第二章 材料的基本性质 第一节 材料的物理性质 第二节 材料的力学性质 第三节 材料的耐久性 第四节 材料的组成、结构与构造及其与材料性质的关系

第一节 材料的物理性质 一、材料的基本状态参数 二、材料与水有关的性质 三、材料的热工性质 四、材料的声学性质

一、材料的基本状态参数 1、材料体积组成示意图 2、材料的密度、表观密度和堆积密度 3、材料的孔隙率与密实度 4、材料的空隙率与填隙率

1、材料体积组成示意图 V— 密实材料体积 组成示意图 含孔材料体积组成示意图 V—实体体积 V开—开口孔隙 V闭—闭口孔隙

2、材料的密度、表观密度和堆积密度 密度——材料在绝对密实状态下单位体积的质量称为密度(g/cm3) m—材料在干燥状态下的质量，g mp—材料孔隙部分的质量，g V—材料实体的体积，cm3 Vp—材料孔隙的体积，cm3

堆积密度——散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量称为堆积密度(kg/m3) 2、材料的密度、表观密度和堆积密度 堆积密度——散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量称为堆积密度(kg/m3)

3、材料的孔隙率与密实度 （1）材料的孔隙率 孔隙的数量：以孔隙率表示，它对材料的性质有显著影响。 孔隙率（P）——材料内部孔隙体积（Vp）占材料总体积（Vo）的百分率 孔隙的特征 按孔隙尺寸大小，可把孔隙分为微孔、细孔和大孔三种． 按孔隙之间是否相互贯通，把孔隙分为孤立孔，或连通孔。 按孔隙与外界之间是否连通，把孔隙分为开口孔，或封闭孔.

3、材料的孔隙率与密实度 （2）材料的密实度——材料内部固体物质的体积 （V）总体积（Vo）的百分率称为密实度。 密实度以D表示： D + P = 1 D和P是反映材料内部构造状态和密实程度的重要参数。

4、材料的空隙率和填充率 （1）材料的空隙率 空隙数量以空隙率（P’）表示 空隙率——散粒材料颗粒之间空隙体积（Vs）

4、材料的空隙率和填充率 （2）填充率（ D′）——散粒材料的颗粒总体积 （ Vo ）占堆积体积（ V0’ ）的百分率 D′+P′=1 空隙率和填充率反映堆积状态下固体颗粒的充实程度。

二、材料与水有关的性质 1、材料的亲水性和憎水性 2、材料的含水状态 3、材料的吸湿性和吸水性 4、耐水性 5、抗渗性 6、抗冻性

1、材料的亲水性与憎水性 润湿边角 亲水性材料 当θ ≤90时，材料能被水润湿而表现出亲水性，这种材料称为亲水性材料。 材料表面能被水润湿的性质称为亲水性，反之为憎水性。 润湿边角 当固体材料与水接触时， 由于水分与材料表面之间 的相互作用不同，会产生 a和b所示的两种情况。在 材料、水和空气的三相交叉点沿水滴表面做切线，此切线与材料和水接触面的夹角θ， 称为润湿边角。 亲水性材料 当θ ≤90时，材料能被水润湿而表现出亲水性，这种材料称为亲水性材料。 憎水性材料当θ 〉90时，材料不能被水润湿而表现出憎水性，这种材料称为憎水性材料。

2、材料的含水状态 材料的四种含水状态 (a)干燥状态 (b)气干状态 (c)饱和面干状态 (d)润湿状态

3. 材料的吸湿性和吸水性 （1）吸湿性——亲水性材料在空气中吸收水份的性质称为吸湿性。用含水率（Wh）表示： ms——材料吸湿状态下的质量（g）； mg——材料干燥状态下的质量（g）。 材料的吸湿作用是可逆的，在潮湿的空气中可以吸收水分，也可以释放水分。当材料吸收的水分与释放的水分达到平衡时的含水率称为平衡含水率。平衡含水率的大小随环境温度、湿度的变化而变化。

