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料化學(xué)組成和顯微結(jié)構(gòu)不同，決定其有不同的.性；
材料的內(nèi)部分子層次上，原子、離子之間的相互作用和化學(xué)鍵合對(duì)材料性能產(chǎn)生決定性的影響；
多晶多相材料的顯微結(jié)構(gòu)的不同，影響材料的大部分性能。
晶體結(jié)合類型、.征：
（1）離子晶體：離子鍵合、高硬度、高升華熱，可溶于.性溶劑、低溫不導(dǎo)電，高溫離子導(dǎo)電。
（2）共價(jià)晶體：共價(jià)鍵合、高硬度、高熔點(diǎn)，幾乎不溶于所有溶劑，高折射率，強(qiáng)反射本*。
（3）金屬晶體：金屬鍵合、高密度、導(dǎo)電率高，延展性好，只溶于液體金屬。
（4）分子晶體：范德華力結(jié)合，高熱膨脹，易溶于非.性有機(jī)溶劑中，低熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，壓縮系數(shù)大，保留分子的性質(zhì)。
（5）氫鍵：低熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，結(jié)合力高于無氫鍵的類似分子。
單晶體是由*個(gè)微小的晶核各向均勻生長(zhǎng)而成，其內(nèi)部的粒子基本上按其.有的規(guī)律整齊排列。
晶體微粒（包括離子、原子團(tuán)）在空間排列有*定的規(guī)律
晶體性質(zhì)：1.均與性；2.各向異性；3.規(guī)則的多面體外形；4.確定的熔點(diǎn)；5.對(duì)稱性
晶體可分為單晶、多晶、微晶等
微晶：粒度很小的晶體組成的物質(zhì)
（顯晶質(zhì)、隱晶質(zhì)、單晶、多晶）
晶體和非晶體的區(qū)別如下：
晶體有規(guī)則的幾何外形 非晶體沒有*定的外形
晶體有固定的熔點(diǎn) 非晶體沒有固定的熔點(diǎn)
晶體顯各向異性 非晶體顯各向同性
按熱力學(xué)觀點(diǎn)看：晶體*般都具有.低的能量，因而較穩(wěn)定
非晶體*般能量較高，都處于介穩(wěn)或亞穩(wěn)態(tài)
晶格確定步驟：1.確定基本結(jié)構(gòu)單元；2.將結(jié)構(gòu)基元看做*點(diǎn)；3.這些幾何點(diǎn)聚焦形成點(diǎn)陣
（面角守恒：同組晶體和對(duì)應(yīng)面之間夾角恒定不變）
材料應(yīng)用考慮因素：使用壽命、性能、可靠性、環(huán)境適應(yīng)性、性價(jià)比。
材料性能是*種用于表征材料在給定外界條件下的行為參量。
同*材料不同性能，只是相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在不同的外界條件下所表現(xiàn)出的不同行為。
材料性能的研究：
材料性能的研究，既是材料開發(fā)的出發(fā)點(diǎn)，也是其重要?dú)w屬。材料強(qiáng)度、表面光潔度、*緣性能、熱導(dǎo)性、熱膨脹系數(shù)等是衡量基板材料好壞的重要指標(biāo)。材料性能的研究，有助于研究材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。材料性能就是內(nèi)部結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)，對(duì)結(jié)構(gòu)敏感性能，更是如此。同樣，材料的性能，也反應(yīng)了材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
應(yīng)力及應(yīng)變
材料在外力作用下發(fā)生形狀和尺寸的變化，稱為形變。
