密度：大多数金属键结合的材料具有高的密度，而以 离子键或共价键结合的材料密度较低；具有二次键结 合的材料（如高分子材料）密度很低。 金属键结合的材料往往具有较优良的导电性、导热 性和表面光泽；非金属键结合的陶瓷、聚合物则通 常为良好的绝缘体和绝热材料。
结合键与性能
1、力学性能 弹性模量：键能越大则弹性模量越高。共价键、 离子键的弹性模量较高，金属键的弹性模量次 之，而以二次键结合材料的弹性模量较低。
并非所有含氢的分 子都存在氢键
本质上为范德瓦尔斯 键，但键能要大得多。
混合键
实际材料中往往具有多种键的混合，并不是单一 的键，而是各种键的混合共存。化合物中离子键 的比例取决于组成元素的电负性，电负性相差越 大则离子键比例越高。
鲍林公式
离子键所占比例（%）= [1－exp(-1/4(XA-XB)2)]×100%
塑性：以金属键结合的材料具有良好的塑性，而 以共价键、离子键结合的材料则塑性较差。
▪ 8．纳米晶复合永磁材料 永磁材料基础 纳米晶永磁材料的微磁学 纳米晶永磁材料的实验研究和研究进展
料
——概论
材料发展历史及其地位
1、 材料及其重要地位
● 用来制造各种制品的物质。 ● 人类社会存在的基础。
●发展水平标志着人类社会文明和进步的程度。
一般在非金属元素之间形 成，如金刚石、SiC等。
共价键具有方向性 和饱和性。
3、金属键
金属很容易失去最外层的价电子而形 成正离子和自由电子，当许多金属结 合时，失去价电子的金属正离子常在 空间整齐排列，而自由电子则在正离 子之间自由运动，依靠这种方式结合 起来的键称金属键。
一般在金属元素之间形成，使金属具 有特殊结构和性能。
▪ 2．特种力学性功能材料 形状记忆合金，超塑性合金的工作原理，制备技术及性能特
点，跟踪特种力学功能材料的最新研究动态
▪ 3．纳米碳管 纳米碳管的各项性质特性 纳米碳管制备方法、形成机制 纳米碳管微结构表征以及性质分析技术 纳米碳管应用基础研究，研讨应用前景
▪。
各专题主要内容：
▪ 4．大块非晶合金 大块非晶合金的形成能力、制备方法 大块非晶的各种性能特点，研讨非晶合金的应用 非晶合金的晶化过程
其中 XA、XB分别为化合物组成元素 A、B的电负性数值
结合键的本质及原子间距
结合键是固体原子之间 相互吸引和相互排斥综 合作用的结果。
结合键使原子之间相互结 合而使其能量处于最低状 态。
使结合键破坏所需的最低 能量称为结合键能，结合 能越大，则结合键越稳定
结合键与性能
1、物理性能
熔点：具有一次结合键的材料熔点较二次结合键高； 以离子键、共价键结合的材料熔点较金属键高。
2、材料发展的七大阶段
① 石器时代： 公元前10万年~公元前3000年 ② 青铜器时代：公元前3000年~公元前1000年 ③ 铁器时代： 公元前1000年~公元元年 ④ 水泥时代： 公元前0年~公元1800年 ⑤ 钢时代： 公元1800年~公元1950年 ⑥ 硅时代： 公元1950年~公元1990年 ⑦ 新材料时代：公元1990年以后
特种功能 材料
1.《特种功能材料》课程性质？ 研讨型专业选修课：兴趣、主观能动性 作用、功能：拓宽思路，开拓视野
2. 《特种功能材料》与其他课程的关系 先修课程：材料科学基础、材料分析技术、固体物理 平行课程：电子信息材料学、材料物理
课程内容：
课程内容
轻元素B、C、N及其无机化合物
特种力学性功能材料
▪ 5．以GaN为代表的III~V元素的氮化物及其合金 GaN的基本性质 GaN晶体生长的原理及其制备技术 GaN晶体中的缺陷和掺杂
▪ 6．新型激光晶体材料 激光材料的基本原理 镱（Yb3+）掺杂、LD泵浦、可调谐以及上转换等特种激光晶体
各专题主要内容：
▪ 7．定向显微结构材料 定向显微结构材料的组织特点 定向显微结构材料的制备的关键技术：定向凝固、定向再结晶 定向显微结构的形成机制 定向显微结构材料的性能特点及其应用
纳米碳管
课堂
大块非晶合金
授课 以GaN为代表的III~V元素的氮化物
新型激光晶体材料
定向显微结构材料
纳米晶复合永磁材料
研讨性 根据特种功能材料最新研究动态，优
讲座
选合适主题，组织研讨讲座
讲课 2 2 2 2 2 2 2 2
8
各专题主要内容：
▪ 1．轻元素B、C、N及其无机化合物 B、C、N单质及其二元和三元化合物的结构特点 第一性原理计算对C-N、B-C-N新型化合物的理论预测 介绍C-N、B-C-N新型化合物的研究进展
金属键中自由电子不属于任何特定原 子而为所有原子所共有。
二次键
通过原子间的偶极而使分子之间结合在一起的键。
1、范德瓦尔斯键
分子间的作用 具有普遍性 键能非常小
2、氢键
氢键一般表达式： X--H----Y
X、Y=F，O，N等电负性大、半径较 小的非金属原子
与氢的特殊作用有关， 不具普遍性，有方向性
元素周期表由七 个周期、七个主 族（A）、八个 副族（B）和一 个0族所构成。
周期表中部的 ⅢB~ⅧB之间的 元素内壳层未填
满。
▪ 原子结合键
材料在凝聚态（液、固态） 下其原子之间形成的相互 作用键。
原子间只有距离十分接近 时才能形成结合键。原子 通过键紧密地结合在一起。
结合键的强弱可用键能的 大小表示，一次键的键能 较二次键大得多。
3、材料的性能与其内部结构的关系
材决 料 的定 性 能于
① 材料的种类 ② 材料成分 ③ 材料的内部结构 ④ 材料的制备与加工工艺
材 料 研究各种材料的组织结构、制备加工 科 工艺与材料性能之间相互关系的科学。 学
元素周期表及其性能的周期性变化
1、将元所有素元周素期按相表
对原子质量及电 子分布方式排列 成的表称为元素 周期表。称门捷 列夫元素周期表。
一次键
1、离子键
通过原子外层电子的转移或共享而形成
由原子通过相互得失价 电子形成正、负离子， 正、负离子的相互吸引 而形成的键。
一般在金属元素和非金属 元素之间形成，如NaCl、
MgO等。
离子键无方向性。
2、共价键
通过相邻原子间形成共 用电子的方式使每个原 子的最外层电子数都达 到稳定的八个，其形成 的键为共价键。