隙率、孔隙特征、层理、纹理等)。
原子晶体:中性原子以共价键结合而成的晶体,如石英。
离子晶体:正负离子以离子键结合而成的晶体,如NaCl。
分子晶体;以范德华力即分子间力结合而成的晶体,如有机化合物。
金属晶体:以金属阳离子为晶格,由金属阳离子与自由电子间的金属键结合而成的晶体,如钢铁。
晶体具有一定的几何外形、各向异性、有固定熔点和化学稳定性等特点,但金属材料如钢材却是各向同性的,因为钢材由众多细小晶粒组成,而晶粒是杂乱排布而成(晶格随机取向)的缘故。
玻璃体特点是各向同性、导热性较低、无固定熔点,其化学活性较高。
例如,高炉炼铁熔融状态的矿渣,经缓慢冷却后即得慢冷矿渣(重矿渣),含晶体较多,为化学稳定性材料;但熔融物若经急冷,则质点来不及按一定规则排列,便凝固成固体,即为粒化高炉矿渣,含玻璃较多,磨细后能与水在石灰存在的条件下起水化硬化作用,因此可作为活性馄合材料使用。
胶体是由胶粒(粒径10-9~10-7m固体粒子)分散在连续介质中而成。胶体具有良好的吸附力与较强的粘结力;胶体脱水,胶粒凝聚,即成凝胶;凝胶完全脱水即为干凝胶,具有固体性质。如硅酸盐水泥完全水化后,水化硅酸钙凝胶约占70%,其胶凝能力强,且强度较高(凝胶粒子间存在范德华力与化学结合键)。
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