結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的基本理論

  材料的性質(zhì)由其結(jié)構(gòu)決定。在原子水平下，金屬由帶正電荷的
原子核和原子核周?chē)碾娮釉平M成，這種原子結(jié)構(gòu)使金屬具有自身
的特征和明顯的性質(zhì)。原子間的金屬鍵結(jié)合使其構(gòu)成了有規(guī)則的、
重復(fù)排列的三維晶體結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)可視為鋼球放置在立方體或六方
體中。電子的轉(zhuǎn)移使金屬具有導(dǎo)電性和熱傳導(dǎo)性，因?yàn)榻饘僦性?br>聞的結(jié)合力不是呈空間取向的，原子可從一個(gè)平面滑移至另一平面
導(dǎo)致金屬發(fā)生塑性變形。

  材料的化學(xué)性質(zhì)也與其原子結(jié)合本質(zhì)有關(guān)，組成的原子或離子
越不容易被分開(kāi)，金屬越表現(xiàn)出惰性。在金屬中，電子結(jié)合不緊密
和沒(méi)有方向使原子或離子很容易被分開(kāi)。因此，雖然金屬具有的力
學(xué)性能符合許多生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的條件，但應(yīng)考慮它容易受到化學(xué)降
解的影響。

  因?yàn)樵诮M織與植入體界面上，細(xì)胞和組織與生物材料之間的相
互作用完全屬于表面的現(xiàn)象，所以植入體的表面性質(zhì)非常重要。表
面是材料正常三維結(jié)構(gòu)的終結(jié)。表面層失去一邊的鄰近原子會(huì)改變
其電子結(jié)構(gòu)，因此也改變了這些原子與其他原子的結(jié)合方式。化學(xué)
鍵將“懸掛”到固體材料的外部空間中去并使得表面原子具有比其
他原子更高的能量。結(jié)果表面原子將重新排列或與可發(fā)生反應(yīng)的分
子結(jié)合以減少自由能來(lái)達(dá)到一種更合適的能量狀態(tài)。

(本文由上海光學(xué)儀器廠編輯整理提供, 未經(jīng)允許禁止復(fù)制http://www.sgaaa.com)