3. 材料的吸湿性和吸水性 （2）吸水性——在水中吸水的性质。 表示方法： 1）质量吸水率（ Wm ）： 式中：mb——材料吸水饱和状态下的质量（g）； mg——材料干燥状态下的质量（g）。 2）体积吸水率（ Wv ）： ρw=1 g/cm3，水在常温下的密度。 Wv=Wm·ρ0/ ρw 或 Wv=Wm·ρ0

4、耐水性 耐水性——材料长期在水作用下不破坏、强度也不明显下降的性质，以软化系数KR 表示： fb——吸水达饱和状态下的抗压强度，MPa； fg——干燥状态下的抗压强度，MPa； 材料的KR在0～1之间。工程中将KR＞0.85的材料看作是耐水材料。 对长期处于水中或潮湿环境中的重要结构，所用材料必须保证KR >0.85，用于受潮较轻或次要结构的材料，其值也不宜小于0.75。

5、抗渗性 抗渗性——材料抵抗压力水渗透的性质。 表示方法：（a）用渗透系数 K 表示 式中：K——渗透系数（cm/h）；Q——透水量（cm3）； d——试件厚度（cm）；A——透水面积（cm2）； t——透水时间（h）；H——水头高度（cm）。 渗透系数K 的物理意义为：在单位时间内，在单位水头高度的压力水作用下，渗透过单位厚度和单位透水面积材料的透水量。K越小，表明材料的抗渗性越好。

5、抗渗性 （b）用抗渗等级表示（P）——对有些材料（如混凝土）以规定的试件在标准试验条件下所能承受的最大水压力（MPa）来确定。 如P4、P6、P8、P10、P12等分别表示材料能承受0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的水压力而不渗水。材料的抗渗等级越高，表明材料的抗渗性越好。 对于地下建筑、屋面、压力管道及水工构筑物等，因经常受水的作用，在设计时要考虑材料的抗渗性。对于专门用于防水的材料，则要求有较高的抗渗性。

6、抗冻性 抗冻性——指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏．强度又不显著降低的性质，常用抗冻等级D表示。 抗冻等级——规定的试件，在标准试验条件下，经一定次数的冻融循环后，强度降低不超过规定数值，也无明显损坏和剥落，则此冻融循环次数即为抗冻等级。

三、材料的热工性质 1、材料的导热性 2、材料的热容性 3、材料的热变形性 4、材料的耐燃性 4、材料的耐火性

1、材料的导热性 导热性——材料两侧有温差时，热量由高温侧向低温侧传递的性质。用导热系数（热导率）表示： λ—导热系数，W/(m.K) Q——传导热量（J） d——厚度（m） A——传热面积（m2） Z——传热时间（S） T1-T2——两侧温差（K） 材料的导热系数愈小，表示其绝热能力愈好。 影响因素：①孔隙率和孔隙特征：封闭孔、孤立孔越多，导热性越小；②材料的成分和结构；③含水量。

2、热容性 热容性——材料在温度变化时吸收或放出热量的能力。 公式：同种材料用热容量 C 表示： 不同材料用比热 c 表示： Q——材料在温度变化时吸收或放出的热量（J） ； m——质量（kg）； t1-t2——两侧温差（k）

3. 热变形性 热变形性——材料的尺寸随温度变化而变化的性质。一般都是热胀冷缩。用线膨胀系数表示： ——线膨胀系数（1/K）  L——试件原长（mm）；ΔL——线变形量（mm）； t2-t1——升降温前后的温差（K）。

4. 耐燃性 耐燃性——材料对火焰和高温的抵抗能力。 （1）非燃烧材料：在空气中受到火烧或高温高热作用不起火、不碳化、不微燃的材料。如钢铁、砖、石等，但它们在火烧或高温作用下会发生变形、熔融，所以虽然是非燃烧材料，但不是耐火材料。 （2）难燃材料：在空气中受到火烧或高温高热作用时难起火、难微燃、难碳化，当火源移走后，已有的燃烧或微燃立即停止的材料，如经过防火处理的木材和人造板等。 （3）可燃材料：在空气中受到火烧或高温高热作用立即起火或微燃，且火源移走后仍继续燃烧的材料。如木材等。用这种材料制作的构件称为燃烧体，使用时应作防燃处理。

