二金屬的晶體結(jié)構(gòu)

二金屬的晶體結(jié)構(gòu)第一頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六一.晶格與晶胞

晶體中原子規(guī)則排列的方式稱為晶體結(jié)構(gòu).通過金屬原子的中心劃出許多空間直線,這些直線將形成空間格架.這種格架稱為晶格.能反映晶格特征的最小組成單元稱為晶胞.晶胞的幾何參數(shù):a、b、c(棱邊長)、α、β、γ(夾角).a、b、c為晶格常數(shù).金屬的晶格常數(shù)為:

1×10-10m～7×10-10m.

第二頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六二.典型的3種金屬晶體結(jié)構(gòu)

1.體心立方晶格(Mo、W、V、α-Fe)（1）常數(shù)

a=b=c,α=β=γ=90°

（2）晶胞原子數(shù):2（3）原子半徑:a/4（4）致密度:0.68(5)α-Fe的晶格常數(shù):a=2.86(<912℃)第三頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六2.面心立方晶格

(Al、Cu、Ni、Au、Ag、γ-Fe、Pt、Pb)

(1)晶格常數(shù)

a=b=c,α=β=γ=90°（2）晶胞原子數(shù):4（3）原子半徑:a/4（4）致密度

0.74(5)γ-Fe的晶格常數(shù):a=3.65(912℃)第四頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六3.密排六方晶格

(Mg、Ti、Cr、Zn、Be)

（1）晶格常數(shù)：a（底面正六邊形邊長）、c（兩底面間距離）.兩相鄰側(cè)面間夾角為120°,側(cè)面與底面間夾角90°（2）晶胞原子數(shù)：6

（3）原子半徑:a/2（4）致密度：0.74

(5)Mg的晶格常數(shù):a=3.21,c=5.21第五頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六三.立方晶系的晶面和晶向1.立方晶胞三組重要晶面(1)晶胞表面(2)過兩條平行棱邊的面(3)過三個(gè)角點(diǎn)的面第六頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六2.立方晶胞三組重要晶向(1)平行于晶胞棱線的晶向(2)平行于晶胞表面對角線的晶向(3)平行于晶胞體對角線的晶向第七頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六四.晶體各向異性在晶體中,不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同,它們之間的結(jié)合力的大小也不相同,因而金屬晶體不同方向上的力學(xué)性能和理化性能不同,這種性質(zhì)叫做晶體各向異性.

晶面原子密度計(jì)算例：第八頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六五.Fe的多晶型性Fe、Mn、Ti、Co等金屬具有多晶型性。

當(dāng)溫度(壓強(qiáng))改變時(shí)，金屬由一種晶體結(jié)構(gòu)向另一種晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變稱為多晶型轉(zhuǎn)變(同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變)。

第九頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六六.實(shí)際金屬中的晶體缺陷

1.點(diǎn)缺陷

(1)空位(2)間隙原子(3)異類原子點(diǎn)缺陷造成局部晶格畸變,使金屬的電阻率、屈服強(qiáng)度增加,密度發(fā)生變化。第十頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六2.線缺陷

(1)刃型位錯(cuò)(2)螺型位錯(cuò)第十一頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六位錯(cuò)的存在極大地影響金屬的機(jī)械性能1.金屬晶須(僅含極少量位錯(cuò))屈服點(diǎn)σs很高鐵晶須Φ1.8μm,長10mmσs=13400MPa2.當(dāng)含有一定量的位錯(cuò)時(shí),強(qiáng)度降低退火態(tài)工業(yè)純鐵σs=180~230MPa3.當(dāng)進(jìn)行形變加工時(shí),位錯(cuò)密度增加,σs將會(huì)增高(位錯(cuò)強(qiáng)化)。

第十二頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六實(shí)際金屬為多晶體,是由大量外形不規(guī)則的小晶體即晶粒組成的.每個(gè)晶?；旧峡梢暈閱尉w.所有晶粒的結(jié)構(gòu)完全相同,但彼此之間的位向不同,位向差為幾十分、幾度或幾十度.晶粒與晶粒之間的接觸界面叫做晶界.晶界呈網(wǎng)狀.晶界上原子的排列規(guī)則性較差.同時(shí)存在空位、位錯(cuò)和雜質(zhì)原子.

3.面缺陷

（1）晶界第十三頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六（2）亞晶界

晶粒是由許多位向差在1～2度以內(nèi)的所謂亞晶粒組成的.晶粒內(nèi)的亞晶粒又叫晶塊或嵌鑲塊.亞晶粒之間的邊界叫亞晶界.亞晶界是位錯(cuò)規(guī)則排列的結(jié)構(gòu)。晶界和亞晶界均可提高金屬的強(qiáng)度。晶界越多,晶粒越細(xì),金屬的塑性變形能力越大,塑性越好。

(細(xì)晶強(qiáng)韌化)。第十四頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六作業(yè)一.術(shù)語解釋17：晶格、晶胞、晶格常數(shù)、體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格、致密度、晶向、晶面、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變、刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)、空位、間隙原子、晶界、亞晶界、晶體缺陷二.填空選擇題：P3-2(4).P3-3(1).三.綜合分析題6：7.列表計(jì)算體心立方晶格、面心立方晶格中三個(gè)主要晶面和晶向