（1）晶體：固體中的所有分子在分子力的作用下，整齊地在空間排列起來，形成了週期性的空間點陣。例如圖7-5所示的平面矩形點陣，每個分子都以同樣的方式對稱地排列在某個分子周圍，它們對該分子的作用力相互抵消，所以，這種完全有序的週期性排列是固體中分子聚集的最穩定狀態，這就是晶體的狀態，即晶態。
圖7-5圖7-6
晶體最引人注目的特徵是其美麗的對稱性。它外觀的對稱性**於內在結構——分子排列的對稱性。理想的晶體中的分子在無限大的空間裡排列成週期性點陣（即「晶格」），每個格點都是分子的平衡位置。
如果在晶體中選某個格點o為原點的晶格（圖7-6），向不同方向作週期性的平移，晶格是不變的。這叫做晶格的空間平移對稱性。晶體還有圍繞每個格點的旋轉對稱性等。
普通金屬是由大量的細微晶粒構成的多晶體，晶粒的幾何線度一般為10-4～10-3cm，最大的可達10-2cm，在排列取向上往往是無序的，半導體材料矽和鍺是典型的單晶體。
（2）非晶體：非晶體中分子的排列狀態可歸納為「短程有序，長程無序」。
我們知道，玻璃是典型的非晶態固體，故非晶態又稱玻璃態，圖7 - 7（a）表示，晶體中每個分子到它最鄰近的分子間的距離（鍵長）、近鄰分子之間連線與連線的夾角（鍵角）精確地相等，無淪遠近都表現出嚴格的有序，圖7-7（b）所示是非晶態的情況，其鍵長和鍵角雖不像晶體中那樣嚴格相等，但也相差不大，所以在小範圍內分子的位置還是有較強的關聯的，即「短程有序」。但這種局域關聯隨著距離增大而急劇衰減，離得遠的分子間就沒有什麼關聯了，這說明了存非晶態中的「長程無序」。如果把圖（a）大部分遮去，只留下一角，你可以很容易地恢復全圖；而對圖（b）來說，就不可能再恢復原樣了。
這就是長程有序與無序的區別。
圖7-7
非晶態研究是近年來固體物理和理淪物理中比較活躍的領域之一。非晶態半導體在太陽能電池、影印材料、儲存器件等方面有廣泛的應用；金屬坡璃具有一般金屬的高強度和比一般金屬好的彈性和較高的電阻率，且具有優異的防輻照效能，使它在宇航、核反應堆、受控熱核反應中有特殊的應用前景。
材料的交流阻抗，隨外加直流磁場的改變而變化的特性，稱為磁阻抗效應，在軟磁合金中，這種效應有快響應、高靈敏的優點，被稱為巨磁阻抗效應。
奈米巨磁阻抗（giant mag***o-impedance，簡稱gmi）器件，是利用奈米微晶的巨磁阻抗效應研製的一種新型磁敏感測器。「奈米gmi材料」的研究，正在開發出高靈敏、整合化的奈米磁敏器件，這種器件現主要用在汽車防抱死系統感測器和電噴發動機測速感測器等。圖7-8是奈米磁敏齒輪轉速感測器**。
圖7-8
作為固體新材料的半導體，是以它的導電能力介於導體和絕緣體之間而得名。半導體材料最優異的特性是對溫度、雜質和光照等外界作用有十努靈敏的反應。因此，以矽（si）、鍺（ge）和砷化鎵（gaas）為代表的半導體材料，成為微電子技術生長的肥沃土壤。
目前世界上約95%以上的半導體器件是用矽製成的，原因是：（1）矽在地殼中含量很高，佔地殼總重量的27.7%；（2）用矽製成的器件效能較穩定；（3）矽的機械強度高，提煉和製成單晶的工藝較成熟，可拉製出直徑達30cm的大尺寸單品。
至今為止，單晶矽是能夠用人工獲得的最純、最完整的晶體材料。拉製半導體單晶材料的直徑大小常被視為乙個國家半導體材料技術水平高低的標誌。
除了矽之外，砷化鎵是第二種最重要的半導體材料。這是由於利用砷化鎵所製成的積體電路在響應速度、耐高溫、抗輻照方面都優於矽積體電路，但由於砷化鎵器件製作技術難度大、**昂貴，所以限制了它的發展。
微電子技術是指在半導體單晶體材料（目前主要是矽單晶）薄片上，利用特殊的微電子精細加工技術，研製由成千上萬個電晶體和電子元件整合的縮微電子電路一一積體電路（常稱為晶元），並由不同功能的晶元組裝成各種微電子儀器、儀表、計算機和系統。
微電子技術是很精細的技術。打個比方，人的頭髮絲直徑大約是60μm～100μm（1μm＝10-6m），如果積體電路的條寬為0.5μm，則在直徑為人的頭髮絲直徑那麼大的小圓片上可似刻上100個線條，且線條間距離也是0.