5. 耐火性 （1）耐火度：耐火材料在无荷重作用时抵抗高温作用而不熔化的性质称耐火度，一般用温度表示。耐火度与熔点不同。 耐火性——材料在长期高温作用下，保持不熔性并能正常工作的性能。具有耐火性的材料称为耐火材料。耐火材料是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。耐火性的衡量指标： （1）耐火度：耐火材料在无荷重作用时抵抗高温作用而不熔化的性质称耐火度，一般用温度表示。耐火度与熔点不同。 （2）高温荷重软化温度：这是耐火材料重要的质量指标，它表示耐火材料对高温和荷重同时作用的抵抗能力，也表示耐火材料呈现明显塑性变形的软化温度范围。 （3）高温体积稳定性;（4）热稳定性;（5）抗渣性。

四、材料的声学性质 1、材料的吸声性 2、材料的隔声性

1、材料的吸声性 吸声性——声能穿透材料和被材料吸收的性质，用吸声系数α来评定材料吸声性能的好坏，其定义式为： 式中：α——吸声系数（％）； Ea +Et——材料吸收和透过的声能之和； E0——入射到材料表面的总声能。 由上式可以看出，吸声系数α表示当声波遇到材料表面时，被材料吸收的和透过材料的声能之和与入射声能之比。吸声系数α越大，材料的吸声效果就越好。

1、材料的吸声性 材料的吸声特性与声波的频率和入射方向有关。同一材料用不同频率的声波，从不同方向射向材料时，有不同的α值。通常规定以125，250，500，1000，2000，4000Hz等六个特定频率的声波从不同方向入射时测得的平均吸声系数的平均值来表示材料的吸声特性。并将六个频率下平均吸声系数α≥0.2的材料称为吸声材料。 材料的吸声特性还与其孔隙构造有关。 另外，材料的构造形态、厚度、使用环境等因素也对其吸声性能有影响。

2、材料的隔声性 隔声性——材料隔绝声音的性质。 2、材料的隔声性 隔声性——材料隔绝声音的性质。 对于要隔绝的声音，按声波的传播途径可分为空气声（通过空气传播）和固体声（通过固体传播）两种。 材料隔绝空气声的能力，可以用材料对声波的透射系数τ或材料的隔声量R来评定： 式中：τ——声波透射系数；Et——透过材料的声能； E0——入射到材料表面的总声能； R——材料的隔声量（dB）。 材料的τ愈小，则R愈大，说明材料的隔声性能越好。材料的隔声性能与入射声波的频率有关，常用125～4000Hz六个倍频带的隔声量来表示材料的隔声性能。

2、材料的隔声性 材料隔绝固体声的能力，可以用材料按标准方法测定的撞击声压级来评定。撞击声压级愈大，隔绝固体声的能力就愈低。 对空气声的隔绝，通常是增加声波的反射，减少声波的透射。根据声学中的“质量定律”，即隔声能力的大小主要取决于材料单位面积质量的大小，质量越大，材料愈不易振动，则隔声效果愈好，因此应选择密实、沉重的材料作为隔声材料。 隔绝固体声的最有效措施是在结构上采用弹性材料进行不连续的处理，例如在墙壁和承重梁之间、房屋的框架和墙板之间加弹性衬垫，如毛毡、软木、橡皮等材料，或在楼板上加弹性地毯、木地板等。