應(yīng)力：材料單位面積上所受的附加內(nèi)力，其值等于單位面積上所受的外力。
應(yīng)力；若受力后的面積為A，則σT=F/A為真實(shí)應(yīng)力。
應(yīng)變：用來表征材料受力時(shí)內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的相對(duì)位移。對(duì)于各向同性材料，有三種基本的應(yīng)變類型：拉伸應(yīng)變ε，剪切應(yīng)變γ和壓縮應(yīng)變△。
拉伸應(yīng)變是指材料受到垂直于截面積方向的大小相等、方向相反并在同*直線上的兩個(gè)拉伸應(yīng)力σ時(shí)材料發(fā)生的形變。*根長(zhǎng)度為l。的材料，在拉應(yīng)力σ作用下被拉長(zhǎng)到l1，則其拉伸應(yīng)變ε為
ε=（l1-l。）/l。=△l/l。
剪切應(yīng)變是指下來受到平行于截面積方向的大小相等、方向相反的兩個(gè)剪切應(yīng)力τ時(shí)發(fā)生的形變，在剪切了τ作用下，材料發(fā)生偏斜，該偏斜角θ的正切值定義為剪切應(yīng)變γ：γ=tanθ
壓縮應(yīng)變：指材料周圍受到均勻應(yīng)力P時(shí)，其體積從起始時(shí)的V0變化為V1的形變
△=（V1-V0)/V0=△V/V0
總彈性應(yīng)變能非常小是所有脆性材料的.征；
彈性形變
對(duì)于理想的彈性材料，在應(yīng)力作用下會(huì)發(fā)生彈性形變，其應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系服從胡克定律，即應(yīng)力σ與應(yīng)變ε成正比 σ=Eε
式中的比例系數(shù)E稱彈性模量，又稱彈性剛度后楊氏模量。 彈性模量是材料發(fā)生單位應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力，它表征材料抵抗形變的能力的大小。
在單方向收應(yīng)力σX時(shí)，y方向的應(yīng)變εyx=-μyxεx=-μyxσX/Ex=S21σX
S21=-μyx/Ex 稱為彈性柔順系數(shù)，μ稱為橫向形變系數(shù)
彈性模量E反應(yīng)材料抵抗正應(yīng)變的能力；剪切模量G反應(yīng)材料抵抗剪切應(yīng)變的能力；泊淞比μ反應(yīng)材料橫向正應(yīng)變與受力方向線應(yīng)變的比值（G=τ/γ)
彈性模量的*影響因素：
（1）原子結(jié)構(gòu)的影響：原子間距大，彈性模量小。
定義各向等同的壓力P除以體積變化為材料的體積模量K
K=-P/(△V/V0)=-E/3(2μ-1)
(2)溫度的影響：溫度升高，彈性模量降低
(3)相變的影響：相變改變材料結(jié)構(gòu)，彈性模量發(fā)生質(zhì)的變化。
復(fù)相位的彈性模量：
在兩相系統(tǒng)中，假定兩相的泊淞比相同，在力的作用下應(yīng)變相同，則總彈性模量.高值Eu=E1V1+E2V2 V1，V2分別為1,2相體積分?jǐn)?shù)
兩相材料.小模量：1/El=V1/E1+V2/E2
對(duì)氣孔率為P的材料彈性模量的經(jīng)驗(yàn)式E=E0(1-1.9P+0.9P×P)
塑性形變指外力移去后不能恢復(fù)的形變；材料在塑性形變時(shí)不被破壞的能力叫延展性。
應(yīng)力——應(yīng)變曲線中斜率為彈性模量
晶體受力時(shí)，晶體的*部分相對(duì)另*部分平移滑動(dòng)，這*過程叫做滑移。
晶體滑移.點(diǎn)：滑移距離小；滑移時(shí)不會(huì)遇到同號(hào)離子的斥力。
