
【計】 material structure
材料結構(Material Structure)在材料科學與工程領域中指物質内部原子、分子或微觀組織的排列方式及其相互作用關系。根據《材料科學導論》(Callister & Rethwisch, 2018),該概念包含三個核心維度:
晶體結構
晶體材料中原子的周期性排列方式,常見類型包括體心立方(BCC)、面心立方(FCC)和密排六方(HCP)。例如鋼鐵中的α-Fe屬于BCC結構(來源:Cambridge Dictionary materials science詞條)。
微觀組織特征
通過顯微鏡觀察到的晶粒尺寸、相分布及缺陷形态,如鋁合金中的等軸晶與枝晶結構差異直接影響材料力學性能(來源:《材料表征技術》第3版)。
多層級架構
現代複合材料體現納米-微米-宏觀的多尺度結構設計,碳纖維增強聚合物(CFRP)的界面結合強度是其核心性能指标(來源:Nature Materials期刊2023年綜述)。
該術語對應的英文表述"material structure"在ASM材料學術語手冊中被定義為:"The arrangement of components in a material system that determines its characteristic properties"。不同學科對材料結構的關注維度存在差異:冶金學側重晶體缺陷分析,高分子學科研究分子鍊構象,半導體領域則聚焦能帶結構設計(來源:IUPAC化學術語數據庫)。
材料結構是指組成材料的原子、離子或分子之間的結合方式、排列形式及其相互作用關系,它決定了材料的物理、化學和力學性質。以下是其核心要點:
宏觀結構
肉眼或放大鏡可見(>10⁻³m),如材料的孔隙、纖維或層狀特征。例如,鋼鐵為緻密結構,加氣混凝土為多孔結構,木材則呈現纖維結構。
細觀結構(亞微觀結構)
需借助光學/電子顯微鏡觀察(10⁻³–10⁻⁶m),如金屬中的鐵素體、珠光體,或岩石的礦物晶體與非晶體組織。
微觀結構
原子/分子尺度(10⁻⁶–10⁻¹⁰m),包括原子排列方式(如晶體、非晶體)及結合鍵類型。
化學鍵(主價鍵)
物理鍵(次價鍵)
材料的結構要素包括相、組織、缺陷等(如晶界、位錯),其排列組合直接影響性能。例如:
如需進一步了解具體材料(如金屬、陶瓷)的結構特性,可參考材料科學教材或專業文獻。
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