第二节 材料的力学性质 一、材料的强度 二、材料的弹性和塑性 三、材料的脆性和韧性 四、材料的硬度和耐磨性

一、材料的强度 强度——材料在外力作用下不破坏时所能承受的最大应力称为强度（材料在外力作用下抵抗外力引起破坏的能力） 材料的抗拉、抗压、抗剪强度： P——材料破坏时的最大荷载（N） A——材料受力面积（mm2）

一、材料的强度 材料的抗弯强度： 单点加荷 时： 双点加荷时：

一、材料的强度 比强度——单位体积质量的材料强度，它等于材料的强度与其表观密度之比： 影响材料强度的主要因素：材料的组成和结构、孔隙率、试验条件（试件的形状、尺寸、加荷速度、试件表面状况、含水状态、环境温度等）。 比强度——单位体积质量的材料强度，它等于材料的强度与其表观密度之比： 用于对不同材料的强度进行比较，是衡量轻质、高强的一个指标。

二、材料的弹性和塑性 1、弹性：材料因外力作用而产生的变形，在外力去除后变形能自动消失，完全恢复原来形状和尺寸的性质。 表示公式：σ=Eε E—常数，称为弹性模量（MPa），反映材料抵抗变形的能力。 2、塑性：材料因外力作用而产生的变形，在外力去除后变形不能自动消除，仍保持变形后的形状和尺寸，且不产生裂缝的性质称为塑性。 表示公式：σ=σo σo——产生塑性变形的最小应力（MPa）

材料的弹性和塑性变形曲线

三、脆性和韧性 1、脆性：材料受外力作用，当外力达到一定值时，材料突然破坏，而无明显的塑性变形的性质称为脆性。

2、韧性： 材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收一定的能量，产生一定的变形而不破坏的性质。 用冲击韧性 表示： Ak——试件破坏时的 用冲击韧性 表示： Ak——试件破坏时的 消耗的功（J）; A——受力净截面积， (㎜2) 。

四、硬度和耐磨性 1、硬度：材料表面抵抗较硬物质刻划或压入的能力。 表示方法有多种： ①非金属矿物材料：采用莫氏硬度（采用刻划法）

1、硬度 ②对钢材、木材及混凝土等材料的硬度，常用压入法测定。压入法是以一定的压力作用于一定规格的钢球（或钢锥）或金刚石制成的尖端，使其压入试件表面，根据压痕的面积或深度来确定其硬度。常见的压入法为布氏法、洛氏法等，布氏法所测硬度为布氏硬度，洛氏法所测硬度为洛氏硬度。 如布氏硬度HB： 每单位压痕球面积所承受的荷载值， 即布氏硬度值(HB)，在使用时， HB是以10 MPa计的数字表示， 如HB：150，即表示所承受的荷载值 为1500MPa。

2、耐磨性 耐磨性——材料表面抵抗外力引起磨损的能力。以磨损率或耐磨率N（g/cm2）表示： m0——磨损前质量（g） ，m1——磨损后质量（g） A——受磨面积（cm2） 在土木工程中，对于一些受磨损部位，比如踏步、台阶、地面、路面，其材料应要求有较高的耐磨性。一般来说，强度较高且密实的材料，其硬度较大，耐磨性较好。

第三节 材料的耐久性 材料的耐久性——材料在使用过程中，抵抗各种内在或外部因素的破坏作用，长期保持其原有性能，不变质，不破坏的性质称为耐久性。主要影响因素及破坏作用有： ①物理作用：环境温湿度的变化造成膨胀和收缩、水的渗透作用、冻融作用等。 ②化学作用：环境中的化学物质（酸、碱、盐等）与材料反应，使材料的组成发生变化，性能恶化；如紫外线使沥青和塑料老化；钢材的锈蚀等。 ③荷载（力学）作用：长期交替荷载、冲击荷载、震动荷载、磨损等； ④生物作用：菌类造成腐朽，昆虫造成蛀蚀等。 耐久性是一项综合性质。不同材料因其组成、结构、用途和破坏作用的不同，其耐久性的具体指标也有所不同。