晶體滑動(dòng)總是發(fā)生在主要晶面和主要晶相上。這些晶面和晶相指數(shù)較小，原子密度較大，只要滑移較小的距離就可使晶體結(jié)構(gòu)復(fù)原。
滑移系統(tǒng)：滑移面+滑移方向
金屬易滑移而長(zhǎng)生塑性變形的原因是金屬的滑移系統(tǒng)多。
多晶材料比單晶材料更難滑移原因：對(duì)于多晶體材料，其晶粒在空間隨機(jī)分布，不同方向的晶粒，其滑移面上的剪應(yīng)力差別很大，即使個(gè)別晶粒已達(dá)到臨界剪切應(yīng)力而發(fā)生滑移，也會(huì)受到周圍晶粒的制約，使滑移受到阻礙而*止。所以多晶材料更不易產(chǎn)生滑移。
無機(jī)材料的晶格點(diǎn)陣常數(shù)大于金屬材料，難形成位錯(cuò)。無機(jī)材料由于其組成復(fù)雜、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、共價(jià)鍵合離子鍵的方向性，滑移系統(tǒng)很少，只有少數(shù)無機(jī)材料晶體在室溫下具有延展性，這些晶體都屬于NaCl型結(jié)構(gòu)的離子晶體結(jié)構(gòu)。AlO3屬于剛玉型結(jié)構(gòu)，比較復(fù)雜，因而在室溫下不能產(chǎn)生滑移。
晶體的晶格滑移常是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果；【方解石（冰洲石）具有雙折射】
由于無機(jī)材料滑移面少，難以得到足夠的剪切力支持位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)；多晶的位錯(cuò)常在晶界部位阻塞*止；無機(jī)材料的晶格點(diǎn)陣常數(shù)大于金屬材料，更難形成位錯(cuò)。
形變速率與剪應(yīng)力大小成正比；對(duì)于單晶要引起宏觀塑性變形必須：（1）有足夠多的位錯(cuò)；（2）位錯(cuò)有*定的運(yùn)動(dòng)速度；（3）柏氏矢量大
位錯(cuò)形成能：E=aG 形成位錯(cuò)所需要的能量（a.為常數(shù)，G為彈性模量，b相當(dāng)于晶格點(diǎn)陣常數(shù)）
滯彈性和內(nèi)耗
指材料在快速加載或卸載后，隨時(shí)間的延長(zhǎng)而產(chǎn)生的附加彈性應(yīng)變的性能
應(yīng)變淞弛是固體材料在恒定荷載下，形變隨時(shí)間延續(xù)而緩慢增加的不平衡過程，或材料受力后內(nèi)部原子有不平衡的過程，也叫蠕變或形變。
應(yīng)力淞弛是在持續(xù)外力的作用下，發(fā)生形變著的物體，在總的形變值保持不變的情況下，由于徐變形變漸增，彈性形變相應(yīng)減小，由此使物體的內(nèi)部應(yīng)力隨時(shí)間延續(xù)而逐漸減小的過程。
淞弛應(yīng)力與淞弛應(yīng)變都是材料的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象，都是指在外界條件影響下，材料內(nèi)部的原子從不平衡狀態(tài)通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)重新組合二達(dá)到平衡狀態(tài)的過程。
材料內(nèi)耗：由于內(nèi)部原因二十機(jī)械能消耗的現(xiàn)象。
材料的高溫蠕變 金屬材料、材料在長(zhǎng)時(shí)間高溫或恒應(yīng)力下應(yīng)變隨時(shí)間緩慢的塑性變化；無機(jī)材料高溫下原子熱運(yùn)動(dòng)加劇，可以使位錯(cuò)從障礙中解放出來，發(fā)生運(yùn)動(dòng)，引起蠕變。位錯(cuò)釋放完成蠕變以后，蠕變速率降低→解釋減速蠕變階段；延長(zhǎng)時(shí)間，受阻礙較大的位錯(cuò)繼續(xù)釋放→解釋加速蠕變階段。
