固体

的結晶]]

固體（）是物質存在的一種狀態，是四種基本物质状态之一。與液體和氣體相比，固體有固定的體積及形狀

由許多晶粒組成的固體稱為多晶，常見的石头、金屬、陶瓷都是多晶。結晶體的晶体结构和其材料及冷卻凝固的條件有關。例如鋼在慢速冷卻時會形成波來鐵，若經過淬火的快速冷卻，會形成馬氏體

固體的類別
依固體組成的原子（或原子團）不同，原子之間的作用力也隨之不同：例如氯化鈉是由氯離子和鈉離子組成，氯離子和鈉離子之間會形成離子鍵。像鑽石或矽的固體，原子和原子之間共同使用它們的外層電子，形成成共價鍵。金屬中的原子之間會形成金屬鍵，原子的價電子會形成自由電子。大部份的有機化合物分子間的作用力是凡得瓦力，主因是在分子中的電荷分佈不平均所造成。固體的特性受原子之間作用力的影響很大。

金屬
一般而言，金屬是電及熱的良導體。元素週期表中由硼畫一條線至Og，線左側的元素都是金屬。合金是指由二種或二種以上元素混合而成，以金屬為其主要成份，且有金屬特性的混合物。

礦物
礦物是存在於自然界中，在高壓下經過許多地质過程後形成的固體。礦物必需有晶体结构以及一致性物理性質。礦物的成份約有數千種廣，範圍從純元素、簡單鹽類，也可以是複雜的矽酸鹽。礦物和岩石不同，後者是由許多的礦物及准矿物所組成，無法用化學式來表示。地殼中岩石的主要成份包括石英、长石、雲母、綠泥石、高嶺石、方解石、綠簾石、橄榄石、普通辉石、角闪石、磁鐵礦、赤铁矿、褐铁矿等。其中石英、长石及雲母是常見的礦物，其他的礦物只在一些特定區域才能找到。礦物中最多的是矽酸鹽，約佔一般岩石的95%，主要是由氧和矽組成，也包括鋁、鎂、鐵、鈣及其他金屬。

陶瓷
陶瓷材料是由無機化合物所組成，通常是元素的氧化物。陶瓷不容易發生化學反應，一般而言是可以耐酸耐腐蝕的材料。陶瓷一般可耐1000至1600 °C的高溫，不過像氮化物、硼化物及碳化物等不含氧的無機化合物其耐溫範圍更高。陶瓷一般會有高硬度、高耐磨性、抗腐蝕，但其脆性大。

傳統的陶瓷原料包括像高嶺石之類的黏土礦物，較後期的陶瓷原料則包括氧化鋁（礬土），現代的陶瓷原料或稱為先進陶瓷原料包括有碳化矽及碳化鎢．兩者的耐磨性都很好，因此可用在像採礦設備中的粉碎用機械中。

大部份的陶瓷（包括礬土及其相關化合物）都是用粉末原料成形而成，因此可以得到細粒度的多晶微結構，容易散射可見光範圍的電磁波，因此陶瓷一般都是不透明的材料。

玻璃陶瓷
係數小的特性]]

玻璃陶瓷兼具有无定形体的玻璃及晶體的陶瓷的許多特性，其成形方式類似玻璃，再利用熱處理的方式使其部份產生结晶，因此其中同時有无定形体及晶體均勻分佈。

當閃電擊中砂粒中的晶粒時，也會產生玻璃陶瓷。閃電帶來的大量及快速的熱能會使溫度到約2500 °C，會產生中空、分支樹根狀的閃電熔岩。

有机固体
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有机化学是研究有機化合物的結構、性質、組成、反應及製備等。有機化合物的主要成份為碳和氫，但也包括氧、氮及鹵素（氟、氯、溴、碘），有些有機化合物還含有磷和硫等，有机固體的例子有木材、石蠟、萘及許多的聚合物和塑膠等。

木材
木材是像乔木和灌木能够的植物所形成的木质化组织。这些植物在初生生长结束后，根茎中的维管形成层开始活动，向外发展出韧皮，向内发展出木材。木材是维管形成层向内的发展出植物组织的统称，包括木质部和木質线。

木材為林業主產物，对于人类生活起着很大的支持作用。根据木材性质的不同，可以用在不同的應用中。

聚合物
喹吖啶酮的超分子鏈在石墨上自行組裝的掃描隧道顯微鏡影像。]]
聚合物（Polymer）是指具有非常大的分子量的化合物，分子間由、或單體經由共價鍵連接在一起。這個字眼（polymer）是出自於希臘字：polys代表的是多，而meros 代表的是小單位（part），所以很多小單位連結在一起的這種特別的分子，我們稱之為聚合物。需要更多的資訊，可以參考塑膠、DNA和高分子。

生物材料
中的膠原蛋白纖維]]

許多自然界的材料都可以視為複雜的複合材料，而且各自有其特殊的性質。這些材料歷經數百萬年的演變，許多科學家也從中得到靈感來設計先進材料。生物材料的特徴包括结构层次（structural hierarchy）、多功能性及的能力。自我組織也是生物材料的基本特性之一，藉此才能由分子層次逐漸組合為各種生物材料，自組裝也是在進行一些高效能生物材料的化學合成時，逐漸開始使用的方法之一。

複合材料
編織成的布，碳纖維是複合材料中常見的材料之一]]

複合材料是由金屬材料、陶瓷材料或高分子材料等兩種或兩種以上的材料，經過複合工藝而製備的多相材料。其中包括連續相的基體，和被基體包容，用來提昇材料性能的相增強體。

複合材料的應用範圍很廣，包括建築工程中常用的鋼筋混凝土，及用在太空梭的航天飞机隔热系统中，在太空梭返航回到地球時避免表面過熱的絕熱瓦，太空梭機鼻及機翼前緣會使用的淺灰色材料，可以承受返航時高達1510 °C的溫度。強化碳-碳是一種由浸漬在酚醛樹脂的石墨人造絲製成的複合材料。在高溫的高壓釜中處理後，層疊會熱分解，人造絲會釋出碳，再在真空下浸漬在糠醇中，糠醇也會釋出碳。為了反覆利用時的抗氧化能力，會用碳化矽作為強化碳-碳的外層。

半导体
半导体是電阻率介於金屬導體和非金屬絕緣體之間的物質，在週期表硼往右下的對角線上．其左邊是金屬導體，其右邊是絕緣體。

半導體元件是近代電子學的基礎，包括收音機、電腦、電視中都有半導體元件。半導體元件包括電晶體、太陽能電池、二極體及積體電路。大陽能光電板是大型的半導體元件，直接將光能轉換為電能。

在金屬導體中，電流是由於電子的流動所造成，但在半導體中，電流是由於材料能带结构中的電子流動以及帶正電電洞流動所造成。常見的半導體材料包括矽、鍺及砷化鎵。

纳米材料
許多固體當其大小為幾個納米時，其特性也會隨之改變。例如金和矽分別是金色和灰色，但金和矽的納米料子都是紅色，大小為約2.5納米的金納米粒子，其熔點約為300°C，遠低於金塊的熔點1064°C

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