1.2.1 相概念及其分类
如果说材料是由原子组成的有用聚集体，则相是具有相同结构的原子聚集体。相是由很多原子组成的，这里要区别于结合键。相是一个有限空间的概念，是有边界的；同一种“相”内具有相同的结构，即相同的原子成分（也称原子比）、相同的化学键和聚集状态等，比如晶体、非晶体。根据这种相互关系的属性，我们可以对相进行两种分类。
根据分子间结合键的强弱和聚集状态，将相分为气相、液相和固相，也称气体、液体和固体，或者称为气态、液态和固态。
根据原子排列是否长程有序，将相分为晶相和非晶相，或晶态和非晶态，或晶体和非晶体。当然，气相和液相都是非晶相，而固相中既有晶相也有非晶相。
1.2.1.1 晶体和非晶体概念
根据原子（离子或分子）在空间是否有规则排列，将固态物质分为晶体和非晶体两大类。晶体是原子（离子或分子）呈长程有序、有规则排列的固态物质，而非晶体是原子（离子或分子）呈长程无序、无规则排列的固态物质。
晶体具有固定的熔点（熔点是晶态转变为非晶态的理论转变温度），具有各向异性，即不同方向上可能表现出不同的性能。非晶体没有固定的熔点（不存在熔点），具有各向同性。
1.2.1.2 非晶体结构
无论是金属材料、无机非金属材料还是高分子材料都有晶体和非晶体。可以把非晶体看成是“冷冻的液体”。
（1）非晶态金属 金属及合金极易结晶，传统的金属材料都以晶态形式出现。但如将某些金属熔体，以极快的速率急剧冷却，则可得到一种崭新的材料——非晶态金属。由于冷却极快，高温下液态时原子的无序状态，被迅速“冻结”而形成非晶态的固体，称为非晶态金属；因其内部结构与玻璃相似，故又称金属玻璃。
（2）非晶态高分子 高分子是长链结构，这个长链是曲曲折折的蜷曲形。高分子的分子与分子堆砌在一起，有规则的堆砌形成规整的晶态排列，无规则的堆砌形成非晶态，见图1-4。
图1-4 高分子聚集态模型
（3）非晶态陶瓷 玻璃为经熔融、冷却、固化，具有无规则结构的非晶态无机物，原子排列近似液体，近程有序，又像固体那样保持一定的形状。玻璃相多为无规则网络的硅酸盐结构，但其排列是无序的，因此整个玻璃相是一个不存在对称性及周期性的体系。图1-5是石英（SiO2）晶体与石英玻璃（SiO2）结构对比。陶瓷是经过配料、成型、干燥、焙烧等工艺流程制成的器物，由晶相、玻璃相和气相组成，玻璃相在焙烧时软化分布在晶相间对陶瓷的性能有很大影响，气相则降低密度、强度和导热性。
图1-5 石英结构对比
1.2.1.3 单晶体的各向异性与多晶体的伪各向同性
单晶体是晶体内部的原子都按同一规律排列的晶体，如图1-6（a）所示。多晶体是由许多位向不同的单晶体所组成的晶体，如图1-6（b）所示，每个小晶体称为晶粒，这些晶粒呈不同位向，晶粒与晶粒之间的界面称为晶界。
图1-6 单晶体和多晶体
由于单晶体各个方向上原子排列不同，导致其宏观性能不同，这种特性称为各向异性。而对于多晶体，虽然对一个晶粒来说具有各向异性，但其宏观表现是各个晶粒的统计平均值，所以，在宏观上并不表现出各向异性，称为伪各向同性。
知识巩固1-2
1.固态物质按原子（离子或分子）在空间排列是否长程有序分为两大类，即_________。
（a）晶体和非晶体 （b）固体和液体 （c）液体和气体 （d）刚体和质点
2.原子（离子或分子）在空间规则排列的固体称为_________。
（a）气体 （b）液体 （c）晶体 （d） 非晶体
3.晶体具有_________的熔点。
（a）不确定 （b）固定 （c）可变 （d）无法测出
4.晶体具有固定的熔点而非晶体没有固定的熔点。（ ）
5.固态金属都属于晶体。（ ）
6.高分子材料既有晶体也有非晶体。（ ）
7.石英（SiO2）一定是晶体。（ ）
8.单晶体具有各向同性。（ ）
9.非晶体具有各向异性。（ ）
10.高分子材料形成晶体时比形成非晶体时具有更高的强度、刚度和耐热性。（ ）