蠕變曲線
（1）起始段。在外力作用下發(fā)生瞬間彈性形變，即應(yīng)力和應(yīng)變同步
（2）.*階段蠕變——過度階段：.點(diǎn)是應(yīng)變隨時(shí)間遞減，持續(xù)時(shí)間較短
（3）.二階段蠕變——穩(wěn)定蠕變：此階段形變速率小，且恒定。
（4）.三階段蠕變——加速蠕變：.點(diǎn)是曲線較陡，說明蠕變速率隨時(shí)間增加而快速增加。
影響蠕變因素：1.溫度：溫度升高，蠕變?cè)龃螅?/span>2.應(yīng)力：蠕變隨應(yīng)力增大而增大；3.晶體組成：結(jié)合力越大，越不容易發(fā)生蠕變；4.顯微結(jié)構(gòu)：氣孔率增加，蠕變率增加；晶粒越小，蠕變率增大；溫度升高，玻璃的黏度較低，形變塑速率增大，蠕變率增大（玻璃相）；不同組成蠕變性不同；共價(jià)鍵成分增加，蠕變減小。
材料的斷裂強(qiáng)度
脆性斷裂行為：外力→正應(yīng)力的彈性形變，剪應(yīng)力下的彈性畸變，外力撤銷→形變消失，剪應(yīng)力足夠大或溫度足夠高→位錯(cuò)滑移→塑性形變。但無機(jī)材料的玻璃相等非晶體相產(chǎn)生粘性流動(dòng)=粘性形變。應(yīng)力集中→裂紋和缺陷擴(kuò)散→脆性斷裂
臨界狀態(tài)：裂紋.端的橫向拉應(yīng)力=結(jié)合強(qiáng)度，導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展→突發(fā)性斷裂
長(zhǎng)期受力：橫向拉應(yīng)力<結(jié)合強(qiáng)度，裂紋緩慢生長(zhǎng)→緩慢開裂
斷裂韌性：K=Yσ≤
是材料的本征參數(shù)，它反應(yīng)了具有裂紋的材料對(duì)外界作用的抵抗能力，即阻止裂紋擴(kuò)展的能力，是材料的固有性能。
裂紋起源：（1）由于晶體微觀結(jié)構(gòu)中存在缺陷，當(dāng)受到外力作用時(shí)，在這些缺陷處就引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致裂紋成核（2）材料表面的機(jī)械損.與化學(xué)腐蝕形成表面裂紋（3）由于熱應(yīng)力而形成裂紋
材料的斷裂強(qiáng)度不是取決于裂紋的數(shù)量，而是取決于裂紋的大小，即是由.危險(xiǎn)的裂紋尺寸（臨界裂紋尺寸）決定材料的斷裂強(qiáng)度，*旦裂紋超過臨界尺寸，斷裂就會(huì)迅速擴(kuò)展而斷裂。
蠕變斷裂：多晶材料在高溫時(shí)，在恒定應(yīng)力作用下由于形變不斷增加而導(dǎo)致的斷裂
蠕變斷裂明顯地取決于溫度和外加應(yīng)力。溫度越低，應(yīng)力越小，則蠕變斷裂所需的時(shí)間越長(zhǎng)。蠕變斷裂過程中裂紋的擴(kuò)展屬于亞臨界擴(kuò)展
顯微結(jié)構(gòu)對(duì)材料脆性斷裂的影響：
（1）晶粒尺寸：對(duì)多晶材料，晶粒越小，強(qiáng)度越高；多晶材料中初始裂紋尺寸與晶粒尺寸相當(dāng)，晶粒越細(xì)，初始裂紋尺寸越小，臨界應(yīng)力越高，即屈服應(yīng)力越高（2）氣孔的影響：大多數(shù)陶瓷材料的強(qiáng)度和彈性模量都隨氣孔率的增加而降低。
金屬材料的強(qiáng)化：加工硬化；細(xì)晶強(qiáng)化（通過晶粒粒度的細(xì)化來提高金屬的強(qiáng)度）；合金強(qiáng)化（通過溶入某種溶質(zhì)元素形成固溶體而使金屬強(qiáng)度、硬度升高）；高溫強(qiáng)化陶瓷材料的強(qiáng)化：微晶、高密度與高純度；預(yù)加應(yīng)力；化學(xué)強(qiáng)化；陶瓷材料的增韌。
