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2015年一級結構工程師《專業考試》輔導筆記五

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金屬晶體

金屬晶體是由金屬陽離子排列成一定形式的品格,如體心立方晶格、面心立方晶格和緊密六方晶格。在晶格間隙中有自由運動的電子,這些電子稱為自由電子。金屬鍵是通過自由電子的庫侖引力而結合的。自由電子可使金屬具有良好的導熱性及導電性。

在金屬材料中,晶粒的形狀和大小也會影響材料的性質。常采用熱處理的辦法,使金屬晶粒產生變化,以收到調節和控制金屬材料機械性能(強度、韌性、硬度等)的效果。金屬晶體在外力作用下具有彈性變形的特點。當外力達到一定程度時,由于某一晶面上的剪應力達到一定限度,沿該晶面發生相對的滑動,因而材料產生塑性變形。軟鋼和一些有色金屬(銅、鋁等)都是具有塑性的材料。

玻璃體是熔融的物質經急冷而形成的無定形體,是非晶體。熔融物經慢冷,內部質子可以進行規則地排列而形成晶體;若是冷卻速度較快,達到凝固溫度時,它還具有很大的粘度,致使質點來不及按一定的規則進行排列,就已經凝固成為固體,此時得到的就是玻璃體結構。因其質點排列無規律,具有各向同性,而且沒有固定的熔點,熔融時只出現軟化現象。

由于在急冷過程中,質點間的能量以內能的形式儲存起來,使玻璃體具有化學不穩定性,即具有潛在的化學活性,在一定條件下容易與其他物質發生化學反應。如:火山灰、粒化高爐礦渣等。

膠體是指一些細小的固體粒子(直徑約1 ~100μm)分散在介質中所組成的結構。一般屬于非晶體。由于膠體的質點很微小,表面積很大,所以表面能很大,吸附能力很強,使膠體具有很強的粘結力。

膠體由于脫水或質點凝聚作用,而逐漸產生凝膠。凝膠體具有固體性質,在長期應力作用下又具有粘性液體的流動性質。這是由于固體微粒表面有一層吸附膜,膜層越厚,流 動性越大。如:混凝土的強度及變形性質與水泥水化形成的凝膠體有很大的關系。

非晶體材料在外力作用下,其彈性變形和塑性變形沒有明顯的界限,一般會同時產生 彈性變形和塑性變形。

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