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首页 材料科学基础-§2-8 高分子材料结构

材料科学基础-§2-8 高分子材料结构.ppt

材料科学基础-§2-8 高分子材料结构

精品课件库
2019-06-15 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《材料科学基础-§2-8 高分子材料结构ppt》,可适用于综合领域

§高分子材料结构高分子材料是由具有相同化学结构的单体经过化学反应(聚合)用化学键连接在一起的材料。高分子(MacromolecularPolymer)概念的形成和高分子科学的出现始于世纪年代。一高分子链结构线型结构高聚物的弹性、塑性好硬度低是热塑性材料。支链型结构近于线型结构。交联(体型)结构高聚物硬度高脆性大无弹性和塑性是热固性材料。高分子链的几何形状大分子链主链共价键有一定键长和键角保持键长和键角不变时单键可任意旋转称单键的内旋转。内旋转使大分子链卷曲成各种不同形状对外力有很大的适应性这种特性称为大分子链的柔顺性。柔顺性与单键内旋转的难易程度有关。二高分子的聚集态结构一个大分子链可以穿过几个晶区和非晶区。晶区熔点、密度、强度、硬度、刚性、耐热性、化学稳定性高而弹性、塑性、冲击强度下降。根据结晶条件不同又可形成多种形态的晶体:单晶、球晶、伸直链晶片、纤维状晶片和串晶等。()单晶具有一定几何外形的薄片状晶体。一般聚合物的单晶只能从极稀溶液(质量浓度小于wt)中缓慢结晶而成。球晶是聚合结晶的一种常见的特征形式形成条件:从浓溶液析出或从熔体冷结晶时在不存在应力或流动的情况下形成。特征:外形呈圆球形直径~微米数量级。在正交偏光显微镜下可呈现特有的黑十字消光图像和消光同心环现象。黑十字消光图像是聚合物球晶的双折射性质是对称性反映。消光同心环是由于片晶的协同扭曲造成的。()球晶(Spherulite)球晶球晶的黑十字消光现象球晶的偏光显微照片PE球晶的电镜照片()其他结晶形态树枝状晶:溶液中析出低温或浓度大分子量大时生成。纤维状晶:存在流动场分子链伸展并沿流动方向平行排列。串晶:溶液低温边结晶边搅拌。柱晶:熔体在应力作用下冷却结晶。伸直链晶:高压下熔融结晶或熔体结晶加压热处理。串晶由伸直链和折叠链组成能够携带电荷的粒子称为载流子金属、半导体和绝缘体中载流子电子离子化合物中的载流子离子§固体的电子能带结构理论导电机理金属是由原子点阵组成的价电子是完全自由的可以在整个金属中自由运动称为“电子气”价电子的运动遵守经典力学的运动规律气体分子运动论。价电子一般情况可沿所有方向运动在电场作用下价电子将沿电场的反方向运动从而在金属中产生电流。电子与原子的碰撞妨碍电子的继续加速形成电阻。价电子数越多导电性越好实际并非如此。按照气体动力学的关系ρ与热力学温度T的平方根成正比实验结果ρ与T成正比。不能解释超导现象。足限性经典电子理论量子自由电子理论金属离子所形成的势场各处都是均匀的价电子是共有化的它们不束缚于某个原子上可以在整个金属内自由地运动电子之间没有相互作用。电子运动服从量子力学原理具有不同的能级。E:电子动能K:波数频率自由电子的EK曲线电场对EK曲线的影响在没有外加电场的情况下自由电子的能量状态对称分布正反方向运动的电子数量相等没有电流产生。在电场作用下自由电子正反方向运动的电子数量不相等就会产生电流。电磁波在传播过程中受到离子点阵的散射相互干涉形成电阻。nef:有效自由电子数t:两次散射平均时间假定金属中离子所产生势场是均匀的与实际有一定差异。不能很好地解释诸如铁磁性、相结构以及结合力等一些问题。足限性能带理论金属中的价电子是公有化、能量是量子化的。离子势场是不均匀的周期性变化的。每一区域中能量连续为布里渊区一个布里渊区的值分布在一个连续的带内此带称为能带。区与区之间能量是不连续的这个区域称为禁带。金属的导电性能ρ<Ωmρ>Ωmρ=Ωm不能用于有机聚合物材料的电子运动轨道的描述不能研究特定物质微观结构与宏观性能间的相互关系不能解决杂质态的电子运动轨道不能解决非晶态的电子运动轨道不能处理固态表面的电子运动规律。能带理论的局限性Thanks

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