楼面板钢筋严重腐蚀、混凝土脱落

耐久性破坏的大坝细部

耐久性破坏的桥梁细部

第三节 材料的耐久性 在实际工程中，土木工程材料往往是受到多种因素的共同作用而产生破坏。只是材料不同，使用环境不同其耐久性的主要影响因素有所不同。 提高材料的耐久性，对保证构筑物的长期正常使用、减少维修费用、延长使用年限、节约材料等具有十分重要的意义。因此在设计选用土木工程材料时，必须慎重考虑材料的耐久性问题，要根据材料所处的结构部位和使用环境等因素，并根据材料的耐久性特点，进行合理的设计和选用。

第四节 材料的组成、结构与构造 及其与材料性质的关系 第四节 材料的组成、结构与构造 及其与材料性质的关系 一、材料的组成与性质 二、材料的结构、构造与性质

一、材料的组成与性质 1. 化学组成 化学组成是指构成材料的化学元素及化合物的种类与数量。习惯上，金属材料的化学组成以主要元素的含量来表示；无机非金属材料则以各种氧化物含量来表示。 化学组成对材料的性质有很大的影响。如低碳钢强度低，塑性好；而高碳钢强度较高，塑性较差。合金钢强度高，塑性较好。 当材料与自然环境或各类物质接触时，它们之间必定按化学规律发生作用。如混凝土受到酸、碱、盐类物质的侵蚀作用，钢材的锈蚀、木材的燃烧等都属于化学作用。材料在各种化学作用下表现出来的性质是由其化学组成决定的。

一、材料的组成与性质 2. 矿物组成 矿物——在无机非金属材料中具有特定的晶体结构、物理力学性能的组织结构。 矿物组成——构成材料的矿物种类和数量。化学组成相同的材料其矿物组成可以不同。 对某些土木工程材料，其矿物组成是决定其性质的主要因素。例如硅酸盐水泥中硅酸三钙含量高，则其凝结硬化速度较快，水化放热较大，强度较高。

一、材料的组成与性质 3.相组成 相——材料中具有相同的物理、力学性质的均匀部分。自然界中的物质有气相、液相、固相之分。 材料的相组成——组成材料的相种类、数量及分布状况。土木工程材料大多数是多相固体，可看成复合材料。如混凝土就是固、液、气三相多孔体。 复合材料不同相之间存在界面，材料的性质与材料的相组成和界面特性有密切关系。实际材料中，相与相之间的这一过渡面是一个薄弱区，它的成分与结构与其两侧的相都不相同，是不均匀的 ，可将其作为“界面相”来处理。因此，通过改变和控制材料的相组成，可改善和提高材料的技术性能。

如混凝土中的粗集料与水泥砂浆的界面。

二、材料的结构、构造与性质 土木工程材料的性质与其结构、构造有着密切关系。也可以说材料的结构、构造是决定其性质的极其重要的因素。土木工程材料的结构可分为： （一）宏观结构 （二）亚微观结构（或称细观结构） （三）微观结构

（一）材料的宏观结构 材料的宏观结构——用肉眼或放大镜能够分辨的粗大组织（其尺寸约为毫米级大小），以及更大尺寸的构造情况。因此，这个层次的结构也可以称为宏观构造。宏观结构有如下类型： （1）散粒结构；（2）聚集结构； （3）多孔结构； (4) 致密结构； (5) 纤维结构； (6) 层状结构。

（一）材料的宏观结构 （1）散粒结构 （2）聚集结构 散粒结构是由单独的颗粒组成，不与其他颗粒相结合，如砂、石子以及用于涂料及塑料中的粉状填料。 （2）聚集结构 聚集结构材料中的颗粒通过胶结材料彼此牢固地结合在一起，如各种混凝土。