5μm。
現在已經形成了巨大的微電子技術產業群，美國加州的矽谷、中國北京的中關村、中國台灣地區的新竹，就是微電子技術產業十分集中的地方。
微電子技術的發展極為迅速。從20世紀50年代末開始，其整合度（乙個晶元包含的元件數）從100個元件的小規模積體電路，發展到整合度超過100萬個元件的特大規模積體電路，隨著整合度的提高。版圖的條寬越來越小，現在已減小到0.
13μm，在實驗室已達到了15μm。隨之而來的問題是，對製作積體電路的單晶矽材料的質量要求越來越高，哪怕是一粒灰塵也可以毀掉乙個甚至幾個電晶體。半導體單晶材料製造業現已成為資訊化社會的重要產業之一。
在材料工業中，直到20世紀中葉，金屬一直佔絕對優勢。隨著各種新材料的不斷湧現，金屬材料的絕對主導地位逐漸被取代，但近年來，金屬材料在不斷地推陳出新，昔日的「材料之王」又煥發了青春。
傳統的鋼鐵材料在擴大品種、提高工藝技術的基礎上，湧現了微合金鋼、雙相鋼等新鋼種。在有色金屬方面，出現了如高純高韌銷合金、高強高模鋁鋰合金、高強高韌鈦合金、鐵鎳鉻基高溫合金、難熔金屬合金、稀***合金等新品種，並在機械製造、航空航天、軍事工業等各個領域得到廣泛的應用。
更值得關注的是湧現出了許多新型的高效能金屬材料，為材料科學開闢了乙個新的天地。現介紹三種新型金屬材料的特點和應用。
（1）形狀記憶合金。利用金屬材料在不同溫度下，其原子排列規律會發生變化的特點，製成記憶合金。首先，在鈦-鎳合金特性的研究中發現了「記憶」的特性，然後將其用在噴氣式飛機的油壓系統中，用它製成液壓管接頭套，在低溫下把需要連線的管子兩端壓入連線套頭，隨著溫度回公升，接頭套自動箍緊。
據稱，戰鬥機使用了十多萬個這種接頭，無一發生漏油、脫落或破損事故，隨後，十幾種類似的合金材料先後問世。如課本第101頁圖7-22，在地面上模擬太空溫度，用記憶合金製成天線，發射時把它捲起或摺疊起來，以減小公升空阻力。進入太空後，溫度回到天線製造時溫度，天線便自動張開，某公司還將記憶合金用在機械人的功能上，使有記憶功能的合金絲通電加熱、斷電來產生形狀記憶，讓機械人的手指去抓取目標物。
具有記憶特性的智慧型材料還被廣泛用於記錄裝置等領域。
（2）醫用金屬材料。利用鈷基合金、不鏽鋼、鈦或鈦合金、***系、金屬磁性材料、形狀記憶合金等，制**工關節、牙齒充填劑、磁療器，人工心臟、放射醫療器等醫療器具。因為這些材料具有較高的強度和韌性，加工效能好，工藝成熟且穩定可靠，所以被廣泛應用於人體硬組織的修復、置換及其他一些**領域。
（3）超細金屬隱身材料。將放射性元素釙-210或鋦-242鍍在飛機的外表面上，它們能放射出α粒子，α粒子使空氣電離成等離子體，當雷達的電磁波碰到這些等離子體的邊界時，與等離子體作用而被吸收。在軍事上，將這些吸波性很強的材料塗在坦克、飛機等**表面，可以躲避雷達的發現。
除上述金屬新材料外，還有快速冷凝金屬、非晶和微晶材料、釹鐵硼稀土永磁合金、新型鐵氧體材料、奈米金屬材料等，金屬新材料正在向著高功能和多功能化的方向高速發展。
（1）具有先進結構的陶瓷，其強度、硬度、耐磨、耐熱性能都非常好，在高溫和強腐蝕介質的環境下工作效能穩定，這一優點是金屬和高分子材料難以與它競爭的。同時，在提高陶瓷的韌性方面有較大改進，其抗斷裂能力大大提高，目前較先進的陶瓷有莫來石（3al2o3sio2）、氧化鋯（zro2）、氮化矽（si3n4）、碳化矽（sic）、硼化物等。由於其脆性問題尚未徹底解決，加上成本較高，因而主要應用在刀具、模具等領域。
