金属固体材料。
组成：有一种原子组成的金属，多种原子组成的合金（如cu-zn合金，cu-ni合金），以及金属间化合物。
结构：如果把金属的原子（或离子）视为“质点”，用原子间力连接各点形成的空间格架称为晶格。空间格架的基本单元称为晶胞。
晶胞的各边长a、b、c称为晶格常数，晶胞各边的夹角分别用α、β表示。晶格是晶胞在空间的重复堆积。常见的晶格类型有3 种：
⑴体心立方： αfe、cr、v ⑵面心立方： γfe、al、cu、ni ⑶密排六方：
mg、zn 、βfe。
键合力：由金属正离子和自由电子之间互相作用而结合称为金属键。金属原子的结构特点是外层电子少，容易失去。
当金属原子相互靠近时，其外层的价电子脱离原子成为自由电子。为整个金属所共有，它们在整个金属内部运动，形成电子气。
性能：金属的晶格类型不同，其性能必然有差异。不同的金属可以具有同一种晶格类型，但由于其原子半径不同，晶胞各方向的几何尺寸不同，在晶格的某一层面或某一方向上原子的排列密度亦不同，原子密度大的层面或方向上，原子间距离小，相互间引力大，外力作用下抵抗变形的能力就强，所以，同一种晶格类型的不同金属在性能上也不同。
1、物理性能：密度、外观、导热性能、光学性能、磁性能、电性能、超导性能、形状记忆性能等，如电镀金利用金的外观、飞机用铝合金利用密度、电热器用铜制作利用导热导电、永磁材料利用磁性能等等。2、化学性能：
耐热性、耐蚀性、耐晒性、催化特性、感光特性等，不锈钢利用耐蚀性、高温合金利用耐热性等等。
制备方法：工业上制备铁、铜等金属通过一氧化碳还原其矿物质的方法。
离子型固体材料。
组成：是由阴阳离子按一定比例结合而成的。
结构：许多离子晶体的结构可按密堆积结构来理解。当负离子的半径较大时，一般会把负离子看作等径圆球进行密堆积，而正离子有序地填在空隙之中。
当正离子的半径较大时，也可以把正离子看作等径圆球进行密堆积，负离子作填隙原子。如：氯化钠，晶体形成立体对称。
其晶体结构中，较大的氯离子排成立方最密堆积，较小的钠离子则填充氯离子之间的八面体的空隙。每个离子周围都被六个其他的离子包围着。
键合力：正负离子之间由静电力作用结合在一起，这种化学键称为离子键。
性能：如果离子晶体中发生位错即发生错位，正正离子相切，负负离子相切，彼此排斥，离子键失去作用，故无延展性。如caco3可用于雕刻，而不可用于锻造。
因为离子键的强度大，所以离子晶体的硬度高。又因为要使晶体熔化就要破坏离子键，所以要加热到较高温度，故离子晶体具有较高的熔沸点。离子晶体在固态时有离子，但不能自由移动，不能导电，溶于水或熔化时离子能自由移动而能导电。
制备方法：1、大部分离子固体材料易溶于水，可以通过浓缩溶液析出制得，如：氯化钠，由海水(平均含2.
