第三节金属晶体1分解.ppt

* 三维堆积－四种方式 简单立方堆积 钾型体心立方 由非密置层一层一层堆积而成 1 2 3 4 5 6 思考：第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式有几种？ 1 2 3 4 5 6 A B ， 思考：对第一、二层来说，第三层可以最紧密的堆积方式有几种？ 2、 密置层堆积方式不存在两层原子在同一直线的情况，只有相邻层紧密堆积方式，类似于钾型。 1 2 3 4 5 6 一种是将球对准第一层的球。 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 另一种排列方式，是将球对准第一层的 2，4，6 位 1 2 3 4 5 6 第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准 1，3，5 位。 ( 或对准 2，4，6 位，其情形是一样的 ) 1 2 3 4 5 6 A B ， 关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。 下图是此种六方 紧密堆积的前视图 A B A B A 第一种是将球对准第一层的球。 1 2 3 4 5 6 于是每两层形成一个周期，即 AB AB 堆积方式，形成六方紧密堆积。 配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 ) 1200 平行六面体 六方密堆积 六方密堆积 配位数： 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 ) 晶胞含金属原子数: 6 金属晶体的堆积方式──镁型 第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的 2，4，6 位，不同于 AB 两层的位置，这是 C 层。 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 此种立方紧密堆积的前视图 A B C A A B C 第四层再排 A，于是形成 ABC ABC 三层一个周期。 配位数： 12( 同层 6， 上下层各 3 ) 面心立方 B C A 晶胞含金属原子数: 4 金属晶体的堆积方式──铜型 Ａ Ｂ Ａ Ｃ Ｂ Ａ 镁型 铜型 金属晶体的两种最密堆积方式 金属晶体的四中堆积模型对比 二、金属晶体中有关计算 1.晶胞中微粒数的计算 (1)简单立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享， 空间利用率： (2r)3 4лr3/3 = 52.36% 微粒数为：8×1/8 = 1 1.空间占有率 等径球两种最密堆积具有相同的堆积密度，晶胞中圆球体积与晶胞体积之比称空间占有率，六方最密堆积（hcp）与立方最密堆积（ccp）空间占有率均为74.05％。 （2）体心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。 微粒数为：8×1/8 + 1 = 2 空间利用率： 体心立方堆积 配位数：8 设圆半径为R，晶胞棱长为a，晶胞面对角线长 ????????????????? 则 ????????????????? 晶胞体积 ????????????????????????????????????????????????????? 立方面心晶胞中含4个圆球，每个球体积为: ?????????? ???????????????????????????????????????? ??? ????????????????????????????????????????? 立方最密堆积虽晶胞大小不同，每个晶胞中含球数不同。但计算得到空间占有率相同。 而体心立方堆积（bcp）则空间占有率低一些。 体对角线长为 ?????????????????????????????????????????? 晶胞体积 ??????????????????????????????? 体心立方晶胞含2个球 2、某些金属晶体(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以划出一块正立方体的结构单元，金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空间利用率。 （3）面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。 微粒数为： 8×1/8 + 6×1/2 = 4 空间利用率： (2×1.414r)3 4×4лr3/3 = 74.05% 2）.立方面心结构 ????立方面心结构的配位数＝12（即每个圆球有12个最近的邻居，同一层有六个，上一层三个，下一层三个）。立方密堆积中可以取出一个立方面心的单位来，每个单位中有四个圆球，球心的位置是000；0 1/2 1/2；1/2 0 1/2；1/2 1/2 0。 ??????? ????????????????????????????????????????????? ???????