（2）具有先進功能的陶瓷，主要是指利用材料的電、磁、聲、光、熱、彈性等方面直接的或耦合的效應，實現某種特別的使用功能的陶瓷。先進功能陶瓷大體上包括了裝置陶瓷，電容器陶瓷、鐵電陶瓷、壓電陶瓷、電致伸縮陶瓷、熱釋電陶瓷、磁性陶瓷、半導體陶瓷、導電和超導陶瓷、光學陶瓷、敏感陶瓷等。
另外，有些特殊的陶瓷，如遠紅外陶瓷、快離子導電陶瓷等，研究工作異常活躍，一旦在材料效能與製備技術方面有所突破，將會有很大的發展空間，至於奈米陶瓷材料，目前尚在研究中，它的新突破將使陶瓷材料的發展發生一場質的革命。
高分子材料是由碳、氫、氧、矽、硫等元素組成的分子量足夠大的有機化合物，它是由具有相同化學結構的單體經過聚合反應，將化學鏈連線在一起而成為大分子化合物，其長鏈分子糾集在一起，成了乙個扯不開的「線團」，這就是高分子材料具有較高強度的原因。
功能性高分子材料的功能分成物理功能和化學功能兩大類。前者有導電高分子材料、高分子半導體、光導電高分子材料、壓電及熱電高分子材料、磁性高分子材料、光功能高分子材料、液晶高分子材料和資訊高分子材料等；後者有反應性高分子材料、離子交換樹脂、高分子分離膜、螯合高分子材料、高分子催化劑、高分子試劑等，被稱為現代高分子三大合成材料的塑料、合成纖維和合成橡膠，已成為我國經濟建設和人民生活中必不可少的重要材料。
近年來，科學家們淮備將新的聚合技術用在矽晶元的製造上，這些微縮電路可小於0.2μm，估計這樣的晶元功能將比目前的晶元提高40%。人們還在考慮製造能把藥釋放到人體中的聚合物奈米球，使有可溶性外殼、填入藥物的奈米球懸浮在血管中，逐步釋放藥物。
複合材料是由有機高分子、無機非金屬或金屬等幾類不同材料通過復合工藝組合而成的新型材料，它既保留了原材料的主要特色，又能通過復合效應獲得原來各組成材料所不具備的效能，還可以使各組成材料的效能互補並彼此關聯，從而獲得新的優異效能。
第七章固體結構與性質
一 教學目的及要求 二 重點難點 略 三 教學時間和地點 四 教學內容 7.1晶體與非晶體 7.1.1 晶體的特徵 有一定的幾何外形 有固定的熔點 即晶體在熔化時溫度保持不變，直至全部熔化後，溫度才開始上公升。如 冰的熔點 0 非晶體無固定的熔點在加熱時，由開始軟化到完全熔化，整個過程中溫度不斷的變...
參考試題第七章計畫的組織實施
一 單項選擇題 1 組織目標形成乙個有層次的體系，範圍從廣泛的戰略性目標到特定的個人目標，這個體系的頂層是 c a.組織的任務 b.組織的政策 c.組織的遠景和使命稱述 d.個人目標 2 要使目標可以考核，乙個途徑是 b a.控制目標數量b.目標量化 c.加大目標的可接受性d.加強目標網路的建設 3...
第七章第5講直線 平面垂直的判定與性質
1 直線與平面垂直的判定定理與性質定理 2.平面與平面垂直的判定定理與性質定理 3.空間角 1 直線與平面所成的角 定義 平面的一條斜線和它在平面上的射影所成的銳角，叫做這條直線和這個平面所成的角，如圖，pao就是斜線ap與平面 所成的角 線面角 的範圍 2 二面角 定義 從一條直線出發的兩個半平面...