A-level 应用科学/选择和使用材料/微观结构

微观结构

我们需要考虑晶体、聚合物和无定形材料；

晶体材料

可能是离子型、金属型或巨型共价型。

原子以规则的模式排列。这赋予了材料极大的强度，但在离子晶体和共价晶体的情况下，以及由偶极-偶极相互作用或氢键结合的分子中，晶体结构在受到应力时会断裂。

聚合物材料

要么是通过分子间作用力结合在一起的长共价分子；要么是一个巨型分子。后者是热固性聚合物，其表现类似于晶体材料。

热塑性聚合物在加热时会变得具有延展性，可以模塑成各种形状。冷拉伸聚合物（在室温下施加塑性应变）会使聚合物链排列起来。冷拉伸聚合物在拉伸方向上具有很高的强度，因为它的强度来自于其分子中的共价键，而不是分子间作用力。

无定形材料

包括玻璃和聚合物。上面已经讨论了无定形聚合物，但要注意，如果分子间作用力强且有方向性（例如，有机玻璃、聚苯乙烯），那么聚合物会变得脆性。玻璃也是脆性的，原因相同 - 对材料施加应力会破坏保持材料结构的键。在玻璃的情况下，这些键是共价键。

复合材料的结构。

复合材料结合了两种或多种简单材料的特性。例如，玻璃纤维将坚韧柔韧的树脂与强韧的玻璃纤维结合在一起。

两种材料之间的相互作用也很重要。裂纹可能被阻止打开，因为它们在一種材料中形成，但不能穿过另一种材料。