结构工程师专业知识指导：金属晶体

　　金属晶体是由金属阳离子排列成一定形式的品格,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。

　　在金属材料中,晶粒的形状和大小也会影响材料的性质。常采用热处理的办法,使金属晶粒产生变化,以收到调节和控制金属材料机械性能(强度、韧性、硬度等)的效果。金属晶体在外力作用下具有弹性变形的特点。当外力达到一定程度时,由于某一晶面上的剪应力达到一定限度,沿该晶面发生相对的滑动,因而材料产生塑性变形。软钢和一些有色金属(铜、铝等)都是具有塑性的材料。

　　玻璃体是熔融的物质经急冷而形成的无定形体,是非晶体。熔融物经慢冷,内部质子可以进行规则地排列而形成晶体;若是冷却速度较快,达到凝固温度时,它还具有很大的粘度,致使质点来不及按一定的规则进行排列,就已经凝固成为固体,此时得到的就是玻璃体结构。因其质点排列无规律,具有各向同性,而且没有固定的熔点,熔融时只出现软化现象。

　　由于在急冷过程中,质点间的能量以内能的形式储存起来,使玻璃体具有化学不稳定性,即具有潜在的化学活性,在一定条件下容易与其他物质发生化学反应。如:火山灰、粒化高炉矿渣等。

　　胶体是指一些细小的固体粒子(直径约1 ~100μm)分散在介质中所组成的结构。一般属于非晶体。由于胶体的质点很微小,表面积很大,所以表面能很大,吸附能力很强,使胶体具有很强的粘结力。

　　胶体由于脱水或质点凝聚作用,而逐渐产生凝胶。凝胶体具有固体性质,在长期应力作用下又具有粘性液体的流动性质。这是由于固体微粒表面有一层吸附膜,膜层越厚,流 动性越大。如:混凝土的强度及变形性质与水泥水化形成的凝胶体有很大的关系。

　　非晶体材料在外力作用下,其弹性变形和塑性变形没有明显的界限,一般会同时产生 弹性变形和塑性变形。

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