4%氯化钠)引入盐田，经日晒干燥 ，浓缩结晶，制得粗品。2、不易溶于水的离子材料可以通过氧化法制得。
共价型固体材料。
组成：同种原子或不同种原子通过共价键相连，金刚石中，每个碳原子与相邻的碳原子都是以四面体方式结合，构成三维骨架。
结构：金刚石(其中纯净的叫钻石)的化学式c---4个c(碳原子),空间结构为稳定的正三棱锥交替链接而成。金刚石是原子晶体，一块金刚石是一个巨分子，n个c的聚合体。
每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由于钻石中的c-c键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子。
键合力：主要以共价键结合形成的化合物。
性能：共价型固体材料一般以共价键相连，由于共价键键能较大，因此，大部分共价型固体材料熔点高、硬度大。金刚石是自然界中最坚硬的物质，因此也就具有了许多重要的工业用途，如精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻头、拉丝模。
还被作为很多精密仪器的部件。金刚石与石墨同属于碳的单质。是一种具有超硬、耐磨、热敏、传热导、半导体及透远等优异的物理性能，素有“硬度之王”和宝石之王的美称，金刚石的结晶体的角度是54度44分8秒。
制备方法：金刚石是石墨结晶**产生的，其石墨是主要原料，转变过程的反应压力和温度必须不低于190 000kg/cm2 和∽3900℃。
分子作用力型固体材料。
组成：分子与分子通过分子间作用力相互连接。
结构：有范德华力，没有分子间氢键（每个分子周围有12个分子紧密相邻，如：c60、干冰）--分子密堆积。
键合力：分子间作用力。
性能：高弹形变和黏弹性是聚合物特有的力学性能。这些特性均与大分子的多层次结构的大分子链的特殊运动方式以及聚合物的加工有密切的关系。
聚合物的强度、硬度、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性、耐溶剂性以及电绝缘性、透光性、气密性等都是使用性能的重要指标。
制备方法：天然聚合物多从自然植物经物理或化学方法制取，合成聚合物由低分子单体通过聚合反应制得。聚合方法通常有本体（熔融）聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合等，依据对聚合物的使用性能要求可对不同的方法进行选择，如带官能团的单体聚合常采用溶液或熔融聚合法。
研究聚合过程的反应工程学科分支称为聚合反应工程学。聚合物加工成各种制品的过程，主要包括塑料加工、橡胶加工和化学纤维纺丝，这三者的共性研究体现为聚合物流变学。
金属固体材料，尤其是新型金属材料在目前的情况下，应用较为广泛，如钛合金、铝合金、镁合金，其中，镁合金应用发展最快的是电子信息和仪器仪表行业。在薄壁、微型、抗摔撞的要求之下，加上电磁屏蔽、散热和环保方面的考虑，镁合金成了厂家的最佳选择。另外，镁合金外壳可使产品更豪华、美观。
近几年电子信息行业镁合金的消耗量急剧增加，成为拉动全球镁消耗量增加的另一重要因素。离子固体材料，以其独特的晶胞和静电作用，在光电领域中有十分广泛的作用，离子固体材料应用于光致发光，光电转换，如cas：eu粉红色磷光体有较长的红色余晖，用于制备夜光瓷、夜光涂料受到越来越广泛的应用。
共价型固体材料，因其化学键牢固，常常具有耐磨、耐腐蚀、耐高温的性质，如金刚石、氮化铝、石英、碳化硅，在今天已经应用很广泛，目前高纯度的单晶硅在电子信息领域的广泛应用被大量报道，制备高纯度的单晶硅越来越受追捧。分子作用力固体材料，由于分子间作用力较弱，对分子晶体的研究目前主要集中在分子聚合物领域，功能高分子材料是材料领域最具活力的新领域，目前已研究出了各种各样新功能的高分子材料，如可以像金属一样导热导电的高聚物，能吸收自重几千倍的高吸水性树脂，可以作为人造器官的医用高分子材料等。鉴于以上发展，高分子吸水性材料、光致抗蚀性材料、高分子分离膜、高分子催化剂等都是功能高分子的研究方向。
参考文献。1）刘培生，李铁藩，傅超，吕明，多孔金属材料的应用[j]，1999-09-20。
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1.缺陷的类型及形成。
1.点缺陷(point defects) 晶体中的一些原子被外界原子所代替，或者留有原子空位等，这些变化破坏了晶体规则的点阵周期性排列，并引起质点间势场的畸变，这样造成的晶体结构不完整性仅仅局限在某些位置，只影响临近的几个原子，在三维空间方向上的尺度远远小于晶体或晶粒的尺度，所以称为点缺陷，点缺陷参与晶体中的质量输运与电荷输运过程， 它对晶体结构敏感性能有时起到决定性的作用。