（一）材料的宏观结构 加气混凝土砌块的多孔构造 大理岩的致密表面 （3）多孔结构 (4)致密结构 多孔材料中含有大量的、粗大或微小的（10-3mm ~ 1mm）、均匀分布的孔隙，这些孔隙或者连通，或者封闭。这是加气混凝土、泡沫混凝土、发泡塑料、石膏制品等材料所特有的结构。 (4)致密结构 具有致密结构的材料在外观上和内部结构上都是致密的(无孔隙的)，金属、玻璃等材料即具有这种结构特性。这种材料的体积密度大，导热性强，强度硬度大，抗渗性和抗冻性好。 加气混凝土砌块的多孔构造 大理岩的致密表面

（一）材料的宏观结构 (5)纤维结构 (6)层状结构 胶合板结构 纤维结构是木材、纤维制品所特有的结构，其在平行纤维和垂直纤维方向上的强度、导热性及其他一些性质明显不同，即具有各向异性。 (6)层状结构 层状结构或称叠合结构，是板材常见的结构。它是将材料叠合成层状，用胶结材料或其他方法将它们结合成整体，如木材胶合板等。叠合结构可以改善单层材料的性质。 胶合板结构

（二）亚微观结构 （或称细观结构） 亚微观结构——用光学显微镜所能观察到的、具有微米级的材料组织结构。仪器的放大倍数可达一千倍左右，能有几千分之一毫米的分辨能力，可仔细分析天然岩石的矿物组织、金属材料晶粒的粗细及其金相组织，如钢材中的铁素体、珠光体、渗碳体等组织；混凝土中的孔隙及裂缝、木材的木纤维、导管、髓线等组织也属于亚微观结构层次。 材料内部各种组织的性质是各不相同的，这些组织的特征、数量、分布以及界面之间的结合情况都对材料的整体性质起着重要的影响作用。

层片状珠光体是一种双相结构的组织，是一层铁素体和一层渗碳体的混合物

（三）微观结构 微观结构——材料分子、原子层次的结构。可用电子显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等手段分析研究。其尺寸范围为10-6～10-10m。材料的许多物理、力学性质，如强度、硬度、弹塑性、熔点、导热性、导电性等都是由其微观结构所决定的。 材料的微观结构基本上可分为晶体和非晶体（包括玻璃体、固溶体）。 固体中，由原子、分子或离子作三向规则排列成有序的结构，称为晶体。而原子、分子或离子本身沿三维空间作不规则排列的，称为非晶体。

1、晶体 （1）晶体的类型 晶体的性质因其组成的原子、分子或离子等的结合形式不同而有差异。根据结合形式不同可将晶体分为： 1）离子键晶体，如NaCl、LiF等； 2）共价键晶体，如金钢石、碳化硅等； 3）金属键晶体，如各种金属和合金； 4）分子键晶体，如萘、蒽等； 5）氢键晶体，如冰（H2O）等。

（1）晶体的类型 （1）离子晶体 （2）共价键晶体 （3）金属晶体 离子晶体的结合力大部分来自离子间的静电引力（库仑引力）。在离子晶体中，电子受各个离子的约束，一般处于极难活动的状态。 （2）共价键晶体 共价键晶体的结合力主要靠各个原子都共用某一数量的电子而产生的。这种晶体，其结合能很大，强度和硬度非常大。 （3）金属晶体 在金属晶体中，是由电子与阳离子之间的静电引力，以及离子与离子之间、电子与电子之间的排斥力相互平衡而产生结合力。自由电子能使金属具有良好的导电性和导热性。在金属晶体中，其结合力不像共价键结合那样具有方向性。

（1）晶体的结合 （4）分子晶体 分子晶体的结合力是由于电荷非对称分布而产生分子的极化，或者由于电子的运动而发生瞬时的极化，亦即由于分散效应而产生所谓范德华力的微弱引力。这种分子结合力不论属于何种结合形式都是经常存在的，但是在分子晶体中，这种力是起支配作用的。大部分分子晶体属于有机化合物。 （5）氢键结合晶体 氢键结合晶体的形成是由于在某种条件下，氢原子将它的一个电子给予分子中其它一个原子，这时，因质子很小，接近质子的原子会夹紧质子而非常靠近，成为一个氢被两个其它原子吸引着的状态，使氢原子介于两个原子之间而构成氢键结合。

