2014 年结构工程师建筑材料知识点:材料的结构

    材料的结构与构造

　　建筑材料的性质与其结构、构造有着密切关系。也可以说材料的结构、构造是
决定建筑材料性质的极其重要因素。因此

,要掌握建筑材料性质,合理使用材料并

能解决某些工程问题的话

,就需要具备材料结构、构造的有关知识。

 研究材料的结

构大体上可以划分为

:宏观结构、亚微观结构和微观结构三个

　　

1.材料的微观结构

　　这里所指的结构是指物质的原子、分子层次的微观结构。一般要借助于电子
显微镜、

X 射线衍射仪等具有高分辨率的设备进行观察、分析,其分析程度是

以

"埃" (1A=10-10m)为单位表示的。材料的许多物理性质,如强度、硬度、弹塑性、

导热性等都有密切的关系。材料的结构可以分为晶体、玻璃体和胶体。

　　晶体是指材料的内部质点

(原子、分子或离子)呈现规则排列的、具有一定结

晶形状的固体。因其各个方向的质点排列情况和数量不同

,故晶体具有各向异性

的性质。然而

,晶体材料又是由大量排列不规则的晶粒组成,因此,所形成的材料整

体又具有各向同性的性质例如

:石英、金属等均属于晶体结构。

　　按晶体质点及结合键的特性

,可将晶体分成:原子晶体、离子晶体、分子晶体和

金属晶体。不同种类的晶体所构成的材料表现出的性质不同。

　　

(1)原子晶体是由中性原子构成的晶体,其原子之间由共价键来联系。原子之

间靠数个共用电子结合

,具有很大的结合能,结合比较牢固,因而这种晶体的强度、

硬度与熔点都是比较高的。石英、金刚石、碳化硅等属于原子晶体。

　　

(2)离子晶体是由正、负离子所构成的晶体。因为离子是带电荷的,它们之间靠

得失电子

,产生所形成的离子键来结合。离子晶体一般比较稳定,其强度、硬度熔点

较高

,但在溶液中要离解成离子,如 NaCl、KCl、MgCl 等。

　　

(3)分子晶体中性的分子由于电荷的非对称分布而产生的分子极化,或是由于

电子运动而发生的短暂极化所形成的一种结合力

,即范德华力。因为这种结合力

较弱

,故其硬度小,熔点也低。一般分子晶体大部分属于有机化合物。

　　

(4)金属晶体

 金属晶体是由金属阳离子排列成一定形式的晶格,如体心立方

晶格、面心立方晶格和紧密六方晶格。在晶格间隙中有自由运动的电子

,这些电子

称为自由电子。金属键是通过自由电子的库仑引力而结合的。自由电子可使金属
具有良好的导热性及导电性。