2.线缺陷（linear defects) 线缺陷指二维尺度很小而第三为尺度很大的缺陷，其特点是两个方向上的尺寸很小而另外一个方向延伸较长，也称一维缺陷，可被电镜观察到，当今研究最多的是位错。位错理论是晶体结晶缺陷研究的核心，位错的存在不仅影响到晶体的力学性质，而且也影响到晶体的一系列宏观物理性质，如晶体的强度和断裂等。
实际晶体在结晶时，受到温度、压力、浓度及杂质元素的影响，或由于晶体受到打击、切削、研磨、挤压、扭动等机械应力的作用，使晶体内部质点排列变形，原子行列间相互滑移，使晶体某处一列或若干列原子发生了有规律的错排现象，错排区是管状畸变区域即晶体中两个尺度较小、一个尺度较大的原子位置错排区，我们称为位错。
3.面缺陷(interfacial defects) 晶体常常被一些界面分隔成许多小的畴区，畴区内具有较高的原子排列完整性，畴区之间的和界面附近存在着较严重的原子错排，此类缺陷发生于整个界面，称为面缺陷，它在一维尺寸小，在另二维尺寸大，可被光学显微镜观察到，功能多品陶瓷的性能主要取决于面缺陷。
4.体缺陷体缺陷是由热运动造成的一种半微观缺陷，它对晶体的宏观物理性能往往带来有害的影响。在三维尺寸较大，如镶嵌块，沉淀相，空洞，气泡等。
二．避免与引入缺陷。
避免缺陷的方法很多，可以通过优化晶体生长条件，提高原料的纯度，尽量减少实验过程中可能引入的杂质。还可以控制温度梯度，排除气泡，对过程热力学动力学进行研究控制。对出生成的晶体在适宜的条件下进行退火处理，可以减少晶体缺陷，可以消除晶体内部热应力，退火处理应该注意退火时间和退火温度。
半导体技术自诞生之日起就伴随着晶格缺陷的研究；缺陷的控制与消除研究工作导致了一个新型材料工程——缺陷工程的诞生。其基本思想是：在深入理解缺陷的基础上，既要努力减少或消除缺陷，也可正面利用缺陷去控制或抵消其他某些难以消除的有害缺陷的影响，以提高器件的成品率和可靠性。
这方面，至少有三个成功的实例：gap发光器件(led)中等电子陷阱的利用；通过深能级elz控制非掺杂gaas单晶的半绝缘性能；硅中利用氧沉淀作为吸杂中心以“耗尽”有源区内的有害金属杂质。有的学者提出把“缺陷”这个词改称为“结晶态变体”(crystalline variant)可能更恰当些，因为有缺陷的晶体并不一定导致有缺陷的器件；化学上，结构上都完整的半导体只具备学术理论意义。
控制(减少，消除)缺陷与利用缺陷都可能提高器件性能和成品率。
晶体的主要特征是其中原子（或分子）的规则排列， 但实际晶体中的原子排列会由于各种原因或多或少地偏离严格的周期性， 于是就形成了晶体的缺陷，晶体中缺陷的种类很多，它影响着晶体的力学、 热学、电学、光学等各方面的性质。在 batio3 陶瓷中，人们常常加入三价或五价杂质来取代ba2+离子或ti4+离子来形成n 型半导瓷。例如，从离子半径角度来考虑，一般使用的五价杂质元素的离子半径是与ti4+离子半径（0.
064nm）相近的，如nb5+=0.069nm，sb5+=0.062nm，它们容易替代ti4+离子；或者使用三价元素，如la3+=0.
122nm，ce3+=0.118nm，nd3+=0.115nm，它们接近于ba2+离子的半径（0.
143nm），因而易于替代ba2+离子[5]。由此可知，不管使用三价元素还是五价元素掺杂，结果大都形成**离子取代，即形成n 型半导体。
固体表面化学 作业题答案
1 从催化作用的角度，谈谈高分散金属催化剂上，金属原子如何排列？1 催化反应过程中，要完成催化作用，反应物分子必须被吸附到金属活性位上。被吸附的反应物分子数量越多，活化的几率就越高，相应生成物也越多。所以，金属表面的吸附性能很重要，关系到催化剂的选择性和催化效率的高低。2 在催化剂表面金属原子的排列...
固体物理作业
高等固体物理作业。题目 马德隆常数的计算方法及实例计算。学生姓名 学院 理学院。专业 物理电子学。指导教师 2013 年 12 月 7日。摘要。在固体物理学中，当计算离子晶体的结合能 晶格能 表面能等时，需知道马德隆常数的值，该值一般由实验确定。马德隆常数是描述离子晶体结构的常数，是晶体结构的一个重...
固体物理作业
2014 2015学年，第二学期。2012级物理 1 2 班。固体物理 第一次作业，下周二 24日交作业 请学习委员将作业题通知每一个同学，交作业时，按点名册学号顺序将作业排序，并统计未交作业同学学号姓名，交作业时一起给我。作业题 1 请画出金刚石结构和六角密排结构的一个晶体的晶体结构，并分析其结构...