晶体结合形式与材料性质 晶体结合 形式 离子晶体 共价键 晶体 金属晶体 分子晶体 构造 方向性小 方向性大 密度 密度中等 密度小 密度大 强度与 硬度 强度大 硬度大 强度与硬度变化范围大 强度小 质软 热学性质 熔点高 熔点范围大 热传导性大 电学性质 导电性一般较小 导电性小 导电性大

（2）晶体结构（构造） 晶体的结构形式采用X射线衍射或电子射线扫描等方法来确定。 在晶体内部，可细分为完全相等单位的构造在三维空间重复着，如右图所示。 晶体结构 立方晶系中的点阵常数a在三个坐标方向上都是相同的

a)正方晶系：a1=a2≠c；各个夹角都为900； b)正交晶系：a≠b≠c；各个夹角都是900； （2）晶体结构（构造） 正方晶系和正交晶系的几何特征见下图。 a)正方晶系：a1=a2≠c；各个夹角都为900； b)正交晶系：a≠b≠c；各个夹角都是900； c)六方晶系：a1=a2≠c；夹角为900及1200

七种晶系的几何特征 晶系 点阵常数 轴间夹角 立方 a1=a2=a3 所有的夹角都等于900 正方 a1=a2≠c 正交 a≠b≠c 单斜 其中有两个夹角是900；另一个不等于900 三斜 三夹角都不相同，且都不为900 六方 a1=a2=a3≠c 夹角为900和1200 菱方 所有的夹角都相等，但不为900

（2）晶体结构（构造） 以岩石矿物为主的硅酸盐有很多种类，其晶体构造也是多种多样的，见下图所示。其中Si4+与O2-的结合是半离子性、半共价性的。 b）链状连结； c）二维网状结构 a）基本单位；

2、非晶体 （1）玻璃体 （2）固溶体 （3）胶体

（1）玻璃体 玻璃体是由于熔融物冷却较快而形成的。玻璃是无机非晶态固体中最重要的一族。当达到凝固温度时，它还具有很大的粘度，致使原子来不及按照一定的规则排列起来，就已经凝固成固体，从而形成玻璃体结构。 玻璃体具有以下物理通性： ①各向同性；②介稳性； ③由熔融态向玻璃态转化的过程是可逆的与渐变的 常见的玻璃体有硅酸盐玻璃，还有合成树脂和橡胶等。

（2）固溶体 固溶体——含有外来杂质原子的晶体称为固体溶液。 固溶体普遍存在于无机固体材料中，材料的物理化学性质，会随着固溶体的生成，在一个更大范围内变化。因此，无论对功能材料，还是结构材料，都可通过生成固溶体的条件，提高材料的性能。 当溶剂和溶质的原子大小相近，电子结构相仿时，便容易形成固溶体。固溶体按其溶剂原子被溶质原子所取代的情况不同，又分为置换固溶体、有序固溶体和间隙固溶体。

（Fe+离子置换了MgO结构中的Mg2+ ) 化合物中的置换固溶体 （Fe+离子置换了MgO结构中的Mg2+ ) 间隙固溶体（碳在面心立方体铁中） 有序固溶体

（3）胶体 胶体是由物质三态（固、液、气）所组成的，由高分散度的粒子作为分散相，分散于分散介质中所形成的系统。 高度分散性和多相性是胶体系统最显著的特点。 胶体是一个高度分散体系，其总表面积非常大，因而胶体具有高度的吸附能力。胶体体系表面能数值很大，因此在热力学上是不稳定的体系。

胶体的结构（见下图）： H2SiO3 2H+ + SiO32- 电离出n个SiO32+被胶核所吸附，同时有2n个H+离子电离出来。其中2（n-x）个H+又被吸附在SiO32-周围，这些就组成胶粒。