講課——金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶

1、第二節(jié)第二節(jié) 金屬的晶體結(jié)構(gòu)金屬的晶體結(jié)構(gòu) 本章目的：本章目的： 1 建立金屬晶體結(jié)構(gòu)的理想模型；建立金屬晶體結(jié)構(gòu)的理想模型； 2 揭示金屬的實際晶體結(jié)構(gòu)；揭示金屬的實際晶體結(jié)構(gòu)； 2 金屬的晶體結(jié)構(gòu)金屬的晶體結(jié)構(gòu) 一、晶體的基本概念一、晶體的基本概念 1晶體晶體 非晶體非晶體 所謂晶體是指其原子（離子或分子）在空間呈規(guī)則排列的物體非非晶體晶體則反之。則反之。 非晶體非晶體晶體晶體特點：特點：晶體晶體有熔點；有熔點；具具有各向異性。如：食鹽，冰，金有各向異性。如：食鹽，冰，金剛石，金屬等。剛石，金屬等。 非晶體非晶體無熔點；無熔點；各各向同性。如：玻璃，松香，瀝青向同性。如：玻璃，松香，瀝青等

2、。等。2.1 2.1 純金屬的晶體結(jié)構(gòu)純金屬的晶體結(jié)構(gòu) 在自然界中，除普通玻璃、松香、石蠟等少數(shù)物質(zhì)以在自然界中，除普通玻璃、松香、石蠟等少數(shù)物質(zhì)以外，包括金屬和合金在內(nèi)的絕大多數(shù)固體都是晶體。外，包括金屬和合金在內(nèi)的絕大多數(shù)固體都是晶體。晶體與非晶體的根本區(qū)別在于晶體與非晶體的根本區(qū)別在于其內(nèi)部原子的排列是否規(guī)則其內(nèi)部原子的排列是否規(guī)則。簡單總結(jié)：簡單總結(jié)：晶體：晶體：非晶體：非晶體：(2)晶格、晶胞、晶格常數(shù) 晶格晶格。 能代表整個晶格中原子排列規(guī)律的最小單元能代表整個晶格中原子排列規(guī)律的最小單元，稱之為，稱之為晶胞晶胞。晶胞中各棱邊的長度晶胞中各棱邊的長度(及夾角及夾角)（描述晶胞大小與

3、形狀的幾何參數(shù)稱描述晶胞大小與形狀的幾何參數(shù)稱為）為）晶格常數(shù)晶格常數(shù)。2.1 2.1 純金屬的晶體結(jié)構(gòu)純金屬的晶體結(jié)構(gòu)簡單立方晶格與晶胞示意圖： 晶格晶格原子排列形成的空間格子原子排列形成的空間格子晶胞晶胞組成晶格最基本的單元組成晶格最基本的單元1、體心立方晶格 體心立方晶胞如圖所示。在晶胞的八個角上各有一個金屬原子，構(gòu)成立方體。在立方體的中心還有一個原子，所以叫作體心立方晶格。屬于這類晶格的金屬有鉻、釩、鎢、鉬和-鐵等。 體心立方晶格晶胞中的原子數(shù)體心立方晶格晶胞中的原子數(shù)n = 1 + 8 X 1/8 = 2體心立方晶胞示意圖（a）剛球模型；（b）質(zhì)點模型；（c）晶胞中原子數(shù)示意圖 二、

4、常見的金屬晶格類型晶胞中微粒的計算晶胞中微粒的計算思考：處于晶胞頂思考：處于晶胞頂點上、棱上、面上點上、棱上、面上的原子分別被多少的原子分別被多少個晶胞共用？個晶胞共用？處于晶胞頂點上粒處于晶胞頂點上粒子被個晶胞共用子被個晶胞共用處于晶胞棱上粒子處于晶胞棱上粒子被個晶胞共用被個晶胞共用處于晶胞面上粒子處于晶胞面上粒子被被2個晶胞共用個晶胞共用1 12 24 43 37 76 68 85 51 12 22 21 13 34 4請看請看:1 1體心：體心：1面心：面心：1/2頂點：頂點：1/8棱邊：棱邊：1/4體心立方晶格晶胞中的原子數(shù)體心立方晶格晶胞中的原子數(shù)n = 1 + 8 X 1/8 =

5、22、面心立方晶格 面心立方晶格如圖所示。在晶胞的八個角上各有一個原子，構(gòu)成立方體。在立方體的六個面的中心各有一個原子，所以叫做面心立方晶格。屬于這類晶格的金屬有鈉、鋁、銅、鎳、鉛和-Fe等。面心立方晶格晶胞中的原子數(shù)面心立方晶格晶胞中的原子數(shù)n = 6 X 1/2 + 8 X 1/8 = 4面心立方晶胞示意圖（a）剛球模型；（b）質(zhì)點模型；（c）晶胞中原子數(shù)示意圖 2.1 2.1 純金屬的晶體結(jié)構(gòu)純金屬的晶體結(jié)構(gòu)3 3、密排六方晶格、密排六方晶格 密排六方晶格如圖所示。密排六方晶格如圖所示。 在晶胞的十二個角上各有一個原子，構(gòu)在晶胞的十二個角上各有一個原子，構(gòu)成六方柱體。上下底面中心各有一個原子。晶胞內(nèi)部還有三個原成六方柱體。上下底面中心各有一個原子。晶胞內(nèi)部還有三個原子，所以叫做密排六方晶格。屬于這類晶格金屬有鈹、鎂、鋅、子，所以叫做密排六方晶格。屬于這類晶格金屬有鈹、鎂、鋅、-鈦和鈦和-鉻等。鉻等。密排六方晶格晶胞中的原子數(shù)密排六方晶格晶胞中的原子數(shù)n = 3 + 2 X 1/2 + 12 X